Neurostimolazione adattiva per ripristinare il sonno nella malattia di Parkinson (Obiettivo 2)

Nel nostro lavoro precedente, abbiamo studiato l'uso dei potenziali di campo locale (LFP) registrati dagli elettrodi STN-DBS per identificare modelli spettrali unici nell'attività oscillatoria STN che correlano con cicli di sonno distinti, offrendo informazioni sulla disregolazione del sonno e supportando l'idea che i biomarcatori da LFP registrato da STN potrebbe essere utilizzato per identificare specifiche fasi del sonno. Obiettivo 1 di questo studio, ClinicalTrials.gov ID: NCT04620551, ha caratterizzato la relazione tra attività STN aberrante (tramite LFP) e disregolazione del sonno nel PD registrando e analizzando tre notti consecutive di STN-LFP con PSG concomitante. Durante la terza notte abbiamo raccolto le registrazioni del sonno mentre erogavamo la stimolazione al di sotto della soglia, per valutare come la stimolazione influenzi la durata e le transizioni della fase del sonno. Questi dati hanno informato direttamente lo sviluppo e l'ottimizzazione di un algoritmo di stimolazione adattiva.

Il presente studio valuterà l'efficacia dell'algoritmo di stimolazione adattativa e testerà l'ipotesi di lavoro che la modulazione di STN durante il sonno notturno normalizzerà il comportamento del sonno compensando la segnalazione aberrante nella rete del sonno. Gli investigatori utilizzeranno valutazioni soggettive, actigrafia di 3 settimane e PSG notturno, in 20 soggetti PD 3 mesi dopo l'impianto di DBS, un punto in cui DBS e farmaci saranno stati ottimizzati terapeuticamente per i sintomi motori del PD. Gli investigatori confronteranno la stimolazione cronica ad anello aperto con la stimolazione adattativa e con un gruppo di controllo senza stimolazione. Tutti i soggetti sperimenteranno ciascuna delle 3 condizioni (una condizione a settimana; OFF-Stim, ON-Stim-Adaptive, ON-Stim-Open), tuttavia l'ordine in cui ogni soggetto è assegnato a una condizione sarà randomizzato preservando un rapporto equilibrato di incarichi di gruppo. Gli investigatori monitoreranno l'architettura e la qualità del sonno in tutti i gruppi per 3 settimane prima dell'intervento di DBS, e poi a 3 mesi dopo l'intervento di DBS, utilizzando l'actigrafia domiciliare. I soggetti saranno accecati rispetto all'assegnazione di gruppo per mitigare la distorsione del soggetto, che verrà impostata dal PC ospitante della ricerca quando un soggetto avvia la sequenza di registrazione.

La logica di questo obiettivo è (1) convalidare un intervento terapeutico per il gravoso sintomo non motorio della disfunzione del sonno nel PD, e (2) colmare una lacuna critica nella nostra comprensione del contributo di STN-DBS al miglioramento del sonno- disturbi della veglia nel PD. L'acquisizione di questi dati migliorerà la comprensione del ruolo dei gangli della base, in particolare STN, nell'emostasi del sonno nel PD. Prevediamo che STN-DBS migliorerà i parametri sonno-veglia sia nelle registrazioni PSG che actigrafiche, ma che la stimolazione adattativa, mirata ai biomarcatori della fase del sonno, ottimizzerà ulteriormente il sonno e allevierà questo carico non motorio nel PD. Nello specifico, prevediamo che l'STN-DBS adattivo più che cronico ad anello aperto durante il sonno ridurrà il sonno non consolidato, ridurrà la frequenza dei risvegli, aumenterà la percentuale di tempo trascorso nel sonno REM, ridurrà la sonnolenza diurna e aumenterà l'esperienza soggettiva di riposo e sonno qualità.