Effetti della DBS STN sulla cognizione e sulle reti cerebrali nei pazienti con malattia di Parkinson analizzati sulla base di EEG e fNIRS

Negli ultimi anni, la stimolazione elettrica cerebrale profonda (DBS) è diventata un trattamento primario per migliorare i sintomi clinici nei pazienti con malattia di Parkinson (PD) con rallentamento prevalentemente motorio dopo scarsi effetti farmacologici derivanti dalla terapia farmacologica convenzionale o dopo la progressione della malattia. Tuttavia, studi precedenti sono stati controversi nell’esaminare se la DBS-STN promuova o comprometta la funzione cognitiva nei pazienti con malattia di Parkinson. Studi precedenti hanno scoperto che la DBS può influenzare la funzione esecutiva nei pazienti con malattia di Parkinson e che specifiche regioni del cervello sono strettamente correlate alla funzione esecutiva. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato la spettroscopia elettroencefalografica funzionale del vicino infrarosso (EEG-fNIRS) per ottenere la connettività della rete cerebrale nei soggetti e per esplorare la possibile relazione tra la funzione esecutiva e la connettività della rete cerebrale nei pazienti con malattia di Parkinson. Esplorare la possibile connettività della rete cerebrale che influenza l'esecuzione in DBS-STN e prevedere la funzione esecutiva postoperatoria nei pazienti con PD in DBS.

Tra i singoli domini cognitivi compromessi, il deterioramento della funzione esecutiva è il più comune, rappresentando oltre il 70% dei casi, e sono più comuni anche il deterioramento dell'attenzione, della memoria di lavoro e dell'abilità visuospaziale. La funzione esecutiva compromessa è il deterioramento cognitivo più caratteristico nei pazienti con malattia di Parkinson, che è correlato alla rottura dell'integrità dei circuiti fronto-striatali, che disegnano un'ampia gamma di regioni funzionali del cervello, come il lobo frontale, il lobo parietale, il giro del cingolo, talamo, substantia nigra e così via, e si manifesta clinicamente come compromissione della flessibilità cognitiva, della pianificazione, della formazione dei concetti, della memoria di lavoro e della capacità di apprendimento. La disfunzione esecutiva può influenzare seriamente il comportamento sociale dei pazienti, soprattutto quando si eseguono compiti più complessi che richiedono l'integrazione di più passaggi in un ordine particolare.

Studi precedenti hanno scoperto che la connettività della rete cerebrale in specifiche regioni cerebrali è strettamente correlata alla funzione cognitiva, ad esempio, ci sono stati molti studi clinici basati su segnali di ossigenazione del sangue della risonanza magnetica funzionale, ma a causa della scarsa immunità alle interferenze elettromagnetiche, i pazienti con elettrodi impiantati devono essere senza DBS per poter fare la risonanza magnetica. A causa della scarsa interferenza antimotoria, solo alcune immagini motorie e semplici movimenti delle dita possono essere acquisiti in condizione DBS-off per la MRI funzionale, e la MRI funzionale è stata un problema importante che limita la ricerca sulle neuroscienze cognitive a causa della sua bassa risoluzione temporale e della sua incapacità monitorare in tempo reale i cambiamenti dei segnali di ossigenazione del sangue del cervello corticale nel paradigma del compito.

Pertanto, questo studio prevede di progettare uno studio clinico equipotente multicentrico, prospettico, randomizzato, controllato in parallelo, che combina in modo innovativo l'elettroencefalografia (EEG) con alta risoluzione temporale e la spettroscopia funzionale del vicino infrarosso (fNIRS) con un'alta risoluzione spaziale per monitorare l'ossigenazione corticale segnali in tempo reale, in modo che i segnali elettrofisiologici cerebrali e di ossigenazione del sangue possano essere acquisiti in tempo reale durante un test delle funzioni esecutive (Stroop/TMT). La misurazione e la valutazione in tempo reale della funzione cognitiva acquisendo in modo sincrono i cambiamenti dei segnali elettrofisiologici e di ossigenazione nel cervello mentre il paziente esegue il test della funzione esecutiva (Stroop/TMT) e ottenendo dati della rete cerebrale EEG-fNIRS in tempo reale durante la funzione esecutiva Il test è sempre stato un campo di ordine superiore della ricerca sulle funzioni cognitive. Il presente studio ha studiato i meccanismi di compromissione della funzione esecutiva nei pazienti con malattia di Parkinson e se la DBS-STN influisce sui meccanismi della rete cerebrale della funzione esecutiva. Si spera di (1) quantificare la funzione cognitiva e le possibili tendenze nel funzionamento cognitivo nei pazienti con malattia di Parkinson mediante la tecnica EEG-fNIRS, (2) spiegare se ci sono differenze nella funzione esecutiva a livello di connettività della rete funzionale cerebrale tra trattamenti chirurgici e conservativi e se ci sono effetti di interazione delle differenze con la durata del trattamento e la modalità di trattamento, nonché per analizzare i loro effetti semplici, (3) Per ridurre al minimo i confondenti artificiali degli effetti di apprendimento a breve termine e i tester che hanno familiarità con i precedenti test psicocomportamentali neurocognitivi, (4 ) Esplorare il meccanismo della DBS sui cambiamenti delle reti cerebrali corticali nei pazienti con malattia di Parkinson, per evitare o ridurre l'interferenza della chirurgia sulle funzioni cognitive e fornire una base teorica per il trattamento di piani chirurgici personalizzati.

In questo studio, i ricercatori hanno pianificato di progettare uno studio clinico multicentrico, prospettico, randomizzato e controllato in parallelo. Un totale di 80 pazienti sono stati assegnati in modo casuale al gruppo DBS-STN. Il gruppo di trattamento DBS, con il gruppo di trattamento non-DBS, applicava regolarmente il DBS a 1 mese dopo l'intervento. Il trattamento conservativo di routine con farmaci orali e i dati sulla funzione cerebrale dei pazienti sono stati raccolti mediante la tecnica bimodale EEG-fNIRS simultanea in combinazione con test cognitivi (Stroop/TMT) al basale, 1 mese dopo la DBS (DBS-on) e a 6 mesi/12 mesi dopo la DBS, rispettivamente.