Stimolazione Cerebrale Profonda Adattiva Semplificata, Scalabile e a 24 Ore nel Morbo di Parkinson (Subgaleal aDBS)

La malattia di Parkinson (PD) colpisce l'1% delle persone sopra i 60 anni, è altamente invalidante e rappresenta un grande onere economico. Le opzioni terapeutiche includono la sostituzione dopaminergica e la DBS convenzionale (cDBS) per la malattia avanzata. Tuttavia, la terapia cDBS attualmente non risponde agli stati clinici dinamici dei pazienti, risultando in un controllo subottimale dei sintomi durante il giorno. La DBS adattativa (aDBS) cerca di risolvere questo problema attraverso una modulazione dinamica personalizzata della stimolazione in base ai segnali neurali. I primi studi sull'aDBS (completati dai dottori Little, Starr e altri gruppi di ricerca) forniscono la prova di principio che l'aDBS può migliorare i sintomi motori e ridurre gli effetti collaterali. Il nostro team ha anche testato l'aDBS completamente integrata, cronica e naturalistica in uno studio randomizzato e in cieco per mostrare miglioramenti nei sintomi motori diurni e nella qualità della vita rispetto alla cDBS. Inoltre, abbiamo recentemente validato l'aDBS specifica per lo stadio del sonno Non Rapid Eye Movement (NREM), che ha aumentato le onde lente corticali (collegate al rallentamento della progressione della malattia). Tuttavia, il pieno sfruttamento di queste terapie altamente promettenti è attualmente limitato da: 1) Mancanza di metodi pratici (minimamente invasivi) per le registrazioni corticali croniche. 2) Complessità della programmazione dell'aDBS a causa di un ampio spazio dei parametri. 3) Fluttuazioni dei segnali neurali su scale temporali multiple, inclusi cambiamenti circadiani e non stazionarietà a lungo termine dei segnali. Il nostro obiettivo a lungo termine è far progredire l'aDBS dai laboratori di ricerca specialistici alle cliniche del mondo reale attraverso un'implementazione efficiente e scalabile con i seguenti progressi: 1) Ridurre il rischio e la complessità del rilevamento corticale cronico posizionando gli elettrodi corticali nello spazio sottogaleale anziché all'interno del cranio. 2) Utilizzare l'apprendimento automatico (ML) e tecniche di ottimizzazione e biomarcatori basati sui dati per minimizzare la complessità della programmazione dell'aDBS. 3) Ottimizzare l'aDBS durante l'intero ciclo di 24 ore - incluso il sonno, con metodi per l'aggiornamento a lungo termine delle impostazioni dell'aDBS. Il dispositivo dello studio sarà il sistema Medtronic Percept RC DBS ricaricabile, con rilevamento e aDBS abilitati, di recente disponibilità commerciale; collegato a elettrodi corticali frontali sottogaleali e a elettrodi direzionali dei gangli della base. La nostra fase UG3 supporterà l'approvazione normativa per l'aDBS sottogaleale con Percept RC. In UH3-

1, impianteremo 24 pazienti con PD, ottimizzeremo la cDBS e identificheremo sottogruppi per l'aDBS diurna e notturna. In UH3-2 otterremo registrazioni neurali naturalistiche diurne in clinica e a domicilio ed eseguiremo una valutazione in cieco dell'aDBS cronica basata sui dati rispetto alla cDBS, per il trattamento delle fluttuazioni motorie diurne. In UH3-3, otterremo registrazioni naturalistiche notturne in clinica (laboratorio del sonno) e a domicilio ed eseguiremo una valutazione in cieco dell'aDBS cronica per il sonno rispetto alla cDBS, per migliorare la durata del sonno NREM e aumentare l'ampiezza delle onde lente. Prevediamo che queste tecniche saranno la base per un semplice controller aDBS "chiavi in mano", per consentire un'aDBS diffusa, semplice, scalabile e personalizzata per l'intero ciclo di 24 ore nella PD, e fornire una base razionale per la neuromodulazione adattativa in altre malattie neurologiche e psichiatriche.