慢性的に埋め込まれた刺激電極による脳活動の記録と変調 (PDNeuroGAIT)

このプロジェクトは、PD の歩行障害を包括的に特徴付け、さまざまな DBS パラメータによってもたらされる改善を明らかにするために、運動および神経状態を慢性的に監視および調節するための最新の技術革新を活用しようとしています。

結果として得られる観察は、自発運動障害のための証拠に基づいた、臨床的に関連する DBS 戦略の設計のための新しい道を開く厳密な理解を確立します。

脳深部構造の電気的ニューロモジュレーションのための神経インプラントの使用に関する進歩は、さまざまな神経障害に苦しむ患者の機能不全回路の機能を調査するためのユニークな機会を開いています。

今日まで、脳深部刺激 (DBS) インプラントを使用した急性実験は、手術中のセットアップまたは手術直後のいわゆる「外部化」段階で行われ、さまざまな運動および非運動の根底にある神経サインの理解を広げてきました。運動症状を改善し、治療パラメーターを最適化して、そのような障害によりよく対処するのに役立ちました。

たとえば、パーキンソン病 (PD) の DBS 療法は、相乗的に (i) 刺激パラメーターの変化に応じた運動パフォーマンスの読み取り値を調査および明らかにした実験に基づいて、過去数十年にわたって改良されてきました。(ii) 根底にある神経バイオマーを特定しました。局所電場電位の記録からの-kers、さらには(iii)進行中の患者固有の要件にリアルタイムで適応できる閉ループ戦略のテスト。

これらの進歩は、振戦、運動緩慢または硬直などの上肢の運動徴候の改善に主に適用されており (そして成功している)、ニューロモジュレーションの変化に対して (数分の範囲で) 速い動的応答を示します。患者が安全に座っているか横になっている間に、テザー技術を使用して単純な運動課題の文脈で研究されました。 これらの条件により、運動機能障害の単純で簡単に測定可能な読み取り値に基づいてパラメーターを微調整、調整、および最適化し、その間に運動関連のアーティファクトを最小限に抑えて神経信号を記録することが可能になりました。

残念ながら、これらの単純な実験条件は、移動などの軸方向運動徴候の研究には適用されません。

• まず、歩行障害は多面的で高次元です。障害は単に脚の動きに限定されるだけでなく、下肢と上肢の協調、体幹と骨盤の振動、姿勢とバランスにも重大な影響を与えます。 したがって、それらの特徴付けには、これらすべての側面を同時にキャプチャできるマルチモーダルセンシング技術と分析方法が必要です。
• 第二に、主要な赤字の出現 (例: 歩行の凍結）は、より身体的に要求が高く、潜在的に危険な行動課題を必要とし、しばしば、より長い距離を行ったり来たりすることを何度も繰り返したり、日常生活活動に似た環境で行ったりします. したがって、患者は病状が安定している必要があり、テクノロジーによって、運動および神経の状態をワイヤレスで記録できるようにする必要があります。
• 最後に、歩行を制御する神経回路の変調は、上肢機能を制御するものよりも DBS の変化に応答するダイナミクスがかなり遅い (最大数時間10) ため、そのような変化を適切に捕捉するために監視および調整プロトコルを時間内に引き延ばす必要があります。

これらの要件は、神経状態と運動状態をリモートでリアルタイムかつ長期間同時に記録できるマルチモーダル技術を使用して、慢性状態の歩行障害の新しい治療法を研究および考案する必要性を批判的に提起しています。

このプロジェクトは、患者が日常生活のさまざまな活動を実行している間、PD の歩行障害を包括的に特徴付け、さまざまな DBS パラメータによってもたらされる改善を明らかにするために、運動および神経状態を慢性的に監視および調節するための最新の技術革新を活用しようとしています。 .

過去数年間、歩行中の下肢機能を制御する神経回路をより適切にターゲットにすることを目的とした新しい刺激パラダイムがいくつかの研究で提案されています11。 たとえば、さまざまな DBS 周波数を組み合わせたり、追加の解剖学的ターゲットをターゲットにしたりする戦略がありました。 それらはすべて、有望ではあるが決定的とはほど遠い結果を強調しています。 今日まで、治療介入に関連するアプローチは不明のままであり、根底にあるメカニズムはほとんど知られていません。 患者は、日常の移動性と自立性に深刻な影響を与える、衰弱させるような歩行困難に生涯耐え続けています。転倒に関連した怪我のリスクが高いため、家を出ることに不安を感じることが多く、個人的な支援が必要であり、一般的に生活の質を確認しています。大幅に減少。