Modulerende effecten van diepe hersenstimulatie op cerebrale corticale activiteit

Diepe hersenstimulatie (DBS) is een standaardzorg, door de FDA goedgekeurde therapie voor de ziekte van Parkinson (PD) en tremor en meer dan 1.000 patiënten zijn in de afgelopen 20 jaar geïmplanteerd in de Cleveland Clinic. De therapie omvat stereotactische implantatie van een of meer leidingen in specifieke sensomotorische hersengebieden, waarbij elke geleiding bestaat uit een reeks van vier tot acht contacten. Het proximale uiteinde van de lead is getunneld naar een implanteerbare pulsgenerator (IPG) die onder de huid van de borst is geplaatst. Na de operatie programmeert een zorgprofessional de IPG zorgvuldig: de plaatsingslocatie aanpassen (d.w.z. contactselectie) en de frequentie, amplitude en breedte van de stimuluspulsen titreren om het therapeutische voordeel te maximaliseren en eventuele bijwerkingen te minimaliseren. Er wordt verondersteld dat de chronische, elektrische stimulatie van het doelgebied zowel lokale als circuitbrede effecten heeft, waarvan het netto-effect is dat de pathofysiologische neurale activiteit aanwezig in zowel corticale als subcorticale hersengebieden wordt verstoord waarvan wordt aangenomen dat deze ten grondslag ligt aan de manifestatie van de ziekte.

Studiegerelateerde activiteiten starten 's morgens, deelnemers melden zich bij de balie van de polikliniek Neurologische Restauratie in het S-gebouw. Die deelnemers met een diagnose van de ziekte van Parkinson zullen worden gevraagd om in de "praktisch gedefinieerde UIT" -toestand aan te komen (d.w.z. ze komen voor het testen nadat ze zoals gebruikelijk PD-medicatie hebben ingenomen tot middernacht van de voorgaande dag, en geen op de ochtend van testen) . Om de risico's van niet-medicatie te helpen minimaliseren, krijgen patiënten met de ziekte van Parkinson de mogelijkheid om kosteloos in een hotel op de campus te overnachten. Patiënten krijgen gedurende de dag lunch en extra rustpauzes, indien nodig.

Een technicus zal Ag/AgCl-klinische hoofdhuidelektroden aanbrengen of een elastische dop die vooraf is gevuld met elektroden, waarna de elektro-encefalografische (EEG) activiteit gedurende de rest van het onderzoek zal worden gecontroleerd en geregistreerd. Deelnemers ondergaan een eerste stimulatiedrempelevaluatie om DBS-gerelateerde sensomotorische bijwerkingendrempels vast te stellen.

Tijdens het testen zitten de deelnemers comfortabel in een stille kamer. Er zullen continu EEG- en EMG-opnamen worden gemaakt terwijl de parameters van de IPG van de patiënt systematisch worden aangepast (d.w.z. veranderingen in pulsfrequentie, amplitude, breedte en actieve contacten) terwijl de patiënt in rust is en, voor specifieke instellingen, opnieuw terwijl de patiënt een eenvoudige, continue motorische taak met behulp van de bovenste extremiteit (bijv. computergegenereerde sinustracking). Visuele en auditieve evoked potentials zullen worden opgewekt met behulp van stimuli die worden geleverd via respectievelijk een bril (of andere lichtbron) en een koptelefoon. Somatosensorische evoked potentials zullen worden opgewekt door elektrische stimulatie van de mediane of posterieure tibialiszenuw met behulp van standaard klinische technieken bij ongeveer 125% van de motorische drempel. Gebeurtenisgerelateerde potentiële taken omvatten eenvoudige en keuzereactietijd, NoGo, evenals auditieve excentrieke taken die worden herhaald in een of meer DBS-condities. Merk op dat de precieze volgorde van testafname willekeurig kan zijn om volgorde-effecten te minimaliseren. Houd er ook rekening mee dat patiënten met de diagnose PD de instructie krijgen om hun gebruikelijke dosis anti-PD-medicatie ongeveer halverwege de testsessie in te nemen, waarna een subset van de evoked potential-test zal worden herhaald.

In deze studie zullen de onderzoekers meerdere niet-invasieve fysiologische metrieken gebruiken, waaronder schedelelektro-encefalografie en oppervlakte-elektromyografie, om het spatiotemporele patroon van corticale en corticomusculaire modulatie te karakteriseren geassocieerd met therapeutische, niet-therapeutische en bijwerking-inducerende parameters van DBS om aandacht besteden aan de specifieke doelen.