Adaptieve neurostimulatie om slaap te herstellen bij de ziekte van Parkinson

Hoewel STN-DBS routinematig wordt gebruikt om PD-motorische symptomen te behandelen, hebben verschillende onderzoeken gemeld dat STN-DBS ook gunstig is voor slaapontregeling door normalisatie van de slaaparchitectuur. In ons eerdere werk, met behulp van lokale veldpotentialen (LFP) geregistreerd van STN DBS-elektroden die waren geïmplanteerd voor de behandeling van PD, werden unieke spectrale patronen in STN-oscillerende activiteit geïdentificeerd die correleerden met verschillende slaapcycli, wat inzicht bood in slaapontregeling. Deze bevindingen werden gebruikt om een ​​kunstmatig neuraal netwerk (ANN) te bouwen dat het slaapstadium nauwkeurig kan voorspellen. Voortbouwend op dit werk met het gebruik van nieuwe DBS-batterijtechnologie die het mogelijk maakt om potentiële biomarkers en prototyping van closed-loop-algoritmen te verkennen, zullen de onderzoekers de hypothese testen dat STN - een sterk onderling verbonden knooppunt in de basale ganglia - bijdraagt ​​aan de regulatie en verstoring van menselijk slaapgedrag en kan worden gemanipuleerd voor therapeutisch voordeel.

Dit is het eerste deel, doel 1, van een tweedelig onderzoek. Onderzoekers zullen 20 proefpersonen inschrijven voor doel 1 van deze studie en 20 proefpersonen voor doel 2, met 10 proefpersonen ingeschreven op elke klinische locatie voor elk doel (University of Nebraska Medical Center en Stanford University Medical Campus). In Aim 1 ondergaan proefpersonen standaardzorg STN DBS-leadimplantatiechirurgie voor de behandeling van PD. Ze zullen 3 weken later terugkeren naar het in-patient Sleep Lab voor 3 nachten STN LFP-opnames met gelijktijdige PSG, EMG, EOG, actigrafie en video-EEG. De eerste twee opnamenachten worden gebruikt om voor elke patiënt een fysiologische slaapbasis vast te stellen. De derde opnamenacht omvat subklinische stimulatiedrempels bij alle proefpersonen, in een poging om de duur van het slaapstadium gunstig te veranderen, zodat NREM en REM-3 worden verlengd. Als secundair resultaat wordt proefpersonen gevraagd een slaapvragenlijst in te vullen voor alle drie de nachten, waarbij de slaap waarin stimulatie plaatsvond, wordt vergeleken met de voorgaande twee nachten. Gegevens die tijdens alle drie de opnamenachten zijn verzameld, zullen worden gebruikt om de identiteit van het slaapstadium te voorspellen op basis van de LFP's die zijn geregistreerd in STN, met de grondwaarheid voor elk slaapstadium die wordt geleverd door slaapexpert geëvalueerd PSG. Deze gegevens zullen ook worden gebruikt om de optimale subklinische drempelstroomamplitude en slaapfase-timing te identificeren voor adaptieve stimulatie om de slaap te verbeteren. Het stimulatie-algoritme dat in Aim 1 is ontwikkeld, zal in het tweede deel van het onderzoek, Aim 2, worden geïmplementeerd om proefpersonen adaptieve stimulatie te bieden tijdens de nachtelijke slaap, in de loop van 3 weken slaap binnenshuis.