Effecten van STN DBS op cognitie en hersennetwerken bij Parkinson-patiënten geanalyseerd op basis van EEG en fNIRS

In de afgelopen jaren is diepe elektrische hersenstimulatie (DBS) een primaire behandeling geworden voor het verbeteren van de klinische symptomen bij patiënten met de ziekte van Parkinson (PD) met voornamelijk motorische vertraging na slechte medicijneffecten van conventionele medicamenteuze medicijnen of na de progressie van de ziekte. Eerdere onderzoeken zijn echter controversieel geweest bij het onderzoeken of DBS-STN de cognitieve functie bij patiënten met de ziekte van Parkinson bevordert of schaadt. Eerdere studies hebben aangetoond dat DBS de uitvoerende functie bij patiënten met de ziekte van Parkinson kan beïnvloeden en dat specifieke hersengebieden nauw verwant zijn aan de uitvoerende functie. In deze studie gebruikten de onderzoekers elektro-encefalograaf-functionele nabij-infraroodspectroscopie (EEG-fNIRS) om hersennetwerkconnectiviteit bij proefpersonen te verkrijgen en om de mogelijke relatie tussen uitvoerende functie en hersennetwerkconnectiviteit bij patiënten met de ziekte van Parkinson te onderzoeken. Het onderzoeken van de mogelijke hersennetwerkconnectiviteit die de uitvoering bij DBS-STN beïnvloedt en het voorspellen van de postoperatieve executieve functie bij Parkinson-patiënten bij DBS.

Van de afzonderlijke cognitieve domeinen die aangetast zijn, komt stoornissen in de uitvoerende functies het meest voor, goed voor meer dan 70% van de gevallen, en stoornissen in de aandacht, het werkgeheugen en het visueel-ruimtelijke vermogen komen ook vaker voor. Een verminderde uitvoerende functie is de meest karakteristieke cognitieve stoornis bij Parkinson-patiënten, die verband houdt met de verstoring van de integriteit van de frontale-striatale lussen, waardoor een breed scala aan functionele hersengebieden ontstaat, zoals de frontale kwab, pariëtale kwab, cingulaire gyrus, thalamus, substantia nigra, enzovoort, en manifesteert zich klinisch als verminderde cognitieve flexibiliteit, planning, conceptvorming, werkgeheugen en leervermogen. Executieve disfunctie kan het sociale gedrag van patiënten ernstig beïnvloeden, vooral bij het uitvoeren van complexere taken die de integratie van meerdere stappen in een bepaalde volgorde vereisen.

Eerdere studies hebben aangetoond dat de connectiviteit van hersennetwerken in specifieke hersengebieden nauw verband houdt met de cognitieve functie. Er zijn bijvoorbeeld veel klinische onderzoeken geweest op basis van functionele MRI-bloedoxygenatiesignalen, maar vanwege de slechte immuniteit voor elektromagnetische interferentie kunnen patiënten met geïmplanteerde elektroden moet DBS-off zijn om de MRI te kunnen doen. Vanwege de slechte anti-motorische interferentie kunnen slechts enkele motorische beelden en eenvoudige vingerbewegingen worden verkregen onder de DBS-off-conditie voor functionele MRI, en functionele MRI is een belangrijk probleem geweest dat cognitief neurowetenschappelijk onderzoek beperkt vanwege de lage temporele resolutie en het onvermogen ervan. om in realtime de veranderingen van corticale hersenbloedoxygenatiesignalen in het taakparadigma te volgen.

Daarom is deze studie van plan een multicenter, prospectieve, gerandomiseerde, parallel gecontroleerde, gelijkwaardige klinische studie te ontwerpen, die op innovatieve wijze elektro-encefalografie (EEG) combineert met hoge temporele resolutie en functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) met een hoge ruimtelijke resolutie om corticale oxygenatie te monitoren. signalen in realtime, zodat de elektrofysiologische en bloedoxygenatiesignalen van de hersenen in realtime kunnen worden verkregen tijdens een test van de uitvoerende functie (Stroop/TMT). De real-time meting en evaluatie van de cognitieve functie door het synchroon verwerven van elektrofysiologische en oxygenatiesignaleringsveranderingen in de hersenen terwijl de patiënt de executieve functietest (Stroop/TMT) uitvoert en het verkrijgen van real-time EEG-fNIRS hersennetwerkgegevens tijdens de executieve functie De test is altijd een veld van hogere orde geweest in het onderzoek naar cognitieve functies. De huidige studie onderzocht de mechanismen van stoornissen in de uitvoerende functies bij Parkinson-patiënten en of DBS-STN de hersennetwerkmechanismen van de uitvoerende functie beïnvloedt. Gehoopt wordt (1) de cognitieve functie en mogelijke trends in cognitief functioneren bij Parkinson-patiënten te kwantificeren met behulp van de EEG-fNIRS-techniek, (2) uit te leggen of er verschillen zijn in de uitvoerende functie op het niveau van hersenfunctionele netwerkconnectiviteit tussen chirurgische en conservatieve behandelingen en of er interactie-effecten zijn van de verschillen met de duur van de behandeling en de behandelingsmodaliteit, en om hun eenvoudige effecten te analyseren, (3) Om kunstmatige verstorende factoren van leereffecten op de korte termijn te minimaliseren en testers die bekend zijn met eerdere neurocognitieve psycho-gedragstests, (4) ) Het onderzoeken van het mechanisme van DBS op de veranderingen van corticale hersennetwerken bij Parkinson-patiënten, het vermijden of verminderen van de interferentie van chirurgie op cognitieve functies, en het verschaffen van een theoretische basis voor de behandeling van gepersonaliseerde chirurgische plannen.

In deze studie waren de onderzoekers van plan een multicenter, prospectieve, gerandomiseerde, parallel gecontroleerde klinische studie te ontwerpen. In totaal werden 80 patiënten willekeurig toegewezen aan de DBS-STN-groep. De DBS-behandelingsgroep, en de niet-DBS-behandelingsgroep, routinematig DBS-aan op 1 maand postoperatief. De conservatieve behandeling routinematig met orale medicatie en de gegevens over de hersenfunctie van de patiënt werden verzameld door de gelijktijdige EEG-fNIRS bimodale techniek in combinatie met cognitieve testen (Stroop/TMT) bij aanvang, 1 maand na DBS (DBS-aan), en bij aanvang van de behandeling. respectievelijk 6 maanden/12 maanden na DBS.