Studerer bevegelseskontroll ved Parkinsons sykdom ved å bruke Closed Loop Deep Brain Stimulation

Studiesammendrag Pasienter vil gjennomgå standard 2-delt dyp hjernestimuleringsimplantasjon (elektrodeimplantasjon dag 1, batteri- og stimulatorimplantasjon ca. dag 7, hjemme ca. dag 10). Eksperimentene vil bli utført mens pasientene er inneliggende mellom de to operasjonene og vil derfor ikke kreve noen ekstra besøk eller forsinkelse i oppstart av terapeutisk dyp hjernestimulering. Dette paradigmet er standardmetoden for å utføre lokal feltpotensialforskning på mennesker og representerer paradigmet som det store flertallet av tidligere forskning på dette området har blitt utført med. Pasienter vil bli testet enten ved Oxford University Hospitals National Health Service Trust eller University College London National Health Service Trust.

Minst 24 timer etter elektrodeimplantasjon (den første av de to operasjonene) vil pasienter bli kontaktet angående studien og etterlates med pasientinformasjonsarket i 24 timer, før videre diskusjon, og eventuelt samtykke.

Deretter vil følgende prosedyrer bli utført:

1. Forsøkspersonene vil delta i en kort vurdering for å teste deres kognitive funksjon og fylle ut spørreskjemaer angående behendighet og impulsivitetsegenskaper. Videre vil de bli introdusert for de tre motoriske oppgavene, som de skal utføre under den definitive testen. Til sammen vil disse vurderingene ta omtrent en time.

   Før de neste trinnene, som vil bli utført samme dag eller 1-3 dager senere (avhengig av deltakerens preferanser), vil deltakerne bli bedt om å holde tilbake sine vanlige medisiner over natten, slik at de blir vurdert av medisiner om morgenen av testene.

2. Dyp hjernestimulering vil bli evaluert for å finne de beste stimuleringsparametrene (innstillingene, som gir best klinisk nytte) for hver enkelt pasient. Dette vil ta ca. 1 time og er en del av standard klinisk prosedyre.
3. Opptak vil bli gjort fra de dype hjernestimuleringselektrodene og elektrodene plassert på overflaten av hodet for å vurdere aktivitet og kommunikasjon i hjernen. Under opptakene skal deltakerne utføre tre motoriske oppgaver ved hjelp av hendene. I de to første oppgavene må de bestemme om de skal trykke på en knapp på en datamus eller avstå fra å svare avhengig av arten til noen små prikker som beveger seg i forskjellige retninger på en dataskjerm. Dette vil gjøre det mulig å vurdere pasientens evne til å utføre og hemme bevegelser. I den tredje oppgaven blir de bedt om å trykke på en knapp avhengig av retningen til en pil som vises på midten av skjermen, mens de ignorerer piler rundt denne sentrale signalen. Denne tilleggsoppgaven vil gjøre det mulig å vurdere pasienters evne til å kontrollere motstridende responstendenser. Opptakene vil bli utført tre ganger: Under lukket sløyfe dyp hjernestimulering, åpen sløyfe dyp hjernestimulering og mens stimulatoren er slått av. Rekkefølgen på disse øktene vil bli randomisert og balansert på tvers av deltakerne. De eksperimentelle opptakene vil ta ca. 2 timer.

Før opptak vil vi vurdere motorisk svikt ved hjelp av en validert klinisk skåre og pasientene vil få mulighet til å sette seg inn i de motoriske oppgavene.

Fullføring av opptakene vil markere slutten på en persons deltakelse i studien. Gitt den totale varigheten av studien vil pasienter bli tilbudt muligheten til å fullføre opptakene etter seponering over natten av dopaminerge medisiner over to dager eller på én enkelt dag hvis foretrukket.

Deretter vil pasienten få sin stimulator implantert som vanlig (oftest 7 dager etter første operasjon) og de vil bli utskrevet på dag 9 - 10 i henhold til deres kliniske restitusjon.

For pasienter med allerede implanterte pacemakere vil egnede deltakere bli identifisert av funksjonell nevrokirurgi-teamet som følger den kliniske behandlingen av pasientene. Invitasjonsbrevet og informasjonsarket vil bli levert av det kliniske teamet på vegne av forskerne. Hvis pasienter er interessert, vil de bli bedt om å kontakte forskerne. De samme vurderingene som ovenfor (karakterskalaer, motoriske oppgaver) vil bli utført på én enkelt dag i National Hospital for Neurology and Neurosurgery, London.

Klinisk intervensjon:

Eksternalisering av elektrodeledninger. Eksternaliseringen av elektrodetrådene vil bli utført av trente nevrokirurger. Dette vil skje hos den våkne pasienten under lokalbedøvelse (eller under en kort generell anestesi dersom uavhengig vurdering av pasientens kliniske tilstand av en anestesilege fastslår at dette er nødvendig) på nevrokirurgisk avdeling.

Forskningsintervensjon:

Enkelt blindet motvekt innen forsøksperson. Pasienter vil gjennomgå lukket sløyfe dyp hjernestimulering, åpen sløyfe dyp hjernestimulering og en økt uten dyp hjernestimulering mens de utfører motoriske oppgaver. Lokalt feltpotensial og elektroencefalografisk aktivitet vil bli registrert samtidig.

Closed loop dyp hjernestimulering vil bli levert gjennom en bærbar batteridrevet elektronisk enhet koblet til de eksternaliserte ledningene. Denne inneholder en forsterker som gjør at hjernebølger kan registreres under dyp hjernestimulering, en kontroller og en stimulator. Kontrolleren er en enkel likeretter og nivådetektor, som deretter betjener en bryter som tillater stimulering. Nivådetektoren er justert slik at dyp hjernestimulering kun tillates når en bestemt terskel for patologisk hjernebølgeaktivitet overskrides av en bestemt kliniker. Stimulatoren gir stimulering med en frekvens på 130 Hertz og en spenning som brukes for standard klinisk stimulering. Enheten veier ca. 350 gram og bæres enkelt i en liten skulderveske, eller festes til et belte.