Nowe paradygmaty głębokiej stymulacji mózgu w przypadku zaburzeń ruchowych

Projekt eksperymentu będzie obejmował procedury odnoszące się do każdego konkretnego celu, przy czym większość z nich będzie obejmowała podejście wewnątrzobiektowe, które bada wpływ różnych poziomów leczenia (np. brak terapii, tradycyjny DBS, nowy DBS) na funkcje neurologiczne, w tym zmienne zależne pochodzące z testy funkcji motorycznych i poznawczych. Podejście to obejmie również dane elektrofizjologiczne; gdzie względny wpływ każdego poziomu leczenia na spontaniczne (np. spoczynkowa moc pasma beta i gamma) i związane z zadaniem (tj. wywołane lub związane z wydarzeniem potencjalne opóźnienie i charakterystykę amplitudy) rytmy mózgowe zostaną określone ilościowo dla każdego pacjenta i dalej zagregowane w celu scharakteryzowania efektów na poziomie grupy (patrz analiza danych poniżej).

Przed operacją uczestnicy zostaną poddani dodatkowym procedurom obrazowania mózgu w celu scharakteryzowania anatomicznej i funkcjonalnej łączności obszaru mózgu, który ma być celem podczas umieszczania elektrody chirurgicznej, oraz kory mózgowej. Dodatkowe zestawy obrazowania będą obejmować skany DTI i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego w stanie spoczynku, co wydłuży standardową przedoperacyjną kliniczną procedurę rezonansu magnetycznego o dodatkowe 30-45 minut.

Zgodnie ze standardowym rozmieszczeniem elektrod DBS w docelowym obszarze mózgu, dostęp do elektrody w celu wykonywania czynności związanych z badaniem zostanie uzyskany poprzez przymocowanie jednorazowego przedłużenia do końca sondy, który jest umieszczony podskórnie pozaczaszkowo. Jednorazowe przedłużenie zostanie następnie tunelowane do miejsca oddalonego od miejsca operacji, aby zminimalizować ryzyko zanieczyszczenia trwale wszczepionego sprzętu. Sprzęt rejestrujący zostanie następnie podłączony do zewnętrznego rozszerzenia, umożliwiając w ten sposób dostarczanie DBS związane z badaniem i rejestrację lokalnych potencjałów polowych (LFP) z docelowego obszaru mózgu.

Działania związane z badaniem rozpoczną się trzeciego ranka po operacji DBS, aby dać pacjentowi czas na powrót do zdrowia po zabiegu wszczepienia implantu (rozpoczęcie może zostać opóźnione, jeśli dodatkowy powrót do zdrowia zostanie uznany za uzasadniony po konsultacji z zespołem opieki klinicznej). Oczekuje się, że testy w ramach badania będą kontynuowane do 9. dnia po wszczepieniu implantu, a drugi standardowy zabieg DBS dotyczący operacji wszczepienia implantu zostanie przeprowadzony 10. dnia po wszczepieniu implantu. W okresie eksternalizacji badani będą uczestniczyć w codziennych zadaniach gromadzenia danych przez maksymalnie 8 godzin dziennie, z czynnościami związanymi z badaniem wykonywanymi w krótkich segmentach, podzielonych na sesje poranne i popołudniowe. Gdy badanie zostanie zakończone w operacyjnie zdefiniowanym stanie WYŁĄCZENIA leku, pacjenci będą mogli przyjąć swoją zwykłą dawkę leku, a badania będą kontynuowane. Częste okresy odpoczynku zostaną uwzględnione w każdym bloku testowym, aby zminimalizować skutki zmęczenia i poprawić jakość danych. Zapisy elektrofizjologiczne można również wykonywać, gdy pacjenta nie ma w laboratorium, w tym w nocy podczas snu, przy użyciu przenośnego sprzętu rejestrującego i monitorów aktywności przypominających kabury. Rejestracje będą wykonywane przy użyciu dostępnego w handlu systemu elektrod nasadowych, który jest umieszczany tymczasowo podczas każdej sesji eksperymentalnej lub przy użyciu standardowych elektrod kubkowych przymocowanych do skóry głowy przy użyciu standardowych metod (tj. kolodionu lub pasty elektrodowej). Jeśli stosowane są elektrody kolodionowe, pozostaną one na pacjencie przez kilka dni z rzędu, aż do czasu trwania okresu eksternalizacji. Codzienne kontrole będą przeprowadzane w celu zapewnienia integralności interfejsu elektrody, a elektrody będą ponownie żelowane lub ponownie nakładane w razie potrzeby.

Codzienne czynności związane z badaniem w laboratorium będą obejmowały 1) spontaniczne zapisy wykonywane podczas spoczynku pacjenta, 2) zapisy zsynchronizowane z zadaniami motorycznymi i poznawczymi oraz 3) somatosensoryczne potencjały wywołane oraz 4) potencjały wywołane wywołane przez bezpośrednią stymulację głębokich region docelowy mózgu. Pierwszego dnia badania można przeprowadzić przegląd progów monopolarnych, podobny do tego, który jest wykonywany w ramach standardowego programowania klinicznego DBS. Obejmuje to staranne miareczkowanie ustawień stymulacji elektrycznej dostarczanej przez elektrodę DBS w celu określenia progów czuciowo-ruchowych i innych skutków ubocznych oraz pomoże ustalić górne granice stymulacji dostarczanej w ramach procedur eksperymentalnych. Ponadto proces ten zostanie wykorzystany do scharakteryzowania korzyści terapeutycznych wynikających z DBS. We wszystkich przypadkach stymulacja będzie ograniczona do poziomu poniżej zatwierdzonej bezpiecznej granicy gęstości ładunku wynoszącej 30 mikrokulombów/cm2 na fazę. W niektóre dni pacjenci mogą zostać poproszeni o przybycie na miejsce badania po całonocnym poście po lekach przeciw PD, aby scharakteryzować wpływ leków dopaminergicznych na reakcje doświadczalne. Wreszcie, codzienne harmonogramy mogą być zmieniane w zależności od zmęczenia pacjenta, jak również potencjalnych konfliktów w harmonogramie (np. dostępność MRI lub MEG), a całkowita liczba dni, przez które pacjent jest eksternalizowany, może zostać skrócona według uznania zespołu chirurgicznego, w tym potrzeba dostosować harmonogram sali operacyjnej.

Co najmniej sześć miesięcy po operacji uczestnicy zostaną poproszeni o powrót na kontrolną, około 4-godzinną wizytę badawczą w celu oceny wyników terapeutycznych. Konkretnie, pacjenci zostaną poproszeni o powrót do głównego laboratorium kampusu po nocnym poście po lekach przeciw parkinsonizmowi. Podczas tej wizyty skuteczność standardowych ustawień programowania DBS pacjenta (tj. ustawień ustalonych przez lekarza prowadzącego w ramach rutynowej opieki klinicznej po operacji) zostanie oceniona za pomocą ślepej punktacji przy użyciu podskal MDS -Ujednolicona Skala Oceny Choroby Parkinsona (MDS-UPDRS).