Uproszczona, skalowalna, 24-godzinna adaptacyjna głęboka stymulacja mózgu w chorobie Parkinsona (Subgaleal aDBS)

Choroba Parkinsona (PD) dotyka 1% osób powyżej 60 roku życia, jest wysoce upośledzająca i stanowi duże obciążenie ekonomiczne. Opcje terapeutyczne obejmują zastępowanie dopaminy i konwencjonalną głęboką stymulację mózgu (cDBS) dla zaawansowanej choroby. Jednak terapia cDBS jest obecnie niewrażliwa na dynamiczne stany kliniczne pacjentów, co skutkuje suboptymalną kontrolą objawów w ciągu dnia. Adaptacyjna DBS (aDBS) dąży do rozwiązania tego problemu poprzez spersonalizowaną dynamiczną modulację stymulacji zgodnie z sygnałami nerwowymi. Wczesne badania aDBS (przeprowadzone przez dr Little, Starr i inne grupy badawcze) dostarczają dowodu zasadności, że aDBS może poprawić objawy ruchowe i zmniejszyć skutki uboczne. Nasz zespół przetestował również w pełni osadzoną, przewlekłą naturalistyczną aDBS w randomizowanym, zaślepionym badaniu, aby wykazać poprawę dziennych objawów ruchowych i jakości życia w porównaniu z cDBS. Co więcej, niedawno zweryfikowaliśmy specyficzną dla etapów snu aDBS w fazie Non Rapid Eye Movement (NREM), która zwiększyła korowe fale wolne (związane ze spowolnieniem postępu choroby). Jednak pełne wykorzystanie tych bardzo obiecujących terapii jest obecnie ograniczone przez: 1) Brak praktycznych (minimalnie inwazyjnych) metod przewlekłych rejestracji korowych. 2) Złożoność programowania aDBS z powodu dużej przestrzeni parametrów. 3) Fluktuacje sygnałów nerwowych w wielu skalach czasowych, w tym zmiany okołodobowe i długoterminowa niestacjonarność sygnałów. Naszym długoterminowym celem jest przeniesienie aDBS z wyspecjalizowanych laboratoriów badawczych do klinik w świecie rzeczywistym poprzez efektywną, skalowalną implementację z następującymi postępami: 1) Zmniejszenie ryzyka i złożoności przewlekłego czucia korowego poprzez umieszczenie elektrod korowych w przestrzeni podgalealnej zamiast wewnątrz czaszki. 2) Wykorzystanie uczenia maszynowego (ML) oraz technik biomarkerów i optymalizacji opartych na danych w celu minimalizacji złożoności programowania aDBS. 3) Optymalizacja aDBS przez pełny 24-godzinny cykl – w tym sen, z metodami długoterminowej aktualizacji ustawień aDBS. Urządzeniem badawczym będzie ładowalny, wyposażony w czujniki i aDBS, nowo dostępny komercyjnie system Medtronic Percept RC DBS; podłączony do elektrod korowych czołowych podgalealnych oraz do kierunkowych elektrod zwojów podstawy. Nasz etap UG3 będzie wspierał zatwierdzenie regulacyjne dla podgalealnej aDBS Percept RC. W UH3-

1 wszczepimy 24 pacjentom z PD, zoptymalizujemy cDBS i zidentyfikujemy podgrupy do dziennej i nocnej aDBS. W UH3-2 uzyskamy kliniczne i domowe dzienne naturalistyczne rejestracje nerwowe i przeprowadzimy zaślepioną ocenę opartej na danych przewlekłej aDBS w porównaniu z cDBS, w leczeniu dziennych fluktuacji ruchowych. W UH3-3 uzyskamy kliniczne (laboratorium snu) i domowe nocne naturalistyczne rejestracje i przeprowadzimy zaślepioną ocenę przewlekłej aDBS snu w porównaniu z cDBS, w celu poprawy czasu trwania snu NREM i zwiększenia amplitudy fal wolnych. Oczekujemy, że te techniki będą podstawą prostego, gotowego do użycia kontrolera aDBS, aby umożliwić powszechne, proste, skalowalne i spersonalizowane aDBS przez pełny 24-godzinny cykl w PD, i zapewnić racjonalne podstawy dla adaptacyjnej neuromodulacji w innych chorobach neurologicznych i psychiatrycznych.