Estimulação ON/OFF e motivação de recompensa em pacientes com estimuladores cerebrais profundos

Pacientes DBS:

O estudo será realizado em um consultório clínico no Charlestown Navy Yard (CNY) e consistirá em uma visita de 4 horas. A equipe do estudo agendará um horário conveniente para a chegada dos pacientes, ou a visita de pesquisa pode ser combinada com uma visita de programação de DBS agendada regularmente. Um membro da Divisão de Neuroterapêutica autorizado a manipular a programação DBS ligará e desligará o dispositivo durante o estudo. Os parâmetros terapêuticos do sistema DBS do sujeito não serão alterados. O sujeito será solicitado a preencher vários questionários: Inventário de Depressão de Beck-II, Inventário Rápido de Sintomatologia Depressiva, Escala de Prazer Snaith Hamilton, Questionário de Sintomas de Humor e Ansiedade e Escala Cognitivo-Comportamental de Evitação.

Após esses questionários, um membro da equipe do estudo ensinará os participantes a realizar uma versão modificada da tarefa Abordagem-Evitação (adaptada de Aupperle et al., no prelo e Amemori & Graybiel, 2012). Os participantes poderão escolher entre uma recompensa monetária (condição de aproximação) mais um estímulo aversivo (corrente elétrica leve descrita abaixo) ou nenhuma recompensa monetária mais nenhum estímulo aversivo (condição de evitar). Dois retângulos parcialmente preenchidos (um vermelho e um azul) indicarão a quantidade relativa de punição e recompensa em potencial. Os sujeitos usarão um joystick para direcionar um círculo a partir de um ponto central de fixação para selecionar um sinal de mais associado à condição de aproximação ou um quadrado associado à condição de evitar. Os sujeitos, portanto, controlam o resultado de cada tentativa e se recebem ou não qualquer estímulo aversivo. Após a tarefa, os participantes preencherão a Tarefa AAC: Pós-Questionário (adaptado de Aupperle et al.)

O estímulo aversivo é fornecido na forma de uma estimulação leve de meio segundo no tornozelo em um nível de sua escolha que seja desconfortável, mas não doloroso. Esta corrente elétrica é produzida pelo Estimulador de Corrente Constante Digitimer DS8R (Digitimer North America, LLC. Ft. Lauderdale, Flórida). Seu modelo anterior DS71 foi implementado com segurança em estudos com IRBs previamente aprovados pelo MGH (Milad et al., 2013). Os pacientes completarão a tarefa com DBS ON e DBS OFF. Como não estamos alterando os parâmetros terapêuticos de estimulação, os sujeitos não devem experimentar nenhuma alteração durante a condição ON. Caso surja algum desconforto na condição OFF, o sujeito poderá encerrar o estudo e retornar à condição ON imediatamente.

Gravações de eletroencefalografia (EEG) serão coletadas a 1450 Hz durante toda a tarefa nas condições ON e OFF, usando um sistema de EEG ativo de 96 canais da Brain Research Products. Antes de executar cada tarefa, também coletaremos dados de olhos abertos e olhos fechados, visando pelo menos 1 minuto de dados livres de qualquer piscar de olhos, músculo ou outro artefato. Todas as gravações serão realizadas em sala isolada acusticamente, com cuidadoso preparo do couro cabeludo e eletrodos para manter as impedâncias abaixo de 5 kΏ. O solo/referências estarão na linha média para minimizar os efeitos hemisféricos, e o EOG simultâneo permitirá a correção do artefato piscar/rolar os olhos. O sistema EEG inclui uma câmera, dispositivos de rastreamento e software otimizado para registro. Todas as posições dos eletrodos serão digitalizadas e referenciadas às ressonâncias magnéticas pré-operatórias dos indivíduos, permitindo a análise localizada na fonte.

Pacientes com Epilepsia:

Administraremos a mesma tarefa Ap-Av em 20 pacientes com epilepsia submetidos à implantação de eletrodos de profundidade para monitoramento de crises na Unidade de Monitoramento de Epilepsia do MGH. Os experimentos da unidade de epilepsia envolverão gravação e estimulação. As gravações com a tarefa Ap-Av serão coletadas durante a internação clínica. No final da internação, há 1-2 dias em que o paciente retoma os medicamentos anticonvulsivantes e o risco de uma convulsão induzida por estimulação é baixo. Nesses dias, tentaremos modificar o comportamento da tarefa por meio de estimulação. Com base em nossa experiência anterior, esperamos testar 1-2 alvos de estimulação por paciente. Nos primeiros 10 pacientes, buscaremos replicar os resultados de que a estimulação pré-genual do ACC leva a um aumento da evitação. Em 50% das tentativas selecionadas aleatoriamente (intercaladas para que os pacientes fiquem cegos à estimulação), estimularemos bilateralmente o ACC pré-genual (par bipolar único por hemisfério) a 130 Hz e 2 mA, por 600 ms durante a apresentação da sugestão. Nos 10 pacientes subsequentes, tentaremos estender o resultado de que a potência teta dACC prediz o comportamento de aproximação. Quando a potência teta subir acima de um limite definido (determinado durante os dias somente de gravação), estimularemos novamente o pACC.

Para pacientes que receberam implantes de eletrodos intracranianos clínicos (tendo ou não implantes de eletrodos de pesquisa), eletrodos de couro cabeludo adicionais podem ser usados. Normalmente, alguns eletrodos são colocados no couro cabeludo para fins clínicos (conforme decidido pela equipe clínica). Os pacientes que recebem eletrodos de profundidade, por exemplo, geralmente recebem também um conjunto padrão de eletrodos no couro cabeludo. No entanto, se a equipe clínica decidir que apenas um número muito pequeno de eletrodos é necessário para seus propósitos, podemos complementar isso com menos de 10 eletrodos adicionais. Para tanto, serão utilizados eletrodos de couro cabeludo clínicos de uso rotineiro (incluindo EOG e EMG). O número exato e a colocação serão limitados por parâmetros clínicos. Especificamente, regiões próximas a qualquer ferida serão evitadas para minimizar o risco de infecção. Além disso, como os sistemas de registro clínico têm um número limitado de canais, os eletrodos de registro adicionais serão limitados aos canais disponíveis. Nos casos em que um conjunto completo de eletrodos de couro cabeludo é usado, o tempo que eles permanecem na cabeça do paciente será limitado a aproximadamente um dia para diminuir o risco de infecção. Esse registro adicional será feito um dia antes da data prevista para a retirada dos eletrodos intracranianos.