Efeitos modulatórios da estimulação cerebral profunda na atividade cortical cerebral

A estimulação cerebral profunda (DBS) é uma terapia padrão aprovada pela FDA para a doença de Parkinson (DP) e tremores e mais de 1.000 pacientes foram implantados na Cleveland Clinic nos últimos 20 anos. A terapia envolve a implantação estereotáxica de um ou mais eletrodos em regiões cerebrais sensório-motoras específicas, com cada eletrodo consistindo de uma matriz de quatro a oito contatos. A extremidade proximal do eletrodo é canalizada para um gerador de pulso implantável (IPG) colocado sob a pele do tórax. No pós-operatório, um profissional de saúde programa cuidadosamente o IPG: ajustando o local de entrega (ou seja, seleção de contato) e titulação da frequência, amplitude e largura dos pulsos de estímulo para maximizar o benefício terapêutico, minimizando quaisquer efeitos colaterais. Supõe-se que a estimulação elétrica crônica da região-alvo tenha efeitos locais e em todo o circuito, cujo efeito líquido é interromper a atividade neural fisiopatológica presente nas regiões cerebrais corticais e subcorticais que se acredita estar por trás da manifestação da doença.

As atividades relacionadas ao estudo começarão pela manhã, com os participantes se apresentando no ambulatório do Centro de Restauração Neurológica no edifício S. Os participantes com diagnóstico de doença de Parkinson serão solicitados a chegar no estado "OFF praticamente definido" (ou seja, virão para o teste tendo tomado medicamentos para DP como de costume até meia-noite do dia anterior e nenhum na manhã do teste) . Para ajudar a minimizar os riscos sem medicação, será oferecida aos pacientes com DP a opção de passar a noite em um hotel no campus, sem nenhum custo. Os pacientes receberão almoço e intervalos de descanso adicionais, conforme necessário, ao longo do dia.

Um técnico aplicará eletrodos clínicos de Ag/AgCl no couro cabeludo ou uma touca elástica pré-preenchida com eletrodos, após os quais a atividade eletroencefalográfica (EEG) será monitorada e registrada durante o restante do estudo. Os participantes serão submetidos a uma avaliação inicial do limiar de estimulação para estabelecer os limiares de efeitos colaterais sensório-motores relacionados ao DBS.

Durante o teste, os participantes estarão sentados confortavelmente em uma sala silenciosa. Registros contínuos de EEG e EMG serão feitos à medida que os parâmetros do IPG do paciente forem sistematicamente modificados (ou seja, alterações na frequência de pulso, amplitude, largura e contatos ativos) com o paciente em repouso e, para configurações específicas, novamente enquanto o paciente realiza uma tarefa motora simples e contínua usando a extremidade superior (por exemplo, rastreamento de seno gerado por computador). Potenciais evocados visuais e auditivos serão eliciados usando estímulos entregues por meio de óculos (ou outra fonte de luz) e fones de ouvido, respectivamente. Potenciais evocados somatossensoriais serão provocados por meio de estimulação elétrica do nervo tibial mediano ou posterior usando técnicas clínicas padrão em aproximadamente 125% do limiar motor. Tarefas de potenciais relacionadas a eventos incluirão tempo de reação simples e de escolha, NoGo, bem como tarefas auditivas excêntricas repetidas em uma ou mais condições de DBS. Observe que a ordem precisa de administração do teste pode ser aleatória para minimizar os efeitos da ordem. Observe também que os pacientes diagnosticados com DP serão instruídos a tomar sua dose habitual de medicação anti-DP aproximadamente no meio da sessão de teste, após o que um subconjunto do teste de potencial evocado será repetido.

Neste estudo, os investigadores usarão várias métricas fisiológicas não invasivas, incluindo eletroencefalografia do couro cabeludo e eletromiografia de superfície, para caracterizar o padrão espaço-temporal da modulação cortical e corticomuscular associada a parâmetros terapêuticos, não terapêuticos e indutores de efeitos colaterais da DBS para atender aos objetivos específicos.