Novos paradigmas de estimulação cerebral profunda para distúrbios do movimento

O projeto experimental incluirá procedimentos para abordar cada objetivo específico, com a maioria envolvendo uma abordagem intra-sujeitos que examina o efeito de diferentes níveis de tratamento (por exemplo, sem terapia, DBS tradicional, DBS novo) na função neurológica, incluindo variáveis ​​dependentes derivadas de testes de função motora e cognitiva. Essa abordagem também se estenderá aos dados eletrofisiológicos; onde o efeito relativo de cada nível de tratamento em ritmos cerebrais espontâneos (por exemplo, potência de banda beta e gama em repouso) e relacionados à tarefa (ou seja, latência potencial evocada ou relacionada a eventos e características de amplitude) serão quantificados para cada sujeito e posteriormente agregados para caracterizar os efeitos em nível de grupo (ver análise de dados abaixo).

Antes da cirurgia, os participantes serão submetidos a procedimentos adicionais de imagem cerebral para caracterizar a conectividade anatômica e funcional da região do cérebro a ser atingida durante a colocação cirúrgica do eletrodo e o córtex cerebral. Os conjuntos de imagens adicionais incluirão DTI e varreduras de ressonância magnética funcional em estado de repouso que adicionarão 30 a 45 minutos adicionais ao procedimento padrão de atendimento pré-operatório de ressonância magnética clínica.

Seguindo o padrão de colocação do(s) eletrodo(s) DBS dentro da região cerebral alvo, o acesso ao eletrodo para atividades relacionadas ao estudo será obtido anexando uma extensão descartável à extremidade do eletrodo que é alojada subcutaneamente, extracranianamente. A extensão descartável será então canalizada para um local remoto ao da cirurgia, a fim de minimizar o risco de contaminação do hardware implantado permanentemente. O equipamento de gravação será então conectado à extensão externalizada, permitindo assim a entrega de DBS relacionada ao estudo e a gravação de potenciais de campo locais (LFP) da região cerebral alvo.

As atividades relacionadas ao estudo começarão na terceira manhã após a cirurgia DBS para permitir que o paciente tenha tempo para se recuperar do procedimento de implante (o início pode ser adiado se a recuperação adicional for considerada necessária por meio de consulta à equipe de atendimento clínico). Espera-se que o teste do estudo continue até o 9º dia pós-implante, com a segunda cirurgia de implante DBS padrão realizada no 10º dia pós-implante. Durante o período de externalização, os sujeitos participarão de tarefas diárias de coleta de dados por até 8 horas por dia, com atividades relacionadas ao estudo realizadas em segmentos curtos, divididos em sessões matutinas e vespertinas. Assim que o teste for concluído no estado OFF de medicação definido operacionalmente, os pacientes poderão tomar sua dose habitual de medicação e o teste continuará. Períodos de descanso frequentes serão incluídos em cada bloco de teste para minimizar os efeitos da fadiga e melhorar a qualidade dos dados. Registros eletrofisiológicos também podem ser realizados quando o paciente não está no laboratório, inclusive durante a noite durante o sono, usando equipamento de registro portátil e monitores de atividade que se assemelham a um coldre. As gravações serão feitas usando um sistema de eletrodo de tampa disponível comercialmente que é colocado temporariamente durante cada sessão experimental ou usando eletrodos de copo padrão afixados ao couro cabeludo usando métodos padrão (ou seja, colódio ou pasta de eletrodo). Se eletrodos de colódio forem usados, os eletrodos de colódio permanecerão no paciente por vários dias seguidos até a duração do período de externalização. Serão realizadas verificações diárias para garantir a integridade da interface do eletrodo e os eletrodos serão novamente gelificados ou reaplicados conforme necessário.

As atividades diárias relacionadas ao estudo dentro do laboratório incluirão 1) gravações espontâneas feitas com o paciente em repouso, 2) gravações sincronizadas com tarefas motoras e cognitivas e 3) potenciais evocados somatossensoriais e 4) potenciais evocados induzidos por estimulação direta do profundo região alvo do cérebro. No primeiro dia de teste, pode ser realizada uma revisão do limiar monopolar, semelhante ao que é realizado como parte da programação DBS clínica padrão de atendimento. Isso envolve uma titulação cuidadosa das configurações de estimulação elétrica fornecida por meio do eletrodo DBS para determinar os limites para sensório-motor e outros efeitos colaterais e ajudará a definir os limites superiores da estimulação fornecida como parte dos procedimentos experimentais. Além disso, este processo será utilizado para caracterizar os benefícios terapêuticos derivados do DBS. Em todos os casos, a estimulação será limitada a menos do que o limite de segurança de densidade de carga aprovado de 30 microcoulombs/cm2 por fase. Em determinados dias, os pacientes podem ser solicitados a chegar ao local do teste após um jejum noturno de seus medicamentos anti-DP, a fim de caracterizar o efeito dos medicamentos dopaminérgicos nas respostas experimentais. Finalmente, os horários diários podem ser alterados com base na fadiga do paciente, bem como em possíveis conflitos de agendamento (por exemplo, disponibilidade de ressonância magnética ou MEG) e o número total de dias que o paciente é externado pode ser encurtado a critério da equipe cirúrgica, incluindo a necessidade de acomodar a programação da sala de cirurgia.

No mínimo seis meses após a cirurgia, os participantes serão solicitados a retornar para uma visita de pesquisa de acompanhamento de aproximadamente 4 horas para avaliar os resultados terapêuticos. Especificamente, os pacientes serão solicitados a retornar ao laboratório principal do campus após um jejum noturno de seus medicamentos antiparkinsonianos. Durante essa visita, a eficácia das configurações de programação DBS padrão de atendimento do paciente (ou seja, as configurações definidas pelo médico assistente como parte de sua rotina, cuidados clínicos pós-operatórios) serão avaliadas por meio de pontuação cega usando subescalas do MDS -Escala Unificada de Avaliação da Doença de Parkinson (MDS-UPDRS).