Стимуляция ВКЛ/ВЫКЛ и мотивация вознаграждения у пациентов со стимуляторами глубокого мозга

Пациенты с ДБС:

Исследование будет проходить в клиническом офисе на военно-морской верфи Чарлстауна (CNY) и будет состоять из одного 4-часового визита. Исследовательский персонал назначит удобное время для прибытия пациентов, или исследовательский визит может быть совмещен с регулярным визитом для программирования DBS. Сотрудник отдела нейротерапии, уполномоченный манипулировать программированием DBS, будет включать и выключать устройство во время исследования. Терапевтические параметры системы DBS субъекта не будут изменены. Субъекту будет предложено заполнить несколько анкет: «Опись депрессии Бека-II», «Быстрая инвентаризация симптоматики депрессии», «Шкала удовольствия Снейта Гамильтона», «Опросник симптомов настроения и тревоги» и «Шкала когнитивно-поведенческого избегания».

Следуя этим анкетам, член исследовательского персонала научит испытуемых выполнять модифицированную версию задачи «Приближение-избегание» (адаптировано из Aupperle et al., в печати и Amemori & Graybiel, 2012). Участникам будет предоставлен выбор между денежным вознаграждением (условие приближения) и аверсивным стимулом (мягкий электрический ток, описанный ниже) или отсутствием денежного вознаграждения и отсутствием аверсивного стимула (условие избегания). Два частично закрашенных прямоугольника (один красный и один синий) обозначают относительную величину потенциального наказания и вознаграждения. Субъекты будут использовать джойстик, чтобы направить круг из центральной точки фиксации, чтобы выбрать либо знак плюс, связанный с условием приближения, либо квадрат, связанный с условием избегания. Таким образом, субъекты контролируют исход каждого испытания и получают ли они какие-либо аверсивные стимулы. После задания участники выполнят задание AAC: пост-анкета (адаптировано из Aupperle et al.)

Аверсивный стимул доставляется в виде легкой полусекундной стимуляции лодыжки на уровне по их выбору, который неудобен, но не вызывает боли. Этот электрический ток вырабатывается стимулятором постоянного тока Digitimer DS8R (Digitimer North America, LLC. футов Лодердейл, Флорида). Его предыдущая модель DS71 была безопасно применена в исследованиях с ранее одобренными MGH IRB (Milad et al., 2013). Пациенты выполнят задание с включенной и выключенной DBS. Поскольку мы не меняем терапевтические параметры стимуляции, субъекты не должны испытывать никаких изменений во время состояния ВКЛ. Если в выключенном состоянии возникнет какой-либо дискомфорт, субъект сможет прекратить исследование и немедленно вернуться в состояние ВКЛ.

Записи электроэнцефалографии (ЭЭГ) будут собираться с частотой 1450 Гц на протяжении всей задачи в условиях ВКЛ и ВЫКЛ с использованием 96-канальной активной системы ЭЭГ Brain Research Products. Перед выполнением каждой задачи мы также будем собирать данные об открытых и закрытых глазах в состоянии покоя, стремясь к тому, чтобы как минимум 1 минута данных была свободна от каких-либо морганий, мышц или других артефактов. Все записи будут проходить в звукоизолированной комнате с тщательной подготовкой кожи головы и электродов, чтобы импеданс не превышал 5 кОм. Земля/опорные точки будут находиться на средней линии, чтобы свести к минимуму эффекты полушария, а одновременная ЭОГ позволит исправить артефакты моргания/покатывания глаз. Система ЭЭГ включает в себя камеру, устройства слежения и программное обеспечение, оптимизированное для регистрации. Все положения электродов будут оцифрованы и привязаны к предоперационным МРТ субъектам, что позволит проводить анализ с локализацией источника.

Больные эпилепсией:

Мы проведем ту же задачу Ap-Av у 20 пациентов с эпилепсией, которым имплантируют глубинные электроды для мониторинга приступов в отделении мониторинга эпилепсии в MGH. Эксперименты в отделении эпилепсии будут включать как запись, так и стимуляцию. Записи с заданием Ap-Av будут собираться на протяжении всего клинического пребывания. В конце пребывания есть 1-2 дня, когда пациент возобновляет прием противосудорожных препаратов, и риск приступа, вызванного стимуляцией, низок. В эти дни мы попытаемся изменить поведение при выполнении задания с помощью стимуляции. Исходя из нашего предыдущего опыта, мы рассчитываем протестировать 1–2 мишени для стимуляции на одного пациента. У первых 10 пациентов мы попытаемся воспроизвести результаты, свидетельствующие о том, что прегенитальная стимуляция АСС приводит к повышенному избеганию. В случайно выбранных 50% испытаний (перемежающихся так, чтобы пациенты были слепы к стимуляции) мы будем билатерально стимулировать прегенуальный ACC (одна биполярная пара на полушарие) с частотой 130 Гц и 2 мА в течение 600 мс во время предъявления сигнала. На следующих 10 пациентах мы попытаемся расширить результат, согласно которому тета-мощность dACC предсказывает поведение подхода. Когда тета-мощность поднимется выше установленного порога (определяемого в течение дней только для записи), мы снова будем стимулировать pACC.

Для пациентов, которым были имплантированы клинические внутричерепные электроды (независимо от того, были ли им также имплантированы исследовательские электроды или нет), могут использоваться дополнительные скальповые электроды. Обычно некоторые электроды помещаются на кожу головы в клинических целях (по решению клинической бригады). Например, пациенты, получающие глубинные электроды, обычно также получают стандартный набор скальповых электродов. Однако, если клиническая бригада решит, что для их целей необходимо лишь очень небольшое количество электродов, мы можем добавить менее 10 дополнительных электродов. Для этой цели будут использоваться обычно используемые клинические скальповые электроды (включая ЭОГ и ЭМГ). Точное количество и размещение будут ограничены клиническими параметрами. В частности, следует избегать областей, близких к любой ране, чтобы свести к минимуму риск заражения. Кроме того, поскольку системы клинической регистрации имеют ограниченное количество каналов, дополнительные записывающие электроды будут ограничены доступными каналами. В случаях, когда используется полный набор электродов для скальпа, количество времени, в течение которого они находятся на голове пациента, будет ограничено примерно одним днем, чтобы снизить риск заражения. Эта дополнительная запись будет сделана за день до запланированной даты удаления внутричерепных электродов.