Модулирующие эффекты глубокой стимуляции мозга на активность коры головного мозга

Глубокая стимуляция мозга (DBS) является стандартом лечения, одобренным FDA для лечения болезни Паркинсона (БП) и тремора, и за последние 20 лет в клинике Кливленда импланты были имплантированы более чем 1000 пациентам. Терапия включает стереотаксическую имплантацию одного или нескольких отведений в определенные сенсомоторные области мозга, при этом каждое отведение состоит из массива из четырех-восьми контактов. Проксимальный конец электрода туннелируют к имплантируемому генератору импульсов (ИПГ), который помещают под кожу грудной клетки. После операции медицинский работник тщательно программирует ИГИ: регулирует место доставки (т. е. выбор контакта) и титрует частоту, амплитуду и ширину стимулирующих импульсов, чтобы максимизировать терапевтический эффект и свести к минимуму любые побочные эффекты. Предполагается, что хроническая электрическая стимуляция области-мишени имеет как локальные, так и общие эффекты, суммарный эффект которых заключается в нарушении патофизиологической нейронной активности, присутствующей как в корковых, так и в подкорковых областях мозга, которая, как считается, лежит в основе проявления заболевания.

Мероприятия, связанные с исследованием, начнутся утром, участники прибудут в амбулаторное отделение Центра неврологической реабилитации в S-корпусе. Участников с диагнозом болезни Паркинсона попросят прибыть в «практически определенное ВЫКЛЮЧЕННОЕ» состояние (т. е. они придут на тестирование, приняв лекарства от ПД, как обычно, до полуночи предыдущего дня и не примут их утром в день тестирования). . Чтобы свести к минимуму риски, связанные с отказом от лекарств, пациентам с БП будет предложена возможность бесплатно переночевать в отеле на территории кампуса. Пациентам будет предоставлен обед и дополнительные перерывы для отдыха, по мере необходимости, в течение дня.

Техник применит либо клинические электроды Ag/AgCl для кожи головы, либо эластичную шапочку, предварительно заполненную электродами, после чего электроэнцефалографическая (ЭЭГ) активность будет контролироваться и записываться на протяжении оставшейся части исследования. Участники пройдут начальную оценку порога стимуляции, чтобы установить пороги сенсомоторных побочных эффектов, связанных с DBS.

На протяжении всего тестирования участники будут удобно сидеть в тихой комнате. Будут выполняться непрерывные записи ЭЭГ и ЭМГ по мере того, как параметры ИПГ пациента систематически изменяются (т. е. изменения частоты, амплитуды, ширины и активных контактов пульса) в состоянии покоя пациента и, при определенных настройках, снова во время выполнения пациентом простая непрерывная двигательная задача с использованием верхней конечности (например, сгенерированное компьютером отслеживание синуса). Зрительные и слуховые вызванные потенциалы будут вызываться с помощью стимулов, подаваемых через очки (или другой источник света) и наушники соответственно. Соматосенсорные вызванные потенциалы будут вызываться путем электрической стимуляции срединного или заднего большеберцового нерва с использованием стандартных клинических методов примерно при 125% двигательного порога. Задания, связанные с потенциалами, связанными с событием, будут включать в себя простое время реакции и выбор времени реакции, NoGo, а также слуховые необычные задания, повторяющиеся в одном или нескольких условиях DBS. Обратите внимание, что точный порядок проведения теста может быть случайным, чтобы свести к минимуму влияние порядка. Также обратите внимание, что пациенты с диагнозом БП будут проинструктированы принять обычную дозу лекарства против БП примерно в середине сеанса тестирования, после чего будет повторен подмножество тестирования вызванного потенциала.

В этом исследовании исследователи будут использовать несколько неинвазивных физиологических показателей, включая электроэнцефалографию кожи головы и поверхностную электромиографию, чтобы охарактеризовать пространственно-временной паттерн корковой и корково-мышечной модуляции, связанный с терапевтическими, нетерапевтическими и вызывающими побочные эффекты параметрами DBS для решать конкретные цели.