Управление и оптимизация ритмов мозга для улучшения сна (MORPHEUS)

Это технико-экономическое обоснование, которое будет проводиться в двух британских учреждениях: в больнице Джона Рэдклиффа (Оксфорд) и в Суррейском исследовательском центре сна Университета Суррея. Идентификация, согласие и скрининг пациентов будут проходить в Оксфорде, а оценка сна — в Суррее. Параллельное исследование также будет проведено в центрах США (Mayo Clinic, Рочестер, Массачусетс, и UCSF, Калифорния) при том же финансировании, но оно будет рассмотрено местным IRB. Обезличенные данные могут передаваться между сайтами в целях анализа. Это будет сделано безопасно в зашифрованном виде, а участники будут полностью осведомлены об этом.

Участники будут определены во время их обычных визитов в клинику с командой функциональной нейрохирургии (больница Джона Рэдклиффа) и приглашены для участия в исследовании. При отборе заинтересованных потенциальных участников будут учитываться данные предоперационной оценки. Последует тестирование (в течение переменного периода после скрининга, но в рамках вышеупомянутого графика исследования) в течение двух посещений Суррейского исследовательского центра сна, каждое из которых будет состоять из двух ночей. Максимальная продолжительность между согласием и первым визитом для исследования будет составлять три месяца, а между каждым визитом для исследования будет минимум две недели, чтобы можно было провести предварительный анализ. Информированное согласие и базовые записи сна будут получены в течение первой ночи первого визита в Суррей, а остальные ночи состоят из испытаний стимуляции. Будут собраны анкеты, тестирование дневной бдительности, вегетативные параметры и уровень кортизола. На данном этапе долгосрочное наблюдение не планируется.

Что касается процессов сбора данных, популяция пациентов, посещающих поликлинику в Суррее, уже должна иметь имплантированную систему DBS (например, Activa PC/PC+S (Medtronic) или устройство Abbot/St Jude). Исследователи будут использовать правила из текущих руководств, технологий и методов AASM для ручной и автоматической оценки сна с использованием стандартной полисомнографии кожи головы, а также новые методы, которые мы ранее разработали для оценки сна с использованием внутричерепной электрофизиологии. Чтобы избежать загрязнения усилителей мониторинга электрофизиологии протоколом стимуляции, будет использоваться комбинация биполярной стимуляции и взаимодействий частоты дискретизации и стимуляции. Например, мы применим ноу-хау из работы Activa PC+S, чтобы поместить любые остаточные артефакты в полосы, не представляющие большого физиологического интереса (постоянный ток, 50/60 Гц и т. д.). Предварительная оценка производительности усилителя обеспечит уверенность в том, что мы сможем поддерживать точность определения стадии сна в ходе наших экспериментов.

Для возмущений будет использоваться клинический программатор с маркировкой CE (особенно на стадии разомкнутого цикла) или его исследовательский вариант. В этом исследовании высокая частота (ВЧ) определяется в диапазоне стимуляции от 41 Гц до 250 Гц, а низкая частота (НЧ) определяется как 2-40 Гц. Все возмущения будут находиться в пределах клинического диапазона, используемого и одобренного для пациентов с DBS. Будет использоваться комбинация субъективных и объективных измерений качества и эффективности сна для измерения влияния любых нарушений сна.

Следующие объективные показатели будут получены из визуальной/мануальной полисомнографии (золотой стандарт) и автоматизированного алгоритма определения стадии сна:

1. Общее время сна.
2. Количество циклов сна (переключение сна с медленным движением глаз (NREM) и быстрым движением глаз (REM)).
3. Начальный сон и латентность БДГ (время от начала исследования до первой стадии сна и от начала сна до начала первого БДГ-сна).
4. Продолжительность стадий N1, N2, N3 и REM, а также продолжительность стадий NREM (сумма стадий N1, N2, N3).
5. Эффективность сна (100*общее время сна/время в постели).
6. Количество ночных пробуждений, включая количество пробуждений в час и продолжительность бодрствования после первоначального засыпания (т. е. время пробуждения после засыпания)
7. Индексы апноэ-гипопноэ и нарушений дыхания (частота эпизодов остановки или снижения дыхания, число дыхательных возбуждений в час)
8. Индексы периодических движений конечностей (частота периодических движений ног во сне в час)

9. Меры возбуждения во время сна

   1. наблюдения за поведенческим макросостоянием, такие как открывание глаз или моргание, которые можно оценить в видеозаписях
   2. наблюдения микровозбуждения, определяемые исключительно быстрыми частотными сдвигами коры головного мозга (т. е. ритмы > 14 Гц) длительностью 3 секунды или дольше, с дополнительными вегетативными показателями тахикардии или без них.
   3. Спектральный состав ЭЭГ, специфической для каждой стадии сна, в диапазоне частот 0,25–32 Гц Образцы слюны для определения уровня кортизола после пробуждения будут браться в Исследовательском центре сна Суррея в конце каждой ночи.

Анкеты будут проводиться для пациентов, перечисленных ниже (не все необходимые):

При зачислении/до приезда участника:

• Питтсбургский индекс качества сна (PSQI) (Buysse et al 1989)
• Пересмотр Единой шкалы оценки болезни Паркинсона (MDS-UPDRS), спонсируемый Обществом двигательных расстройств (последняя поправка 2019 г., исходная статья Goetz et al 2008 г.)
• Шкала сна при болезни Паркинсона (PDSS) (Trenkwalder et al., 2011)
• Дневник сна пациента (время сна, время пробуждения, пробуждения/нарушения сна, воспринимаемое качество сна)

Во время визитов в Суррейский исследовательский центр сна:

• Каролинская шкала сонливости (KSS) (Akerstedt and Gillberg, 1990)
• Шкала усталости Сэмна Перелли (Самн и Перелли, 1982)
• Профиль шкалы состояний настроения (POMS) (Макнейр, Лорр и Допплман, 1971)

Что касается сбора данных, относящихся к когнитивным функциям, мы сосредоточимся на оценке инерции сна, измеряемой характеристиками производительности, оцениваемыми с помощью перечисленных ниже задач:

• Тест замены цифрового символа (DSST) (как в Boyle et al. 2012)
• Задача на психомоторную бдительность (PVT) (как в Santhi et al. 2013)
• Задача N-back (Санти и др., 2013 г.)
• Каролинский тест на сонливость (KDT) (Акерстедт и Гилберт, 1990 г.)