Adaptiv neurostimulering för att återställa sömn vid Parkinsons sjukdom

Även om STN-DBS rutinmässigt används för att behandla PD-motoriska symtom, har flera studier rapporterat att STN-DBS också ger fördelar för sömnstörningar genom normalisering av sömnarkitekturen. I vårt tidigare arbete, med hjälp av lokala fältpotentialer (LFP) inspelade från STN DBS-elektroder implanterade för behandling av PD, identifierades unika spektrala mönster i STN-oscillerande aktivitet som korrelerade med distinkta sömncykler, vilket ger insikt i sömndysregulation. Dessa fynd användes för att konstruera ett artificiellt neuralt nätverk (ANN) som exakt kan förutsäga sömnstadiet. Med utgångspunkt i detta arbete med användning av ny DBS-batteriteknologi som möjliggör utforskning av potentiella biomarkörer och prototypframställning av algoritmer med slutna slinga, kommer utredarna att testa hypotesen att STN - en mycket sammankopplad nod inom basalganglierna - bidrar till regleringen och störningen av mänskligt sömnbeteende och kan manipuleras för terapeutisk fördel.

Detta är den första delen, Mål 1, av en tvådelad studie. Utredarna kommer att registrera 20 försökspersoner för mål 1 i denna studie och 20 försökspersoner för mål 2, med 10 försökspersoner inskrivna på varje klinisk plats för varje mål (University of Nebraska Medical Center och Stanford University Medical Campus). I mål 1 kommer försökspersonerna att genomgå standard-of-care STN DBS blyimplantationskirurgi för behandling av PD. De kommer att återvända 3 veckor senare till sömnlabbet för 3 nätter av STN LFP-inspelningar med samtidig PSG, EMG, EOG, aktigrafi och video-EEG. De första två nätterna av registrering kommer att användas för att fastställa en fysiologisk sömnbaslinje för varje patient. Den tredje natten av inspelning kommer att involvera subkliniska stimuleringströsklar hos alla försökspersoner, i ett försök att på ett positivt sätt ändra sömnstadiets varaktighet, så att NREM och REM-3 förlängs. Som ett sekundärt resultat kommer försökspersonerna att ombes fylla i ett sömnformulär för alla tre nätterna, sömn under vilken stimulering inträffade kommer att jämföras med de två föregående nätterna. Data som samlas in under alla tre nätter av inspelningar kommer att användas för att förutsäga sömnstadiets identitet från LFP:erna som registrerats inom STN, med grundsanningen för varje sömnstadium tillhandahållen av sömnexpertutvärderad PSG. Dessa data kommer också att användas för att identifiera den optimala subkliniska tröskelströmamplituden och sömnstadiets timing för adaptiv stimulering för att förbättra sömnen. Stimuleringsalgoritmen som utvecklats i Mål 1 kommer att implementeras i den andra delen av studien, Mål 2, för att ge adaptiv stimulering till försökspersoner under nattsömnen, under loppet av 3 veckors sömn hemma.