Effekter av STN DBS på kognition och hjärnnätverk hos PD-patienter analyserade baserat på EEG och fNIRS

Deep brain electrical stimulation (DBS) har under de senaste åren blivit en primär behandling för att förbättra kliniska symtom hos Parkinsons sjukdom (PD) patienter med övervägande motorisk avmattning efter dåliga läkemedelseffekter från konventionella läkemedelsbehandlingsmediciner eller efter sjukdomens progression. Tidigare studier har dock varit kontroversiella för att undersöka om DBS-STN främjar eller försämrar kognitiv funktion hos patienter med PD. Tidigare studier har funnit att DBS kan påverka exekutiva funktioner hos patienter med PD och att specifika hjärnregioner är nära besläktade med exekutiva funktioner. I den här studien använde forskarna elektroencefalograf-funktionell nära-infraröd spektroskopi (EEG-fNIRS) för att erhålla hjärnans nätverksanslutning hos försökspersoner och för att utforska det möjliga sambandet mellan exekutiv funktion och hjärnans nätverksanslutning hos patienter med Parkinsons sjukdom. Att utforska den möjliga hjärnnätverksanslutningen som påverkar exekveringen i DBS-STN och att förutsäga postoperativ exekutiv funktion hos PD-patienter i DBS.

Bland de enstaka kognitiva domänerna försämrade är exekutiv funktionsnedsättning den vanligaste, som står för mer än 70 % av fallen, och försämring av uppmärksamhet, arbetsminne och visuell förmåga är också vanligare. Nedsatt exekutiv funktion är den mest karakteristiska kognitiva försämringen hos PD-patienter, som är relaterad till störningen av integriteten hos frontal-striatala slingor, designar ett brett utbud av funktionella hjärnregioner, såsom frontalloben, parietalloben, cingulate gyrus, thalamus, substantia nigra, och så vidare, och manifesteras kliniskt som nedsatt kognitiv flexibilitet, planering, begreppsbildning, arbetsminne och inlärningsförmåga. Exekutiv dysfunktion kan allvarligt påverka patienternas sociala beteende, särskilt när de utför mer komplexa uppgifter som kräver integration av flera steg i en viss ordning.

Tidigare studier har funnit att hjärnans nätverksanslutning i specifika hjärnregioner är nära besläktad med kognitiv funktion, till exempel har det gjorts många kliniska studier baserade på funktionella MRT-signaler för syresättning av blod, men på grund av den dåliga immuniteten mot elektromagnetiska störningar har patienter med implanterade elektroder måste vara DBS-off för att göra MRT. På grund av dålig antimotorisk interferens kan endast vissa motoriska bilder och enkla fingerrörelser förvärvas under DBS-off-villkoret för funktionell MR, och funktionell MR har varit en viktig fråga som begränsar kognitiv neurovetenskaplig forskning på grund av dess låga tidsupplösning och dess oförmåga. för att i realtid övervaka förändringarna av syresättningssignaler för kortikala hjärnblod i uppgiftsparadigmet.

Därför planerar denna studie att utforma en multicenter, prospektiv, randomiserad, parallellkontrollerad ekvipotent klinisk prövning, som innovativt kombinerar elektroencefalografi (EEG) med hög tidsupplösning och funktionell nära-infraröd spektroskopi (fNIRS) med en hög rumslig upplösning för att övervaka kortikal syresättning signaler i realtid, så att hjärnans elektrofysiologiska och blodsyresättningssignaler kan inhämtas i realtid under ett test av exekutiv funktion (Stroop/TMT). Mätning och utvärdering av kognitiv funktion i realtid genom att synkront inhämta elektrofysiologiska och syresättningssignaleringsförändringar i hjärnan medan patienten utför det verkställande funktionstestet (Stroop/TMT) och erhåller EEG-fNIRS-hjärnnätverksdata i realtid under den verkställande funktionen. test har alltid varit ett högre ordningsfält inom kognitiv funktionsforskning. Den aktuella studien undersökte mekanismerna för exekutiv funktionsnedsättning hos PD-patienter och om DBS-STN påverkar hjärnnätverksmekanismerna för exekutiv funktion. Man hoppas kunna (1) kvantifiera kognitiv funktion och möjliga trender i kognitiv funktion hos PD-patienter med EEG-fNIRS-teknik, (2) Förklara om det finns skillnader i exekutiv funktion på nivån av hjärnfunktionell nätverksanslutning mellan kirurgiska och konservativa behandlingar och om det finns interaktionseffekter av skillnaderna med behandlingens varaktighet och behandlingsformen samt att analysera deras enkla effekter, (3) För att minimera artificiella störningar av kortsiktiga inlärningseffekter och testare som är bekanta med tidigare neurokognitiva psykobeteendetest, (4) ) Att utforska mekanismen för DBS på förändringar av kortikala hjärnnätverk hos PD-patienter, för att undvika eller minska interferensen från kirurgi på kognitiva funktioner, och att tillhandahålla en teoretisk grund för behandling av personliga kirurgiska planer.

I denna studie planerade utredarna att utforma en multicenter, prospektiv, randomiserad, parallellkontrollerad klinisk prövning. Totalt 80 patienter tilldelades slumpmässigt DBS-STN-gruppen. DBS-behandlingsgruppen, med icke-DBS-behandlingsgruppen, DBS-på rutinmässigt 1 månad postoperativt. Den konservativa behandlingen rutinmässigt på oral medicinering och data om patienternas hjärnfunktion samlades in med den samtidiga EEG-fNIRS bimodala tekniken i kombination med kognitiva tester (Stroop/TMT) vid baslinjen, 1 månad efter DBS (DBS-on) och kl. 6 månader/12 månader efter DBS, respektive.