与持续的开环刺激相比，通过患者特异性的神经生物标志物（该标志物指示高症状状态）来触发深部脑刺激，可能更有效地控制重度抑郁症的症状。本方案提供了一套工作流程，用于识别患者特异性的神经生物游戏副本，并基于所识别的生物标志物控制治疗性刺激的递送。
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
深部脑刺激通过向特定脑区输送电刺激以达到治疗效果。在重度抑郁障碍（MDD）的治疗背景下，迄今为止大多数研究采用的是持续性或开环刺激模式，结果虽具潜力但存在不一致现象。导致这种不一致结果的因素之一可能与刺激施加的时机有关。相较于持续刺激，针对个体化、响应性地在症状严重状态时进行特异性刺激，可能更有效地减轻症状，并避免因适应性导致的治疗效果下降。此外，每日总刺激时间更短，有利于降低设备能耗。本方案描述了一种利用长期植入式神经刺激装置，为难治性MDD患者实现闭环刺激的实验工作流程。该范式的关键在于确定与高症状状态相关的个体化神经生物标志物，并对装置检测器进行编程，使刺激能够由该症状状态的读出信号触发。所述操作步骤包括：如何获取与患者症状报告同步的神经记录数据，如何利用这些数据通过状态空间模型方法区分低症状与高症状状态及其相应的神经特征，以及如何进一步对装置进行编程和调优以实施闭环刺激治疗。
引言
重度抑郁症（MDD）是一种神经精神疾病，其特征是脑网络水平上的异常活动和连接1。该疾病的临床表现多种多样，因人而异，随时间波动，并可能源于不同的神经环路2,3。约30%的MDD患者对标准治疗方案无效4，凸显了开发新治疗方法的迫切需求。
脑深部电刺激（DBS）是一种神经调节形式，通过向大脑特定靶区输送电流，以调节神经活动。在治疗重度抑郁症（MDD）方面，DBS 在某些应用中取得了显著成功5,6，但在更大规模的研究中却未能重复出相同效果7,8。上述所有研究均采用开环刺激模式9，即以固定参数持续施加假定具有治疗作用的刺激。相比之下，闭环刺激则根据与症状状态相关的预设生物标志物或神经活动模式来触发刺激10。闭环刺激主要有两种实现方式：反应性刺激和适应性刺激11。当达到预设条件时，反应性刺激会以恒定参数....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
本方案已通过加州大学旧金山分校机构审查委员会的审查和批准。
1. 患者居家记录的设备设置
- 与设备公司的代表合作，设置四个用于采集的配置通道，每个植入电极各取两个通道。
注意：每个通道记录双极信号。配置的通道可使用相邻（如 1-2、3-4）或交错（如 1-3、2-4）的电极触点。当植入电极间距为 10 mm 时，通常使用相邻触点；当植入电极间距为 3.5 mm 时，可使用相邻或交错触点。具体选择需根据电极植入位置相对于解剖靶点的重建图像以及信号幅度进行判断。若相邻触点产生的信号幅度较低，则优先选用交错触点。每个触点在蒙太奇中仅能使用一次。 - 确保患者在植入带有皮层和/或深部电极的装置后已从手术中完全恢复（参见24 有关植入技术的更多信息）。
- 将遥测棒连接至程控仪（临床医生平板），并让患者将遥测棒置于神经刺激器（INS）上方，或将其固定于特制系帽（定制产品，不属于设备系统组成部分；参见 图1).
- 使用程控仪登录患者数据管理系统（PDMS；https://pdms.neuropace.com/login.php），导航至相应患者，然后选择 编程 然后 更换ECoG采集. 设置
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
此处收集和展示的数据来自一名患者，该患者在右侧眶额皮层（OFC）和右侧扣带下区（SGC）植入了四通道电极图1）。为记录眶额皮层（OFC）的信号，使用中心间距为10 mm的电极，以覆盖内侧和外侧区域；而为记录扣带皮层上部（SGC）的信号，使用间距为3.5 mm的电极，以实现更集中空间范围的覆盖。通过相邻电极触点设置四个双极记录通道：OFC1-OFC2、OFC3-OFC4、SGC1-SGC2 和 SGC3-SGC4。选择这些触点有助于明确信号记录的解剖位置，且其脑皮层电图（ECoG）信号振幅足够高，可清晰分辨频谱功率。术后恢复后，患者在其长期植入的神经刺激装置上自主触发家庭ECoG记录，同时完成症状调查报告。 通过 REDCap（图1），该量表评估了症状学的多个方面。在数周的过程中，这产生了一个足以描绘出不同症状状态的数据集（图2）。状态空间分析揭示了四种症状状态。根据对基于热图的平均症状评分分布的手动检查（
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
脑深部电刺激已成为治疗帕金森病、原发性震颤、肌张力障碍和癫痫的成熟疗法，并正在多种其他神经精神疾病中进行积极研究26,27,28,29。目前绝大多数脑深部电刺激以开环模式进行，即持续给予刺激。对于阵发性症状而言，持续刺激可能导致不良反应或降低治疗效果30。尽管治疗性刺激通常会随着抑郁症状缓解而改善情绪，但已有报道称持续刺激可能引发轻躁狂发作31。此外，持续刺激期间还可能出现失眠31。因此，若采用闭环刺激模式，使治疗刺激与症状出现同步，可能带来更大的临床获益。本文所述方案详细介绍了用于治疗重度抑郁症（MDD）的闭环神经刺激的编程与调节方法。
实现闭环神经刺激的一个关键步骤是确定合适的症状生.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
ADK 担任 Eisai、Evecxia Therapeutics、Ferring Pharmaceuticals、Galderma、Harmony Biosciences、Idorsia、Jazz Pharmaceuticals、Janssen Pharmaceuticals、Merck、Neurocrine Biosciences、Pernix Pharma、Sage Therapeutics、Takeda Pharmaceutical Company、Big Health、Millennium Pharmaceuticals、Otsuka Pharmaceutical 和 Neurawell Therapeutics 的顾问。ADK 收到来自 Janssen Pharmaceuticals、Jazz Pharmaceuticals、Axsome Therapeutics（编号 AXS-05-301）和 Reveal Biosensors 的资助。KWS 担任 Nesos 公司顾问委员会成员。UCSF 和 EFC 拥有与脑刺激治疗神经精神障碍相关的专利。其他作者声明不存在竞争利益。
致谢
本工作由加州大学旧金山分校精神病学系的雷与达格玛·多尔比家族基金资助（KKS、ANK、NS、JF、VRR、KWS、EFC、ADK），美国国立卫生研究院资助项目编号K23NS110962（KWS），以及脑与行为研究基金会NARSAD青年研究者奖 & 行为研究基金会（KWS）以及1907年开拓者奖（KWS）。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 深度电极 | Neuropace | DL-330-3.5 | 30 cm 长度，3.5 mm 触点间距 |
| 深度电极 | Neuropace | DL-330-10 | 30 cm 长度，10 mm 触点间距 |
| 深度电极 | Neuropace | DL-344-3.5 | 44 cm 长度，3.5 mm 触点间距 |
| 深度电极 | Neuropace | DL-344-10 | 44 cm 长度，10 mm 触点间距 |
| 带魔术贴的帽子 | 自行组装 | NA | 可选 |
| Jupyter Notebook | Project Jupyter | NA | |
| 磁铁 | Neuropace | M-01 | |
| 编程器 | Neuropace | PGM-300 | 临床医生平板电脑 |
| Python 3.10 | Python | NA | |
| 远程监护仪 | Neuropace | 5000 | 患者笔记本电脑 |
| 反应性神经刺激系统 (RNS) | Neuropace | RNS-320 | |
| 感应棒 | Neuropace | W-02 |
参考文献
- Kaiser, R. H., Andrews-Hanna, J. R., Wager, T. D., Pizzagalli, D. A. Large-scale network dysfunction in major depressive disorder: A meta-analysis of resting-state functional connectivity. JAMA Psychiatry. 72 (6), 603-611 (2015).
- Goldstein-Piekarski, A. N., et al.
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
