Name: Kontrolowanie choroby Parkinsona za pomocą adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-07-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 12 s
Description: Poznaj adaptacyjną głęboką stymulację mózgu w leczeniu choroby Parkinsona. Ta metoda poprawia wyniki kliniczne i zmniejsza zużycie energii przy jednoczesnym monitorowaniu amplitudy oscylacji beta w czasie rzeczywistym.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta metoda została opracowana dzięki funduszom Wellcome Trust, Medical Research Council, National Institute for Health Research Oxford Biomedical Research Centre i Rosetrees Trust. Oddział Neurochirurgii Funkcjonalnej UCL jest wspierany przez UK Parkinson Appeal i Monument Trust.

1. Zgoda i identyfikacja biomarkerów
Ten protokół został sprawdzony i zatwierdzony przez National Research Ethics Service Committee South Central - Oxford A.
<ol>
	<li>Zidentyfikuj odpowiednich uczestników do badania: uczestnicy to osoby, które zostały klinicznie zidentyfikowane jako odpowiednie do głębokiej stymulacji mózgu (medycznie oporna choroba Parkinsona). Uwaga: Wykonaj eksperyment po implantacji elektrody (dzień 1) i przed umieszczeniem baterii/stymulatora (dzień 7), podczas gdy druty są eksternalizowane.</li>
	<li>Pacjent wyraża zgodę na badanie stymulacji i odstawienie leków na chorobę Parkinsona z dnia na dzień.</li>
	<li>Po 12-godzinnym odstawieniu leków na chorobę Parkinsona, podłącz zewnętrzne elektrody DBS do odpowiedniego wzmacniacza (wzmacniacz musi być zaprojektowany, przetestowany pod kątem bezpieczeństwa i zatwierdzony do wewnątrzczaszkowego stosowania neurofizjologicznego u ludzi)16.</li>
	<li>Rejestruj potencjał pola lokalnego (LFP) w spoczynku ze wszystkich kontaktów obustronnie (L 0-3 i R 0-3).</li>
	<li>Twórz dwubiegunowe montaże (0,2 i 1,3) poprzez odejmowanie nagrań z sąsiednich kontaktów.</li>
	<li>Wykonaj analizę spektralną mocy, aby zidentyfikować specyficzną dla pacjenta częstotliwość piku beta i dwubiegunową parę kontaktową o najwyższej amplitudzie beta do testowania stymulacji. Uwaga: większość pacjentów z chorobą Parkinsona odstawionych od leków ma szczyt beta2. Jeśli po podaniu leków nie jest zauważalny szczyt beta, pacjent powinien zostać wykluczony z dalszej analizy, ponieważ może to oznaczać powikłania ukierunkowane na DBS.</li>
	<li>Wybierz kontakt do stymulacji monopolarnej, który jest mostkowany przez dwubiegunową parę kontaktów (0,2 lub 1,3) o najwyższej amplitudzie beta.</li>
</ol>
2. Połączenie pacjenta z konfiguracją aDBS
<ol>
	<li>Podłącz elektrodę DBS do analogowego amplifier i filtr. Uwaga: filtr pasmowo-przepustowy w zakresie 3 - 37 Hz ze wzmocnieniem x 9,100.</li>
	<li>Połącz odniesienie do pacjenta. Uwaga: Odniesieniem powinna być elektroda żelowa neurostymulatora o wymiarach 5 cm x 5 cm, połączona standardowym drutem elektrody monopolarnej o średnicy 2 mm. Umieść elektrodę nad lewym obojczykiem.</li>
	<li>Podłącz wzmacniacz analogowy do przetwornika A/D i komputera przenośnego z oprogramowaniem do analizy sygnału. Drugi stopień cyfrowo filtruje sygnał wokół specyficznego dla pacjenta piku beta za pomocą pasma przepustowego 4 Hz. Monitoruj amplitudę beta i wykorzystaj ją do kontrolowania stymulacji za pomocą wstępnie ustawionego progu. Płynna amplituda beta z oknem wygładzania (400 ms było heurystycznie skuteczne w tej konfiguracji).</li>
	<li>Podłącz spust cyfrowo-analogowy do stymulatora.</li>
	<li>Podłącz stymulator do pacjenta za pomocą wzmacniacza. Uwaga: Ze względów bezpieczeństwa upewnij się, że gęstość ładunku jest ograniczona do <30 μQ/cm2, a stymulator ma liniową funkcję wejścia - wyjścia. Optycznie odizoluj wszystkie połączenia z pacjentem. Stymulator powinien być zaprojektowany i przetestowany z normą bezpieczeństwa medycznego EN60601-1 jako odniesieniem.</li>
</ol>
3. Testowanie konwencjonalnej stymulacji ciągłej
<ol>
	<li>Włącz konwencjonalną stymulację wysokiej częstotliwości, ale początkowo przy zerowym napięciu (100 ms, 130 Hz, 0 V). Zastosuj stymulację monopolarną w kontakcie zmostkowanym przez dwubiegunową parę kontaktową o najwyższej amplitudzie beta. Monitoruj odczyt stymulatora w sposób ciągły przez cały czas trwania eksperymentu, aby upewnić się, że stymulacja jest zgodna z oczekiwaniami.</li>
	<li>Powoli zwiększaj napięcie stymulacji o 0,5 V co kilka minut, szukając progu efektu klinicznego. Ustal klinicznie użyteczne napięcie stymulacji (zwykle 1,5-3,0 V), któremu towarzyszą minimalne lub żadne skutki uboczne, takie jak parestezje.</li>
</ol>
4. Testowanie progu z włączaniem/wyłączaniem i ustawieniem wyzwalania
<ol>
	<li>Przy stymulacji na klinicznie skutecznym napięciu wyłącz stymulator z 250 ms, zmniejszając napięcie.</li>
	<li>Przy stymulacji na klinicznie skutecznym napięciu włącz stymulator z 250 ms, zwiększając napięcie.</li>
	<li>Zapytaj o parestezje i wszelkie inne możliwe skutki uboczne występujące po włączeniu i wyłączeniu stymulacji.</li>
	<li>Jeśli występują skutki uboczne, zmniejsz napięcie o 0,25 V i powtarzaj kroki od 4,1 do 4,3, aż spadnie poniżej parestezji po progu włączania/wyłączania.</li>
	<li>Za pomocą miareczkowania znajdź próg parestezji z ponownym włączaniem / wyłączaniem i ustaw napięcie nieco poniżej (0,1 V) tego progu do dalszych testów. Jeśli jest to klinicznie nieskuteczne, spróbuj użyć innego kontaktu (wybierz kontakt 1 lub 2). Uwaga: włączanie i wyłączanie stymulatora może również u niektórych pacjentów powodować artefakt skoku, prawdopodobnie związany z ładowaniem pojemnościowym na granicy faz elektrody tkankowej. Ponieważ sygnał był filtrowany w paśmie przepustowym w paśmie beta, przed ustawieniem poziomu wyzwalania, artefakt ten był znacznie osłabiony. Niemniej jednak, w kilku przypadkach ten artefakt był wystarczający, aby spowodować samoaktywację. Aby rozwiązać ten problem w takich przypadkach, zmniejszyliśmy napięcie stymulacji i zwiększyliśmy próg wyzwalania, aby uniknąć samoczynnego wyzwalania. Innym sposobem, w jaki można by temu zaradzić w przyszłości, jeśli zajdzie taka potrzeba, jest wprowadzenie okresu blokady po każdym uruchomieniu spustu, aby uniknąć samoczynnego wyzwalania.</li>
	<li>Włącz stymulację pod napięciem tuż poniżej progu parestezji włączenia/wyłącznika określonego powyżej.</li>
	<li>Zwiększ próg wyzwalający amplitudy beta do poziomu, który skutkuje minimalnym czasem stymulacji przy zachowaniu efektu klinicznego. Dąż do skrócenia czasu stymulacji o co najmniej 50%.</li>
	<li>Wyłącz stymulację i pozostaw pacjenta bez stymulacji (po ustawieniu i między blokami testowymi) na 10 minut, aby wypłukać efekt stymulacji.</li>
</ol>
5. Testowanie pacjenta w różnych warunkach stymulacji
<ol>
	<li>Zapewnij zaślepienie pacjentów na warunki testowe (adaptacyjny DBS, konwencjonalny i wyłączony).</li>
	<li>Stosować każdy warunek testowy przez co najmniej 5-minutowy okres stabilizacji, przy czym stan jest uruchomiony przed rozpoczęciem badań klinicznych. Kolejność warunków testowych przeciwwagi u różnych badanych. Ustalić napięcie, szerokość impulsu i częstotliwość stymulacji identycznie we wszystkich warunkach testowych, tak aby jedyna różnica dotyczyła czasu stymulacji w odniesieniu do amplitudy beta.</li>
	<li>W ustalonym z góry punkcie po rozpoczęciu stymulacji (np. co najmniej 300 sekund) należy ocenić klinicznie pacjenta pod kątem efektu za pomocą skali oceny UPDRS.</li>
	<li>Ocena nagrań wideo, a następnie ślepa ocena przez niezależnych ekspertów w trybie offline (z wyłączeniem sztywności).</li>
	<li>Przeprowadzaj ocenę kliniczną za pomocą obiektywnych miar (akcelerometria lub aktygrafia).</li>
</ol>

<ol><li>Schrag, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dyskinesias+and+motor+fluctuations+in+Parkinson%27s+disease%3A+A+community-based+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Dyskinesias and motor fluctuations in Parkinson's disease: A community-based study.</a> Brain. 123 (11), 2297-2305 (2000).</li>
<li>Little, S., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+brain+signals+are+suitable+for+feedback+control+of+deep+brain+stimulation+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">What brain signals are suitable for feedback control of deep brain stimulation in Parkinson's disease.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1265 (1), 9-24 (2012).</li>
<li>Chen, C. C., Brücke, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus%3A+a+two-edged+sword%5BTitle%5D)+AND+%22Current+biology%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus: a two-edged sword.</a> Current biology. 16 (22), 952-953 (2006).</li>
<li>Modolo, J., Legros, A., Thomas, A. W., Beuter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-driven+therapeutic+treatment+of+neurological+disorders%3A+reshaping+brain+rhythms+with+neuromodulation%5BTitle%5D)+AND+%22Interface+Focus%22%5BJournal%5D)">Model-driven therapeutic treatment of neurological disorders: reshaping brain rhythms with neuromodulation.</a> Interface Focus. (1), 61-74 (2011).</li>
<li>Priori, A., Foffani, G., Rossi, L., Marceglia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+deep+brain+stimulation+%28aDBS%29+controlled+by+local+field+potential+oscillations%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+neurology%22%5BJournal%5D)">Adaptive deep brain stimulation (aDBS) controlled by local field potential oscillations.</a> Experimental neurology. 245, 77-86 (2012).</li>
<li>Kühn, A. A., Kupsch, A., Schneider, G., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+in+subthalamic+8-35+Hz+oscillatory+activity+correlates+with+clinical+improvement+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22The+European+journal+of+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Reduction in subthalamic 8-35 Hz oscillatory activity correlates with clinical improvement in Parkinson's disease.</a> The European journal of neuroscience. 23 (7), 1956-1960 (2006).</li>
<li>Eusebio, A., Cagnan, H., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Does+suppression+of+oscillatory+synchronisation+mediate+some+of+the+therapeutic+effects+of+DBS+in+patients+with+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+integrative+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Does suppression of oscillatory synchronisation mediate some of the therapeutic effects of DBS in patients with Parkinson's disease.</a> Frontiers in integrative neuroscience. 6, (2012).</li>
<li>Giannicola, G., Rosa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subthalamic+local+field+potentials+after+seven-year+deep+brain+stimulation+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+neurology%22%5BJournal%5D)">Subthalamic local field potentials after seven-year deep brain stimulation in Parkinson's disease.</a> Experimental neurology. 237 (2), 312-317 (2012).</li>
<li>López-Azcárate, J., Tainta, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coupling+between+beta+and+high-frequency+activity+in+the+human+subthalamic+nucleus+may+be+a+pathophysiological+mechanism+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Coupling between beta and high-frequency activity in the human subthalamic nucleus may be a pathophysiological mechanism in Parkinson's disease.</a> The Journal of Neuroscience. 30 (19), 6667-6677 (2010).</li>
<li>Ozkurt, T. E., Butz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+frequency+oscillations+in+the+subthalamic+nucleus%3A+A+neurophysiological+marker+of+the+motor+state+in+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+neurology%22%5BJournal%5D)">High frequency oscillations in the subthalamic nucleus: A neurophysiological marker of the motor state in Parkinson's disease.</a> Experimental neurology. 229 (2), 324-331 (2011).</li>
<li>Pogosyan, A., Yoshida, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Parkinsonian+impairment+correlates+with+spatially+extensive+subthalamic+oscillatory+synchronization%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Parkinsonian impairment correlates with spatially extensive subthalamic oscillatory synchronization.</a> Neuroscience. 171 (1), 245-257 (2010).</li>
<li>Chen, C. C., Hsu, Y. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complexity+of+subthalamic+13-35+Hz+oscillatory+activity+directly+correlates+with+clinical+impairment+in+patients+with+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+neurology%22%5BJournal%5D)">Complexity of subthalamic 13-35 Hz oscillatory activity directly correlates with clinical impairment in patients with Parkinson's disease.</a> Experimental neurology. 224 (1), 234-240 (2010).</li>
<li>Rosin, B., Slovik, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+deep+brain+stimulation+is+superior+in+ameliorating+parkinsonism%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Closed-loop deep brain stimulation is superior in ameliorating parkinsonism.</a> Neuron. 72 (2), 370-384 (2011).</li>
<li>Little, S., Pogosyan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+Deep+Brain+Stimulation+in+Advanced+Parkinson+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+neurology%22%5BJournal%5D)">Adaptive Deep Brain Stimulation in Advanced Parkinson Disease.</a> Annals of neurology. 74 (3), 449-457 (2013).</li>
<li>Afshar, P., Khambhati, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+translational+platform+for+prototyping+closed-loop+neuromodulation+systems.+Frontiers+in+neural+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">A translational platform for prototyping closed-loop neuromodulation systems. Frontiers in neural circuits.</a> 6, (2012).</li>
<li>Eusebio, A., Thevathasan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+can+suppress+pathological+synchronisation+in+parkinsonian+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurology%2C+neurosurgery%2C+and+psychiatry%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation can suppress pathological synchronisation in parkinsonian patients.</a> Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. 82 (5), 569-573 (2011).</li>
<li>Little, S., Pogosyan, A., Kuhn, A. A., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beta+band+stability+over+time+correlates+with+Parkinsonian+rigidity+and+bradykinesia%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+neurology%22%5BJournal%5D)">Beta band stability over time correlates with Parkinsonian rigidity and bradykinesia.</a> Experimental neurology. 236 (2), 383-388 (2012).</li>
</ol>

L.Z., M.H.: doradztwo, wsparcie w podróży, honoraria za wystąpienia, Medtronic, St Jude. T.F.: doradztwo, AbbVie Pharmaceuticals, St Jude, Medtronic; P.L.: doradztwo, honoraria za wystąpienia, Medtronic, St Jude. P.B.: konsulting, Medtronic, Sapiens.

W artykule przedstawiono nową metodę badania i walidacji adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu u pacjentów pooperacyjnych. Leczenie DBS jest częścią standardowego leczenia PD, drżenia samoistnego i dystonii i jest wprowadzane i testowane w wielu innych stanach, w tym klasterowym bólu głowy, padaczce, zespole Gilles'a de la Tourette'a, zaburzeniach obsesyjno-kompulsywnych i depresji. Obecnie wszystkie paradygmaty stymulacji klinicznej wykorzystują ciągłą stymulację w otwartej pętli i chociaż te proste paradygmaty stymulacji są często skuteczne, istnieje nadzieja, że można je znacznie ulepszyć, dostosowując je do biomarkerów odpowiednich dla choroby, a tym samym optymalizując stymulację w świadomy, specyficzny dla pacjenta sposób. Opisana tutaj metoda pozwala na badanie aDBS u pacjentów uzewnętrznionych po pierwszym zabiegu chirurgicznym (implantacji elektrody), przed internalizacją i wszczepieniem baterii i stymulatora. Oczekuje się, że dzięki tej metodzie naukowcom uda się zbadać skuteczność aDBS przy użyciu szeregu biomarkerów w całym spektrum zaburzeń, w przypadku których DBS jest stosowany. Może to następnie doprowadzić do badań klinicznych w warunkach klinicznych z przewlekłymi implantami.
Protokół, którego użyliśmy i który okazał się skuteczny, został opisany powyżej. Zidentyfikowaliśmy kilka krytycznych kroków w celu dopracowania procesu w celu osiągnięcia udanego aDBS. Parametry, które można kontrolować w tej prostej konfiguracji aDBS, obejmują napięcie, próg wyzwalania, kontakt stymulacji i czas narastania. Wszystkie te czynniki muszą być zrównoważone ze skutkami ubocznymi włączania i wyłączania stymulacji (parestezje), problemami technicznymi (nawracające "samoczynne" wyzwalanie) i skutecznością kliniczną. Włączanie i wyłączanie stymulacji powoduje powstanie artefaktu zależnego od napięcia w LFP, który pomimo filtrowania może potencjalnie przeciekać do interesującego nas zakresu częstotliwości. Jeśli jest to poważne, może to spowodować samoczynne wyzwolenie systemu nawet przy braku podwyższenia sygnału biomarkera, w tym przypadku aktywności beta w potencjale pola lokalnego. Nie stanowi to problemu z bezpieczeństwem, ponieważ skutecznie powoduje, że aDBS jest cały czas włączony, a tym samym naśladuje cDBS, o którym wiadomo, że jest bezpieczny. Powoduje to jednak brak reaktywności na amplitudę beta, a tym samym utratę wszelkich potencjalnych korzyści płynących z aDBS w stosunku do cDBS. Stwierdziliśmy, że w razie potrzeby można uniknąć samoczynnego wyzwalania poprzez zmniejszenie napięcia stymulacji, podniesienie progu lub zmianę kontaktu stymulacji. Stwierdzono, że włączanie i wyłączanie stymulacji o 250 ms jest zadowalającym kompromisem w zakresie zapobiegania parestezjom przy jednoczesnym utrzymaniu responsywności aDBS. Obecnie parametry muszą być dostosowywane heurystycznie, aby osiągnąć najlepszy profil odpowiedzi u poszczególnych pacjentów, a nie zidentyfikowaliśmy jeszcze spójnych zasad, które miałyby zastosowanie na poziomie grupy, aby osiągnąć to niezawodnie. Niemniej jednak u wszystkich badanych do tej pory pacjentów stwierdziliśmy, że heurystyczne dostosowanie napięcia, progu wyzwalania i kontaktu stymulacyjnego umożliwiło skuteczne aDBS, a optymalne parametry zostały zidentyfikowane w czasie krótszym niż 30 minut. Oczekuje się, że postępowanie w przypadku skutków ubocznych (parestezje spowodowane włączaniem/wyłączaniem) i zanieczyszczenia artefaktami (prawdopodobnie związanych z pojemnością elektrody tkankowej) może być dalej badane i lepiej rozumiane w celu uzyskania bardziej ogólnych zasad dotyczących ich minimalizacji.
Potencjalna przestrzeń parametrów do eksploracji również stanie się większa i bardziej skomplikowana wraz ze wzrostem złożoności biomarkerów i algorytmów stymulacji. Na przykład wykazano, że współczynniki mocy wysokiej częstotliwości, sprzężenie amplitudy fazowej i zmienność beta odnoszą się do stanu parkinsonowskiego9,10,12,17. Metoda opisana w niniejszej pracy powinna umożliwić systematyczne badanie tych parametrów i ich wpływu na skuteczność kliniczną stymulacji oraz ich profilu działań niepożądanych. Jednak dokładna optymalizacja wszystkich parametrów w przyszłości prawdopodobnie będzie ułatwiona, gdy modele DBS i procedury optymalizacji algorytmicznej, które koncentrują się na odpowiedzi biomarkera, a nie na efektach klinicznych, pozwolą na empiryczne przeszukanie ograniczeń zakresów parametrów.
Metoda ta wykazała lepsze zużycie energii i skuteczność kliniczną w porównaniu z konwencjonalnym DBS i ma potencjał do dalszej poprawy w chorobie Parkinsona wraz z postępem w naszej wiedzy na temat biomarkerów i wzorców stymulacji. W innych stanach, w których stosuje się DBS, znacznie mniej wiadomo na temat podstawowej patofizjologii, a zatem odpowiednie biomarkery nie zostały jeszcze w pełni określone. Potrzebne są dalsze dalsze badania, aby w pełni wykorzystać potencjał aDBS w chorobie Parkinsonizmu oraz zbadać jego wykonalność w wielu innych potencjalnych stanach neurologicznych i neuropsychiatrycznych, w których nasilenie i upośledzenie zmieniają się w czasie.

Choroba Parkinsona jest powszechnym, poważnie upośledzającym zaburzeniem zwyrodnieniowym ruchu, dla którego długotrwałe leczenie jest niezadowalające1. DBS jest skuteczny w przypadku zaawansowanej medycznie opornej na leczenie choroby Parkinsona, ale jest ograniczony pod względem skuteczności, skutków ubocznych i kosztów2. Konwencjonalna stymulacja jest ustawiana heurystycznie przez specjalistę od zaburzeń ruchowych i pozostawiana w sposób ciągły bez zmian aż do następnej wizyty w klinice. Typowe parametry stymulacji to szerokość impulsu 60 ms, intensywność 3 V i powtarzalność 130 Hz. Jednak ta ciągła stymulacja wysokim napięciem może zakłócać normalne funkcjonowanie silnika3. Podobnie jak stymulacja serca z powodzeniem przeszła od prostych systemów otwartej pętli do złożonych responsywnych systemów zamkniętej pętli, co wiąże się z poprawą wyników, istnieje nadzieja, że DBS można podobnie ulepszyć, dostosowując go do podstawowych rytmów mózgu - adaptacyjnego DBS (aDBS)4,5.
Aby zrealizować aDBS, najpierw kluczowe jest zidentyfikowanie wiarygodnych biomarkerów choroby. Choroba Parkinsona charakteryzuje się wyraźnymi oscylacjami beta (13-33 Hz) rejestrowanymi w całym obwodzie zwojów podstawy2. Te oscylacje beta są tłumione przez lewodopę i DBS proporcjonalnie do poprawy stanu klinicznego6,7. Są one stabilne i wytrzymałe w długim okresie czasu i mogą być rejestrowane za pomocą tych samych elektrod, które są używane w klinicznych DBS, co czyni je atrakcyjnymi celami dla biomarkerów8. Oprócz oscylacji beta zidentyfikowano szereg innych, bardziej złożonych, potencjalnych biomarkerów, które, jak wykazano, są związane z nasileniem objawów2,9-12.
Dowód zasady działania aDBS został teraz zademonstrowany w modelu PD13 u naczelnych innych niż człowiek. W tym celu wykorzystano pojedynczy korowy neuron ruchowy do kontrolowania stymulacji z odpaleniem neuronu wyzwalającego stymulację DBS po ustalonym opóźnieniu. Badanie wykazało, że stymulacja adaptacyjna była bardziej skuteczna niż konwencjonalny DBS. Ostatnie prace od tego czasu z powodzeniem rozszerzyły aDBS na ludzi, których metoda została przedstawiona w niniejszym artykule14 JoVe. W badaniu tym oceniano pacjentów z chorobą Parkinsona w okresie bezpośrednio po operacji, przed internalizacją ich przewodów i podłączeniem do akumulatora / stymulatora. Oscylacje beta były monitorowane w czasie rzeczywistym online i wykorzystywane do kontrolowania czasu stymulacji o wysokiej częstotliwości. Doprowadziło to do zmniejszenia zużycia energii o >50% i poprawy upośledzenia motorycznego o 25% w porównaniu ze standardową stymulacją. Wyniki te będą musiały zostać powtórzone w stanie przewlekle wszczepionym, w którym mogą zmieniać się progi i skuteczne parametry stymulacji, a także poziomy leków. W związku z tym biomarkery i algorytmy kontrolne mogą wymagać odpowiedniego dostosowania i dopasowania, a dostosowanie do tego odmiennego krajobrazu parametrów może wymagać dalszej złożoności. Urządzenia, które są przystosowane do długotrwałej stymulacji i rejestracji, są obecnie opracowywane i testowane w warunkach badawczych15. Tymczasem istnieje zapotrzebowanie na platformę, która pozwoli na dalszą ocenę i udoskonalenie możliwych korzyści płynących z adaptacyjnego DBS oraz algorytmów leżących u podstaw jego działania. Jest to ważny krok, ponieważ błędy i nieoptymalne podejścia są trudniejsze do odwrócenia, gdy systemy są internalizowane do przewlekłego użytkowania. Co więcej, konieczne są intensywne badania, aby zmotywować wysiłki w przezwyciężaniu wyzwań związanych z rozwojem przewlekłego, zinternalizowanego, adaptacyjnego systemu DBS.
Celem tego raportu z metod jest umożliwienie badaczom zbadania szeregu różnych biomarkerów i paradygmatów stymulacji u pacjentów z DBS oraz optymalizacji parametrów tak, aby zmaksymalizować skuteczność i zminimalizować skutki uboczne / zużycie energii. Jest to pierwsza tego rodzaju metoda, która jest skuteczna u pacjentów z parkinsonizmem, a jednocześnie jest stosunkowo prosta i łatwa w zastosowaniu. Metoda jest przeznaczona do zbadania każdego pacjenta z DBS, dla którego znany jest biomarker LFP i który ma okres eksternalizacji po operacji (okres do 1 tygodnia, gdy druty elektrodowe są pozaczaszkowe i dostępne do eksperymentów przed wprowadzeniem baterii/stymulatora).

<table><tbody><tr><td>StimRecord Amplifier (3-37 Hz)</td><td>Wewnętrzny</td><td>NA</td><td>Common mode distum, 3-37 Hz (pasmo przepustowe), wzmacniacz x9500. Patrz - Eusebio, A et al16.</td></tr><tr><td>1401 Cyfrowa jednostka akwizycyjna</td><td>CED</td><td>Micro 1401-3</td><td></td></tr><tr><td>Spike 2 oprogramowanie</td><td>CED</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Stymulator</td><td>Wewnętrzny</td><td></td><td>stymulator NA Biphase, zmienny, z rampą. Zobacz - Little et al14.</td></tr><tr><td>Podkładka referencyjna elektrody żelowej</td><td>Axelgaard</td><td>895220</td><td>5 x 5 cm PALS platynowa podkładka elektrody żelowej</td></tr></tbody></table>

kontrolowanie choroby parkinsona za pomocą adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

Adaptacyjna głęboka stymulacja mózgu (aDBS) ma potencjał, aby poprawić leczenie choroby Parkinsona poprzez optymalizację stymulacji w czasie rzeczywistym zgodnie z wahaniami choroby i stanu leków. W obecnej realizacji adaptacyjnego DBS rejestrujemy i stymulujemy z elektrod DBS wszczepionych w jądro podwzgórzowe pacjentów z chorobą Parkinsona we wczesnym okresie pooperacyjnym. Lokalne potencjały pola są filtrowane analogowo w zakresie od 3 do 47 Hz przed przekazaniem do jednostki akwizycji danych, gdzie są ponownie cyfrowo filtrowane wokół specyficznego dla pacjenta piku beta, prostowane i wygładzane w celu uzyskania odczytu amplitudy beta w trybie online. Próg amplitudy beta jest ustawiany heurystycznie, który w przypadku przekroczenia przekazuje sygnał wyzwalający do stymulatora. Następnie stymulator zwiększa stymulację do wcześniej ustalonego klinicznie skutecznego napięcia przez 250 ms i kontynuuje stymulację, aż amplituda beta ponownie spadnie poniżej progu. Stymulacja jest kontynuowana w ten sposób z krótkimi epizodami zwiększonego DBS w okresach zwiększonej mocy beta.
Skuteczność kliniczna jest oceniana po minimalnym okresie stabilizacji (5 minut) poprzez niezaślepioną i zaślepioną ocenę funkcji motorycznych przy użyciu wybranych wyników z Ujednoliconej Skali Oceny Choroby Parkinsona (UPDRS). Ostatnie prace wykazały zmniejszenie zużycia energii dzięki aDBS, a także poprawę wyników klinicznych w porównaniu z konwencjonalnym DBS. Przewlekłe aDBS można teraz testować w parkinsonizmie.

Wyniki uzyskane za pomocą tej metody zostały niedawno opublikowane z wykorzystaniem niniejszego protokołu dla amplitudy beta (Rysunek 1)14. Badanie to wykazało, że klinicznie skuteczną stymulację można osiągnąć pomimo redukcji czasu stymulacji o &gt;50% (p &lt; 0,001). Zauważono również, że czas stymulacji miał tendencję do stopniowego spadku mimo stałego progu wyzwalania (test t dla jednej próby, obustronny, t7 = 3,2, p = 0,01). Wyniki motoryczne poprawiły się o 66% i 50% podczas aDBS odpowiednio w warunkach jawnych i zaślepionych. Mimo zmniejszonej całkowitej ilości stymulacji, wynik kliniczny był o 29% (p=0,03) i 27% (p=0,005) lepszy w grupie aDBS w porównaniu z grupą konwencjonalnego DBS (odpowiednio w warunkach jawnych i zaślepionych, Rysunek 2).
<img alt="Schemat eksperymentu z zakresu neuronauki; rejestracja EEG, jednostka danych, filtrowanie cyfrowe, analiza sygnału." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51403/51403fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51403/51403fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Układ eksperymentalny. Układ eksperymentalny dla adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu u pacjentów z zewnętrznymi elektrodami. Bipolarny potencjał polowy (LFP) przechodzi przez specjalnie zbudowany wzmacniacz StimRecord, który filtruje (3-37 Hz) i wzmacnia (x9,100) sygnał. Wyjście analogowe (A) jest przekazywane do jednostki akwizycji danych, która konwertuje je na sygnał cyfrowy (D) wyświetlany na komputerze przenośnym. Sygnał jest filtrowany cyfrowo wokół szczytu beta w czasie rzeczywistym i przekształcany w amplitudę beta poprzez prostowanie i wygładzanie. Ustawiany jest próg, który wyzwala stymulację w montażu monopolarnym pomiędzy 2 bipolarnymi elektrodami rejestrującymi, gdy moc beta przekroczy ten próg. Stymulacja kończy się, gdy moc beta ponownie spadnie poniżej progu. (Przedrukowano za zgodą Annals of Neurology.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51403/51403fig1highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykres klinicznej poprawy motorycznej; sesja a oceny wideo; zaznaczone porównanie statystyczne." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51403/51403fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51403/51403fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2. Poprawa kliniczna. Średnia ± SEM % zmiany w wynikach UPDRS dla połowy ciała (punkty 20, 22 i 23) przy różnych warunkach stymulacji, oceniona bez zaślepienia podczas sesji eksperymentalnych (A) lub z nagrań wideo przez zaślepionych ekspertów (B). Gwiazdki oznaczają istotne różnice po korekcie na wielokrotne porównania przy użyciu procedury FDR (false discovery rate). Wszystkie zmiany były istotne w stosunku do stanu niestymulowanego, z wyjątkiem oceny zaślepionej dla stymulacji losowej (Reprodukowano za zgodą Annals of Neurology.) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51403/51403fig2highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>

Adaptacyjna głęboka stymulacja mózgu (aDBS) jest skuteczna w chorobie Parkinsona, łagodząc objawy i zmniejszając zużycie energii w porównaniu do konwencjonalnej głębokiej stymulacji mózgu (cDBS). W aDBS śledzimy w czasie rzeczywistym biomarker potencjału pola lokalnego (amplituda oscylacyjna beta) i wykorzystujemy go do kontrolowania czasu stymulacji.

Kontrolowanie choroby Parkinsona za pomocą adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

Ogólnym celem następującego eksperymentu jest obserwacja i ilościowe określenie efektu klinicznego adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu oraz porównanie go ze stymulacją standardową. Osiąga się to poprzez wykonanie pasywnego zapisu z elektrod do głębokiej stymulacji mózgu (DBS) u pacjentów po operacjach choroby Parkinsona oraz przeprowadzenie analizy widmowej montaży bipolarnych w celu zidentyfikowania optymalnych kontaktów do jednoczesnej stymulacji i zapisu. W drugim kroku przeprowadzana jest standardowa, ciągła kliniczna stymulacja monopolarna na zidentyfikowanym kontakcie, aby określić parametry zapewniające poprawę stanu klinicznego, takie jak tłumienie drżenia.Następnie przeprowadza się przerywaną stymulację w zależności od amplitudy fali beta, aby zidentyfikować progi wyzwalania odpowiednie dla stymulacji adaptacyjnej, którą można następnie porównać ze standardową stymulacją ciągłą. Wyniki wykazują poprawę efektów klinicznych przy stymulacji adaptacyjnej w porównaniu ze standardową stymulacją wysokoczęstotliwościową, mimo znacznego zmniejszenia dostarczanego ładunku elektrycznego oraz czasu trwania stymulacji. Główną zaletą tej techniki w stosunku do istniejących metod, takich jak konwencjonalna stymulacja wysokoczęstotliwościowa, jest to, że w badaniach ostrych redukuje ona całkowitą stymulację, a tym samym oszczędza baterię, jednocześnie poprawiając sprawność ruchową.Wnioski płynące z zastosowania tej techniki można rozszerzyć na terapię innych zaburzeń neurologicznych i neuropsychiatrycznych leczonych za pomocą DBS, ponieważ inne schorzenia, takie jak drżenie, również wykazują fluktuacje i w związku z tym mogą być podatne na adaptacyjne podejście do stymulacji. Pomysł dotyczący tej metody rozwijał się powoli w czasie, w miarę jak wiele grup badawczych dostrzegło znaczenie nadmiernej synchronizacji, w szczególności oscylacji beta, w patofizjologii choroby Parkinsona. Rozpocznij od uzyskania świadomej zgody na udział w eksperymencie od pacjenta z oporną na leczenie farmakologiczną chorobą Parkinsona.Po implantacji elektrod DBS dostępnych jest 2D elektrod BS, z których każda posiada cztery kontakty. Impulsy stymulujące mogą być dostarczane do jednego kontaktu, a rejestracja może być prowadzona z dwóch sąsiednich kontaktów. Kontakt służący do dostarczania stymulacji można zmienić według uznania w noc poprzedzającą procedurę eksperymentalną; rano, po przybyciu pacjenta na badania, należy odstawić leki przeciwparkinsonowskie, a następnie rozpocząć od umycia rąk.Następnie ostrożnie wyjmij przewody elektrod z ich ochronnej osłony. Dalej podłącz zewnętrzne elektrody DBS do kabla łączącego. Następnie podłącz elektrodę do wzmacniacza.Na koniec podłącz elektrodę referencyjną nad lewą obojczykiem pacjenta. Następnie zarejestruj bipolarny potencjał lokalny lub LFP z kontaktów zero i dwa po stronie przeciwnej do strony najbardziej dotkniętej chorobą, podczas gdy pacjent znajduje się w spoczynku. Następnie powtórz rejestrację bipolarną z kontaktów jeden i trzy.Przeprowadź analizę widmową mocy, aby zidentyfikować specyficzną dla pacjenta częstotliwość szczytową pasma beta oraz bipolarną parę kontaktów o najwyższej amplitudzie beta do testów stymulacji, którymi w tym przypadku są elektrody L zero i L dwa. W tym przykładzie, po wyznaczeniu bipolarnej pary kontaktów o najwyższej amplitudzie beta, którą tutaj są kontakty zero i dwa, wybierz kontakt znajdujący się pomiędzy nimi jako kontakt do stymulacji monopolarnej, aby podłączyć pacjenta do zestawu adaptacyjnego DBS.Podłącz wzmacniacz analogowy do przetwornika A/C oraz do przenośnego komputera z zainstalowanym oprogramowaniem do analizy sygnałów. W drugim etapie przefiltruj cyfrowo sygnał w obrębie specyficznego szczytu beta pacjenta, stosując pasmo przepustowe o szerokości czterech herców. Oprogramowanie monitoruje amplitudę fali beta i wykorzystuje ją do sterowania stymulacją. Przy ustalonym progu amplituda beta jest wygładzana przy użyciu okna wygładzania o długości 400 milisekund.Następnie podłącz wyzwalacz D do stymulatora. Kolejnym krokiem jest włączenie konwencjonalnej stymulacji wysoką częstotliwością przy początkowym napięciu wynoszącym zero. Następnie podłącz stymulator do pacjenta poprzez wzmacniacz optyczny, izolując wszystkie połączenia z pacjentem.Zastosuj stymulację jednobiegunową w punkcie kontaktu zidentyfikowanym wcześniej. Przez cały czas trwania eksperymentu stale monitoruj odczyty stymulatora, aby upewnić się, że przewidziana stymulacja jest dostarczana powoli. Zwiększaj napięcie stymulacji w przyrostach 0,5 V co kilka minut.Poszukiwanie progu efektu klinicznego. Przykładem może być poprawa w zakresie drżenia, sztywności lub spowolnienia ruchów. Ustalenie klinicznie użytecznego napięcia stymulacji, które zazwyczaj mieści się w przedziale od 1,5 do 3 V i wywołuje minimalne lub żadne efekty uboczne, takie jak parestezje, przy stymulacji z napięciem klinicznie skutecznym.Wyłącz stymulator, stosując rampę opadającą o czasie trwania 250 milisekund. Następnie, zachowując napięcie stymulacji na poziomie klinicznie skutecznym, włącz stymulator, stosując rampę wznoszącą o czasie trwania 250 milisekund. Jeśli wystąpią efekty uboczne, zapytaj pacjenta o parestezje lub jakiekolwiek inne objawy odczute podczas wyłączania i włączania stymulacji.Kontynuuj obniżanie napięcia w krokach co 0,25 V i sprawdzaj występowanie parestezji, włączając i wyłączając stymulację w momencie, gdy pacjent przestanie zgłaszać odczuwanie parestezji. Ustaw napięcie o 0,1 V poniżej tego progu i włącz stymulację. Następnie zwiększ próg wyzwalania amplitudy beta i upewnij się, że efekt kliniczny utrzymuje się; kontynuuj stopniowe zwiększanie progu wyzwalania amplitudy beta do poziomu, który skutkuje minimalnym czasem trwania stymulacji.Dążąc do zachowania efektu klinicznego, należy dążyć do tego, aby stymulacja trwała maksymalnie przez 50% czasu. Dostosowanie progu wyzwalania oraz parametrów stymulacji w celu zapewnienia odpowiedniej adaptacyjnej DBS bez samowyzwalania jest kluczowym krokiem. Osiągnięcie tego celu wymaga uważnego i powolnego miareczkowania progu oraz napięć stymulacji przy jednoczesnym ścisłym monitorowaniu pacjenta.Po ustawieniu progu wyzwalania i parametrów stymulacji, należy wyłączyć stymulację na 10 minut, aby zniwelować efekt stymulacji. Należy upewnić się, że pacjenci nie znają warunków testowych. Rozpocząć podawanie adaptacyjnej DBS, konwencjonalnej DBS lub zaprzestać stymulacji.Pozostaw warunki testowe przez pięciominutowy okres stabilizacji. Po upływie pięciu minut rozpocznij badanie kliniczne. Oceń stan pacjenta, korzystając z ujednoliconej skali oceny choroby Parkinsona (UPDRS).Można również zastosować obiektywne miary oceny, takie jak akcelerometria lub aktygrafia. Po zakończeniu jednego warunku testowego wyłączyć stymulację na kolejny 10-minutowy okres odpoczynku. Następnie uruchomić kolejny rodzaj stymulacji, ponownie rozpoczynając od pięciominutowego okresu stabilizacji przed przeprowadzeniem oceny.Ustaw szerokość impulsu napięcia oraz częstotliwość stymulacji identycznie dla wszystkich warunków testowych, aby jedyną różnicą był czas stymulacji. W odniesieniu do amplitudy fal beta w trakcie całego filmu z testów klinicznych, nagraj zadanie w taki sposób, aby niezależny ekspert mógł przeprowadzić oślepioną ocenę w późniejszym terminie. Procentowa poprawa funkcji motorycznych względem stanu niestymulowanego, oceniona przez obserwatora nieoślepionego podczas sesji eksperymentalnej, jest tutaj przedstawiona dla konwencjonalnej DBS, adaptacyjnej DBS oraz stymulacji losowej. Oceny oślepione przeprowadzono również poprzez analizę nagrań wideo sprawności ruchowej.Wyniki motoryczne poprawiły się odpowiednio o 66% i 50% podczas adaptacyjnej DBS w warunkach jawnych i zaślepionych. Pomimo zmniejszonej całkowitej ilości stymulacji, wynik kliniczny w grupie adaptacyjnej DBS był o 29% lepszy w warunkach jawnych i o 27% lepszy w warunkach zaślepionych w porównaniu z grupą konwencjonalnej DBS. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest pamiętanie o ciągłym monitorowaniu pacjenta pod kątem potencjalnych działań niepożądanych lub zmian w stanie klinicznym po zakończeniu procedury.W celu zbadania szerokiej gamy możliwych paradygmatów adaptacyjnej DBS można zastosować inne podejścia, takie jak wyzwalanie różnych potencjalnych biomarkerów lub stosowanie różnych poziomów bądź form wyzwalania.

controlling-parkinson-s-disease-with-adaptive-deep-brain-stimulation

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Kontrolowanie choroby Parkinsona za pomocą adaptacyjnej stymulacji głębokich struktur mózgu

Chirurgia głębokiej stymulacji mózgu stwarza wyjątkową okazję do zbadania kodowania informacji w przebudzonym ludzkim mózgu. W niniejszym artykule opisano metody śródoperacyjne stosowane do wykonywania zadań poznawczych i behawioralnych przy jednoczesnej akwizycji danych fizjologicznych, takich jak EMG, aktywność pojedynczych neuronów i/lub potencjały polowe.

Zadania behawioralne w trakcie operacji u pacjentów z zachowaną świadomością poddawanych głębokiej stymulacji mózgu

Mechanizm leżący u podstaw terapeutycznych efektów operacji Głębokiej Stymulacji Mózgu (DBS) wymaga zbadania. Metody przedstawione w tym manuskrypcie opisują eksperymentalne podejście do badania zdarzeń komórkowych wywoływanych przez DBS poprzez analizę profilu ekspresji genów kandydujących, które mogą ułatwić neurogenezę po operacji DBS.

Analiza zmian ekspresji genów w hipokampie szczura po głębokiej stymulacji mózgu przedniego jądra wzgórza

Opisano metodę wszczepiania elektrod do jądra podwzgórzowego (STN) szczurów. Lepsza lokalizacja STN została osiągnięta dzięki zastosowaniu systemu mikrozapisu. Ponadto przedstawiono konfigurację stymulacji, która charakteryzuje się długotrwałymi połączeniami między głową zwierzęcia a stymulatorem.

Implantacja elektrod pod kontrolą mikroelektrod do jądra podwzgórzowego szczurów w celu długotrwałej głębokiej stymulacji mózgu

Ten artykuł opisuje dostarczanie wewnątrzczaszkowej stymulacji elektrycznej, która jest czasowo i przestrzennie oddzielona od środowiska używania narkotyków w leczeniu uzależnienia od metamfetaminy dożylnie.

Ogólna metoda oceny wpływu głębokiej stymulacji mózgu na samodzielne podawanie metamfetaminy dożylnie

Niniejszy protokół ma na celu ocenę funkcji poznawczo-emocjonalnych w zwojach podstawy poprzez jednoczesny neurofizjologiczny zapis lokalnych potencjałów pola i nieinwazyjną aktywność kory mózgowej (EEG). Przykładem procedury jest zastosowanie paradygmatów obejmujących bodźce mowy o konotacji emocjonalnej lub zadania Flankera polegającego na kontroli poznawczej.

Połączone inwazyjne podkorowe i nieinwazyjne powierzchniowe zapisy neurofizjologiczne do oceny funkcji poznawczych i emocjonalnych u ludzi

Ten artykuł opisuje wykorzystanie ilościowego pomiaru ruchów gałek ocznych w połączeniu ze stymulacją ogniskowych obszarów głębokiego mózgu w celu zbadania fizjologii, patofizjologii i mechanizmów głębokiej stymulacji mózgu.

Wykorzystanie sakadometrii z głęboką stymulacją mózgu do badania prawidłowych i patologicznych funkcji mózgu

Głęboka stymulacja mózgu (DBS) jest skuteczną opcją leczenia choroby Parkinsona. Opracowaliśmy projekt badania w celu zbadania nowych paradygmatów stymulacji u szczurów. Protokół opisuje zastosowanie testu schodowego i testu cylindra do oceny wyników motorycznych u szczurów z hemiparkinsonem leczonych DBS.

Nowatorskie podejście do oceny wyników motorycznych efektów głębokiej stymulacji mózgu u szczura z połowiczaną półparkinsonem: test schodowy i cylindryczny

W tym badaniu przedstawiono metodologię wykonywania wielomiejscowych zapisów elektrofizjologicznych in vivo ze szlaku hiperbezpośredniego w znieczuleniu uretanowym.

Ostre zapisy elektrofizjologiczne in vivo lokalnych potencjałów pola i aktywności wielocząsteczkowej ze szlaku hiperbezpośredniego u znieczulonych szczurów

Celem tego projektu jest opracowanie interaktywnego, specyficznego dla pacjenta procesu modelowania, aby symulować efekty głębokiej stymulacji mózgu w czasie zbliżonym do rzeczywistego i dostarczyć istotnych informacji zwrotnych na temat tego, jak te urządzenia wpływają na aktywność neuronalną w mózgu.

Celowanie w szlaki włókien nerwowych w celu terapii głębokiej stymulacji mózgu przy użyciu interaktywnych, specyficznych dla pacjenta modeli

Protokół pokazuje prototyp domowej platformy do zbierania danych multimodalnych, która wspiera badania optymalizujące adaptacyjną głęboką stymulację mózgu (aDBS) dla osób z neurologicznymi zaburzeniami ruchu. Przedstawiamy również kluczowe wnioski z wdrażania platformy przez ponad rok w domu osoby z chorobą Parkinsona.

Przeniesienie kliniki do domu: multimodalny ekosystem gromadzenia danych w domu wspierający adaptacyjną głęboką stymulację mózgu

Tu opisujemy protokół dotyczący ex vivo nagrań z wysoko gęstej matrycy mikroelektrody z ostrych kroi móżdżku u modelu chomika z dystonią, który otrzymał in vivo ciągłą stymulację głęboką mózgu w zakresie 11 dni.

Badanie mechanizmów działania stymulacji głębokiej mózgu obszaru ciemieniowego za pomocą wysokoczułowych mikroelektrodowych tablic

Poznaj adaptacyjną głęboką stymulację mózgu w leczeniu choroby Parkinsona. Ta metoda poprawia wyniki kliniczne i zmniejsza zużycie energii przy jednoczesnym monitorowaniu amplitudy oscylacji beta w czasie rzeczywistym.

Kontrolowanie choroby Parkinsona za pomocą adaptacyjnej głębokiej stymulacji mózgu

Przeglądaj więcej filmów