Name: Neurostymulacja w pętli zamkniętej w spersonalizowanym leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartych na biomarkerach (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-07-07T12:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 19 s
Description: Poznaj metodę neurostymulacji w pętli zamkniętej w leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartą na indywidualnych biomarkerach neuronalnych. Ta technika umożliwia dostarczanie impulsów wyłącznie w okresach nasilonych objawów.

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 praca była wspierana przez Fundusz Rodzinny Ray and Dagmar Dolby przez Departament Psychiatrii na UCSF (KKS, ANK, NS, JF, VRR, KWS, EFC, ADK), przez nagrodę National Institutes of Health nr K23NS110962 (KWS), grant NARSAD dla młodych badaczy od Brain & Behavior Research Foundation (KWS) oraz 1907 Trailblazer Award (KWS).

Deep Brain Stimulation for Treatment of Major Depression

<ol><li>Kaiser, R. H., Andrews-Hanna, J. R., Wager, T. D., Pizzagalli, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+network+dysfunction+in+major+depressive+disorder%3A+A+meta-analysis+of+resting-state+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Large-scale network dysfunction in major depressive disorder: A meta-analysis of resting-state functional connectivity.</a> JAMA Psychiatry. 72 (6), 603-611 (2015).</li>
<li>Goldstein-Piekarski, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+neural+circuit+biotypes+to+symptoms+and+behavioral+dimensions+of+depression+and+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Mapping neural circuit biotypes to symptoms and behavioral dimensions of depression and anxiety.</a> Biological Psychiatry. 91 (6), 561-571 (2022).</li>
<li>Williams, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Precision+psychiatry%3A+a+neural+circuit+taxonomy+for+depression+and+anxiety%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Precision psychiatry: a neural circuit taxonomy for depression and anxiety.</a> The Lancet Psychiatry. 3 (5), 472-480 (2016).</li>
<li>Ionescu, D. F., Rosenbaum, J. F., Alpert, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pharmacological+approaches+to+the+challenge+of+treatment-resistant+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Dialogues+in+Clinical+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Pharmacological approaches to the challenge of treatment-resistant depression.</a> Dialogues in Clinical Neuroscience. 17 (2), 111-126 (2015).</li>
<li>Mayberg, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+for+treatment-resistant+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation for treatment-resistant depression.</a> Neuron. 45 (5), 651-660 (2005).</li>
<li>Kennedy, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+for+treatment-resistant+depression%3A+follow-up+after+3+to+6+years%5BTitle%5D)+AND+%22The+American+Journal+of+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation for treatment-resistant depression: follow-up after 3 to 6 years.</a> The American Journal of Psychiatry. 168 (5), 502-510 (2011).</li>
<li>Holtzheimer, P. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subcallosal+cingulate+deep+brain+stimulation+for+treatment-resistant+depression%3A+a+multisite%2C+randomised%2C+sham-controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Subcallosal cingulate deep brain stimulation for treatment-resistant depression: a multisite, randomised, sham-controlled trial.</a> The Lancet Psychiatry. 4 (11), 839-849 (2017).</li>
<li>Dougherty, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+randomized+sham-controlled+trial+of+deep+brain+stimulation+of+the+ventral+capsule%2Fventral+striatum+for+chronic+treatment-resistant+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">A randomized sham-controlled trial of deep brain stimulation of the ventral capsule/ventral striatum for chronic treatment-resistant depression.</a> Biological Psychiatry. 78 (4), 240-248 (2015).</li>
<li>Morishita, T., Fayad, S. M., Higuchi, M., Nestor, K. A., Foote, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+for+treatment-resistant+depression%3A+systematic+review+of+clinical+outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation for treatment-resistant depression: systematic review of clinical outcomes.</a> Neurotherapeutics. 11 (3), 475-484 (2014).</li>
<li>Lo, M. -C., Widge, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+neuromodulation+systems%3A+next-generation+treatments+for+psychiatric+illness%5BTitle%5D)+AND+%22International+Review+of+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Closed-loop neuromodulation systems: next-generation treatments for psychiatric illness.</a> International Review of Psychiatry. 29 (2), 191-204 (2017).</li>
<li>Hoang, K. B., Cassar, I. R., Grill, W. M., Turner, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomarkers+and+stimulation+algorithms+for+adaptive+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Biomarkers and stimulation algorithms for adaptive brain stimulation.</a> Frontiers in Neuroscience. 11, 564(2017).</li>
<li>Little, S., 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>Jarosiewicz, B., Morrell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+RNS+system%3A+brain-responsive+neurostimulation+for+the+treatment+of+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Review+of+Medical+Devices%22%5BJournal%5D)">The RNS system: brain-responsive neurostimulation for the treatment of epilepsy.</a> Expert Review of Medical Devices. 18 (2), 129-138 (2021).</li>
<li>Scangos, K. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+neuromodulation+in+an+individual+with+treatment-resistant+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Closed-loop neuromodulation in an individual with treatment-resistant depression.</a> Nature Medicine. 27 (10), 1696-1700 (2021).</li>
<li>Cagle, J. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Embedded+human+closed-loop+deep+brain+stimulation+for+Tourette+syndrome%3A+a+nonrandomized+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Neurology%22%5BJournal%5D)">Embedded human closed-loop deep brain stimulation for Tourette syndrome: a nonrandomized controlled trial.</a> JAMA Neurology. 79 (10), 1064-1068 (2022).</li>
<li>He, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+deep+brain+stimulation+for+essential+tremor+based+on+thalamic+local+field+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Movement+Disorders%22%5BJournal%5D)">Closed-loop deep brain stimulation for essential tremor based on thalamic local field potentials.</a> Movement Disorders. 36 (4), 863-873 (2021).</li>
<li>Drysdale, A. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resting-state+connectivity+biomarkers+define+neurophysiological+subtypes+of+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Medicine%22%5BJournal%5D)">Resting-state connectivity biomarkers define neurophysiological subtypes of depression.</a> Nature Medicine. 23 (1), 28-38 (2017).</li>
<li>Siddiqi, S. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+stimulation+and+brain+lesions+converge+on+common+causal+circuits+in+neuropsychiatric+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Human+Behaviour%22%5BJournal%5D)">Brain stimulation and brain lesions converge on common causal circuits in neuropsychiatric disease.</a> Nature Human Behaviour. 5 (12), 1707-1716 (2021).</li>
<li>Ahearn, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+visual+analog+scales+in+mood+disorders%3A+A+critical+review%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Psychiatric+Research%22%5BJournal%5D)">The use of visual analog scales in mood disorders: A critical review.</a> Journal of Psychiatric Research. 31 (5), 569-579 (1997).</li>
<li>Bech, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Hamilton+depression+scale.+Evaluation+of+objectivity+using+logistic+models%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Psychiatrica+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">The Hamilton depression scale. Evaluation of objectivity using logistic models.</a> Acta Psychiatrica Scandinavica. 63 (3), 290-299 (1981).</li>
<li>Khambhati, A. N., Sizemore, A. E., Betzel, R. F., Bassett, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+and+interpreting+mesoscale+network+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Modeling and interpreting mesoscale network dynamics.</a> NeuroImage. 180, 337-349 (2018).</li>
<li>Zamani Esfahlani, F., Bertolero, M. A., Bassett, D. S., Betzel, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Space-independent+community+and+hub+structure+of+functional+brain+networks%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Space-independent community and hub structure of functional brain networks.</a> NeuroImage. 211, 116612(2020).</li>
<li>Kleen, J. K., Rao, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Managing+neurostimulation+for+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Deep+Brain+Stimulation+Management%22%5BJournal%5D)">Managing neurostimulation for epilepsy.</a> Deep Brain Stimulation Management. , 177-197 (2022).</li>
<li>Krucoff, M. O., Wozny, T. A., Lee, A. T., Rao, V. R., Chang, E. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operative+technique+and+lessons+learned+from+surgical+implantation+of+the+NeuroPace+Responsive+Neurostimulation%C2%AE+system+in+57+consecutive+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Operative+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Operative technique and lessons learned from surgical implantation of the NeuroPace Responsive Neurostimulation® system in 57 consecutive patients.</a> Operative Neurosurgery. 20 (2), E98-E109 (2021).</li>
<li>Harris, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+REDCap+consortium%3A+Building+an+international+community+of+software+platform+partners%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Informatics%22%5BJournal%5D)">The REDCap consortium: Building an international community of software platform partners.</a> Journal of Biomedical Informatics. 95, 103208(2019).</li>
<li>Krauss, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technology+of+deep+brain+stimulation%3A+current+status+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neurology%22%5BJournal%5D)">Technology of deep brain stimulation: current status and future directions.</a> Nature Reviews Neurology. 17 (2), 75-87 (2021).</li>
<li>Dougherty, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation%3A+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22The+Psychiatric+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation: clinical applications.</a> The Psychiatric Clinics of North America. 41 (3), 385-394 (2018).</li>
<li>Drobisz, D., Damborská, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+targets+for+treating+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation targets for treating depression.</a> Behavioural Brain Research. 359, 266-273 (2019).</li>
<li>Lee, D. J., Lozano, C. S., Dallapiazza, R. F., Lozano, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+and+future+directions+of+deep+brain+stimulation+for+neurological+and+psychiatric+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Current and future directions of deep brain stimulation for neurological and psychiatric disorders.</a> Journal of Neurosurgery. 131 (2), 333-342 (2019).</li>
<li>Sun, F. T., Morrell, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+neurostimulation%3A+the+clinical+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Neurotherapeutics%22%5BJournal%5D)">Closed-loop neurostimulation: the clinical experience.</a> Neurotherapeutics. 11 (3), 553-563 (2014).</li>
<li>Malone, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+of+the+ventral+capsule%2Fventral+striatum+for+treatment-resistant+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation of the ventral capsule/ventral striatum for treatment-resistant depression.</a> Biological Psychiatry. 65 (4), 267-275 (2009).</li>
<li>Zuo, X. -N., Xu, T., Milham, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Harnessing+reliability+for+neuroscience+research%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Human+Behaviour%22%5BJournal%5D)">Harnessing reliability for neuroscience research.</a> Nature Human Behaviour. 3 (8), 768-771 (2019).</li>
</ol>

ADK doradza firmom 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 i Neurawell Therapeutics. ADK dziękuje za wsparcie ze strony Janssen Pharmaceuticals, Jazz Pharmaceuticals, Axsome Therapeutics (nr AXS-05-301) i ujawniają biosensory. KWS zasiada w radzie doradczej firmy Nesos. UCSF i EFC posiadają patenty związane ze stymulacją mózgu w leczeniu zaburzeń neuropsychiatrycznych. Pozostali autorzy deklarują brak sprzecznych interesów.

Głęboka stymulacja mózgu stała się uznaną terapią choroby Parkinsona, drżenia samoistnego, dystonii i epilepsji i jest aktywnie badana w wielu innych stanach neuropsychiatrycznych 26,27,28,29. Zdecydowana większość DBS jest dostarczana w trybie otwartej pętli, w którym stymulacja jest dostarczana w sposób ciągły. W przypadku objawów, które mają charakter napadowy, ciągła stymulacja może prowadz...

Duże zaburzenie depresyjne (MDD) jest chorobą neuropsychiatryczną charakteryzującą się nieprawidłową aktywnością i łącznością na poziomie sieci1. Choroba objawia się różnymi objawami, które różnią się u poszczególnych osób, zmieniają się w czasie i mogą wynikać z różnych obwodów neuronalnych2,3. Około 30% osób z MDD jest opornych na standardowe leczenie4, co podkreśla potrzebę nowego podejścia.
Głęboka stymulacja mózgu (DBS) to forma neuromodulacji, w której prąd elektryczny jest dostarczany do wybranych obszarów mózgu w celu modulacji aktywności. DBS w leczeniu MDD okazał się bardzo skuteczny w niektórych zastosowaniach5,6, ale również nie udało się go zreplikować w większych badaniach7,8. We wszystkich cytowanych badaniach stosowano stymulację w pętli otwartej9, w której dostarczanie przypuszczalnej stymulacji terapeutycznej odbywało się w sposób ciągły o ustalonych parametrach. W przeciwieństwie do tego, stymulacja w pętli zamkniętej zapewnia stymulację w oparciu o zaprogramowany biomarker lub wzorzec aktywności neuronalnej związany ze stanem objawów10. Istnieją dwie główne implementacje stymulacji w pętli zamkniętej: stymulacja responsywna i stymulacja adaptacyjna11. Stymulacja responsywna dostarcza serie stymulacji o stałych parametrach (np. częstotliwości, amplitudzie, szerokości impulsu), gdy spełnione są zaprogramowane kryteria. W przypadku stymulacji adaptacyjnej parametry stymulacji zmieniają się dynamicznie w funkcji mierzonego biomarkera, zgodnie z algorytmem, który może mieć wiele punktów stałych lub automatyczną ciągłą regulację. Stymulacja może być ciągła lub przerywana ze stymulacją adaptacyjną. Stymulacja adaptacyjna wykazała większą skuteczność niż stymulacja w otwartej pętli w kontrolowaniu objawów choroby Parkinsona12. Neurostymulacja responsywna w leczeniu padaczki13 jest zatwierdzona przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA), podczas gdy wczesne badania stymulacji responsywnej dla MDD14 i stymulacji adaptacyjnej dla zespołu Tourette'a15 i drżenie samoistne16 również wykazują korzyści terapeutyczne.
Aby wdrożyć stymulację w pętli zamkniętej, należy wybrać i śledzić sygnał fizjologiczny, który informuje, kiedy stymulacja powinna zostać dostarczona. To sprzężenie zwrotne jest kluczową różnicą między stymulacją w pętli otwartej i zamkniętej i jest realizowane poprzez wybór biomarkera. Protokół ten zapewnia procedurę określania spersonalizowanego biomarkera zgodnie z konstelacją objawów doświadczanych przez daną osobę. Przyszłe metaanalizy przeprowadzone u pacjentów pokażą, czy istnieją wspólne biomarkery u różnych osób, czy też niejednorodna prezentacja objawów MDD i leżących u ich podstaw obwodów wymaga spersonalizowanego podejścia17,18. Wykorzystanie urządzeń DBS zdolnych zarówno do wykrywania aktywności neuronalnej, jak i dostarczania stymulacji elektrycznej, pozwala zarówno na odkrycie tego biomarkera, jak i późniejsze wdrożenie neuromodulacji w pętli zamkniętej. Takie podejście zakłada ścisły związek czasowy między aktywnością neuronalną a określonymi stanami objawów i może nie mieć zastosowania do wszystkich wskazań lub objawów.
Podczas gdy objawy takie jak choroba Parkinsona i drżenie samoistne mają objawy, które można zmierzyć za pomocą czujników peryferyjnych (np. drżenie, sztywność), objawy MDD są zazwyczaj zgłaszane przez pacjenta lub oceniane przez klinicystę za pomocą standardowych pytań i obserwacji. W kontekście gromadzenia danych wystarczających do obliczenia spersonalizowanego biomarkera, oceny klinicystów nie są praktyczne, dlatego stosuje się raporty pacjentów o objawach za pomocą skal ocen. Skale takie obejmują wizualne analogowe skale depresji (VAS-D), lęku (VAS-A) i energii (VAS-E)19 oraz sześciopytaniową formę Skali Oceny Depresji Hamiltona (HAMD-6)20. Równoczesne zapisy aktywności neuronalnej i ukończenie tych samoopisowych ocen objawów zapewniają sparowany zestaw danych, który można wykorzystać do przyjrzenia się relacjom między cechami spektralnymi sygnału neuronalnego związanymi ze stanami o wysokich objawach lub przewidującymi je.
Podejścia obliczeniowe, takie jak modelowanie przestrzeni stanów, mogą być używane do odkrywania relacji między stanami objawów a cechami neuronalnymi. Metody teorii grafów są atrakcyjne do charakteryzowania przestrzeni stanów21, ponieważ umożliwiają odkrywanie stanów w różnych skalach czasowych poprzez jawne modelowanie czasowej bliskości między pomiarami22. Model przestrzeni stanów objawów identyfikuje okresy czasu, w których występuje wspólny fenotyp objawów pacjenta i może wskazać podstany objawów, w których oceny konkretnych wymiarów depresji pacjenta różnią się w zależności od środowiska lub kontekstu. Podejście oparte na pętli zamkniętej opiera się na wykrywaniu stanów objawowych na podstawie podstawowej aktywności mózgu. Klasyfikacja uczenia maszynowego to ostatni krok, który pomaga zidentyfikować kombinację cech statystycznych pochodzących z sygnałów aktywności mózgu, która najlepiej rozróżnia dwa lub więcej stanów objawów14. To dwuetapowe podejście wyjaśnia zmienność objawów pacjenta w czasie i łączy systematyczne wzorce zmienności objawów z aktywnością mózgu.
Obecny protokół wykorzystuje NeuroPace Responsive Neurostimulation System (RNS)13,23. Procedury mające na celu określenie optymalnego miejsca (miejsc) stymulacji i parametrów wykraczają poza zakres niniejszego protokołu. Jednak możliwości stymulacyjne danego urządzenia są ważne do rozważenia przy projektowaniu neurostymulacji w pętli zamkniętej. W przypadku urządzenia używanego w tym protokole stymulacja jest kontrolowana prądem i dostarczana między anodą (anodami) a katodą (katodomi). Jako anodę (anody) lub katodę (katodę) można wybrać jeden lub więcej styków elektrod lub Can (wszczepialny neurostymulator [INS]). Częstotliwość stymulacji (1-333,3 Hz), amplituda (0-12 mA), szerokość impulsu (40-1000 μs na fazę) i czas trwania (10-5000 ms, na stymulant) są wstępnie zaprogramowane. Wcześniejsze parametry można ustawić niezależnie dla maksymalnie pięciu terapii stymulacyjnych; Terapie te są dostarczane sekwencyjnie, jeśli kryteria wykrywania są nadal spełnione. Nie jest możliwe jednoczesne dostarczanie wielu fal stymulacji (np. nie można jednocześnie dostarczać dwóch różnych częstotliwości stymulacji). Kształt fali stymulacyjnej jest symetryczną dwufazową falą prostokątną i nie można jej zmienić.

<table><tbody><tr><td>Przewód głębokościowy</td><td>Neuropace</td><td>DL-330-3,5</td><td>długość 30 cm, rozstaw styków 3,5 mm</td></tr><tr><td>Przewód głębokościowy</td><td>Neuropace</td><td>DL-330-10</td><td>długość 30 cm, rozstaw styków 10 mm</td></tr><tr><td>Przewód głębokościowy</td><td>Neuropace</td><td>DL-344-3,5</td><td>długość 44 cm, rozstaw styków 3,5 mm</td></tr><tr><td>Przewód głębokościowy</td><td>Neuropace</td><td>DL-344-10</td><td>długość 44 cm, rozstaw styków 10 mm</td></tr><tr><td>Czapka z rzepem</td><td>Samodzielny montaż</td><td>NA</td><td>Opcjonalny</td></tr><tr>projekt<td>Jupyter Notebook</td><td>Jupyter</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Magnet</td><td>Neuropace</td><td>M-01</td><td></td></tr><tr><td>Programator</td><td>Neuropace</td><td>PGM-300</td><td>Tablet kliniczny</td></tr><tr><td>Python 3.10</td><td>Python</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Zdalny monitor</td><td>Neuropace</td><td>5000</td><td>Laptop pacjenta&nbsp;</td></tr><tr><td>Responsywny System Neurostymulacji (RNS)&nbsp;</td><td>Różdżka Neuropace</td><td>RNS-320</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Neuropace</td><td>W-02</td><td></td></tr></tbody></table>

neurostymulacja w pętli zamkniętej w spersonalizowanym leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartych na biomarkerach

Closed-Loop Neurostimulation for Biomarker-Driven, Personalized Treatment of Major Depressive Disorder

Głęboka stymulacja mózgu polega na podawaniu stymulacji elektrycznej do wybranych obszarów mózgu w celu uzyskania korzyści terapeutycznych. W kontekście dużego zaburzenia depresyjnego (MDD) większość dotychczasowych badań obejmowała stymulację ciągłą lub w otwartej pętli z obiecującymi, ale mieszanymi wynikami. Jednym z czynników przyczyniających się do tych mieszanych wyników może być moment zastosowania stymulacji. Podawanie stymulacji specyficzne dla stanów nasilenia objawów w sposób spersonalizowany i responsywny może być bardziej skuteczne w zmniejszaniu objawów w porównaniu z ciągłą stymulacją i może uniknąć zmniejszenia efektów terapeutycznych związanych z habituacją. Dodatkowo, krótszy całkowity czas stymulacji w ciągu dnia jest korzystny dla zmniejszenia zużycia energii przez urządzenie. Protokół ten opisuje eksperymentalny przebieg pracy przy użyciu przewlekle wszczepionego urządzenia do neurostymulacji w celu uzyskania stymulacji w pętli zamkniętej u osób z opornym na leczenie MDD. Paradygmat ten opiera się na określeniu specyficznego dla pacjenta biomarkera neuronalnego, który jest związany ze stanami wysokich objawów i zaprogramowaniu detektorów urządzenia w taki sposób, aby stymulacja była wyzwalana przez ten odczyt stanu objawów. Opisane procedury obejmują sposób uzyskiwania nagrań neuronowych zbieżnych z raportami o objawach pacjenta, jak wykorzystać te dane w podejściu modelu przestrzeni stanów do różnicowania stanów o niskich i wysokich objawach oraz odpowiadających im cech neuronalnych, a także jak następnie zaprogramować i dostroić urządzenie, aby dostarczało terapię stymulacji w pętli zamkniętej.

Dane zebrane i zaprezentowane w niniejszej pracy pochodzą od jednego pacjenta, u którego wszczepiono elektrody czterokanałowe w prawą korę oczodołowo-czołową (OFC) oraz prawą część podkolanową zakrętu obręczy (SGC) (Rysunek 1). W przypadku OFC zastosowano elektrodę o rozstawie kontaktów 10 mm (od środka do środka), aby objąć zarówno przyśrodkowe, jak i boczne obszary, natomiast w przypadku SGC użyto elektrody o rozstawie 3,5 mm w celu uzyskania bardziej skoncentrowanego przestrzennie pokryci...

Głęboka stymulacja mózgu wywołana przez specyficzny dla pacjenta biomarker neuronalny o wysokim poziomie objawów może lepiej kontrolować objawy dużego zaburzenia depresyjnego w porównaniu do ciągłej, otwartej stymulacji. Protokół ten zapewnia przepływ pracy w celu identyfikacji specyficznego dla pacjenta biomarkera neuronalnego i kontrolowania dostarczania stymulacji terapeutycznej w oparciu o zidentyfikowany biomarker.

Neurostymulacja w pętli zamkniętej w spersonalizowanym leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartych na biomarkerach

Deep brain stimulation involves the administration of electrical stimulation to targeted brain regions for therapeutic benefit. In the context of major ...

Oceniamy korzyści terapeutyczne płynące ze spersonalizowanej głębokiej stymulacji mózgu w pętli zamkniętej w leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych. Protokół ten określa, jak zidentyfikować spersonalizowany biomarker neuronalny, który jest skorelowany z nasileniem objawów, a następnie zaprogramować wszczepiony neurostymulator do podawania stymulacji przy użyciu tego biomarkera. Wcześniejsze zastosowania głębokiej stymulacji mózgu w leczeniu depresji wykorzystywały ciągłą stymulację, która była zawsze włączona, niezależnie od stanu objawów.Protokół ten opisuje stosowanie stymulacji w pętli zamkniętej, w której dostarczamy stymulację tylko w stanach o wysokich objawach. Nieustanne prace nad identyfikacją biomarkerów do kontroli stymulacji w pętli zamkniętej ułatwią podejście, w którym będziemy mogli skupić się na unikalnych przebiegach czasowych różnych objawów.

closed-loop-neurostimulation-for-biomarker-driven-personalized

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Źródło: Sellers, K. K. i wsp. Neurostymulacja w pętli zamkniętej w spersonalizowanym leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartych na biomarkerach. J. Vis. Exp. (2023)Ten film przedstawia procedurę konfiguracji systemu i rejestrowania danych w celu wsparcia wykrywania biomarkerów specyficznych dla pacjenta i dostarczania neurostymulacji w leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych.

Konfiguracja systemu neurostymulacji i zbieranie objawów w celu spersonalizowanego leczenia depresji

Tutaj prezentujemy protokół opisujący metodologię leczenia dużych zaburzeń depresyjnych za pomocą systemu głębokiej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (dTMS).

Leczenie depresji klinicznej za pomocą powtarzalnej głębokiej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej za pomocą cewki Brainsway H1

Stymulacja nerwu błędnego (VNS) okazała się skuteczna jako leczenie wspomagające depresję oporną na leczenie (TRD). VNS prowadzi do działania przeciwdepresyjnego i przeciwsamobójczego oraz poprawy jakości życia. Protokół ten zawiera przewodnik krok po kroku dotyczący zarządzania i dostosowywania stymulatora nerwu błędnego w celu skutecznego leczenia TRD.

Stymulacja nerwu błędnego jako wspomagające narzędzie neurostymulacji w depresji opornej na leczenie

Obecny protokół opisuje zastosowanie powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (rTMS), gdzie subregion grzbietowo-bocznej kory przedczołowej (DLPFC) z najsilniejszą funkcjonalną antykorelacją z subgenualną przednią korą obręczy (sgACC) był zlokalizowany jako cel stymulacji przy pomocy systemu neuronawigacji opartego na fMRI.

Zindywidualizowane leczenie depresji rTMS przy użyciu metody celowania opartej na fMRI

Protokół ten stanowi przewodnik po precyzyjnym i skoncentrowanym na pacjencie stosowaniu powtarzającej się przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w leczeniu opornej na leczenie depresji dużej depresji. Podano szczegóły dotyczące procedur precyzyjnej lokalizacji cewek, regulowanego dawkowania bodźca, rygorystycznych środków bezpieczeństwa oraz strategii maksymalizujących komfort, powtarzalność i długoterminową skuteczność kliniczną na sesjach ostrych i utrzymających.

Konwencjonalna, powtarzająca się przezczaszkowa stymulacja magnetyczna w leczeniu depresji: protokół krok po kroku

Protokół ten opisuje sposób pracy wykonywanej przez robotycznie sterowaną terapię magnetyczną stymulacji przezczaszkowej w leczeniu depresji opornej na leczenie. Kliniczne wdrożenie z wykorzystaniem tego protokołu jest wykonalne, a wyniki otwartej etykiety potwierdzają skuteczność tego podejścia w realnych warunkach.

Robotycznie dostarczana spersonalizowana terapia stymulacją magnetyczną przezczaszki w leczeniu depresji opornej na leczenie

Wykorzystujemy interfejs maszyna-mucha w pętli zamkniętej do badania ogólnych zasad kontroli neuronalnej.

Platforma eksperymentalna do badania wydajności interfejsów mózg-maszyna w pętli zamkniętej

Niniejsza prezentacja wideo przedstawia metodę pozyskiwania dwóch najważniejszych, silnie unaczynionych struktur wspierających funkcje przedmózgowia. Są to naczynia powierzchniowe kory mózgowej wraz z powiązanymi z nimi oponami (MAV) oraz sploty naczyniowe, które są niezbędne dla przepływu krwi mózgowej i homeostazy płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF).

Wizualny opis sekcji naczyń powierzchniowych mózgowia oraz powiązanych opon mózgowych i splotów naczyniowych z mózgu szczura

Inhibicyjne presynaptyczne GABAergiczne jest potężnym mechanizmem hamującym w rdzeniu kręgowym, ważnym dla integracji sygnałów motorycznych i czuciowych w sieciach rdzenia kręgowego. Podstawową pierwotną depolaryzację aferentną można zmierzyć poprzez rejestrację potencjałów korzenia grzbietowego (DRP). Tutaj demonstrujemy metodę rejestracji in vivo DRP u myszy.

Pomiar rdzeniowego hamowania presynaptycznego u myszy za pomocą zapisu potencjału korzenia grzbietowego in vivo

Protokoły zamkniętej pętli stają się coraz bardziej powszechne we współczesnej elektrofizjologii. Przedstawiamy prosty, wszechstronny i niedrogi sposób wykonywania złożonych protokołów elektrofizjologicznych w korowych neuronach piramidowych in vitro, przy użyciu komputera stacjonarnego i cyfrowej płytki akwizycyjnej.

Elektrofizjologia w czasie rzeczywistym: wykorzystanie protokołów zamkniętej pętli do badania dynamiki neuronów i nie tylko

Poznaj metodę neurostymulacji w pętli zamkniętej w leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartą na indywidualnych biomarkerach neuronalnych. Ta technika umożliwia dostarczanie impulsów wyłącznie w okresach nasilonych objawów.

Neurostymulacja w pętli zamkniętej w spersonalizowanym leczeniu dużych zaburzeń depresyjnych opartych na biomarkerach

Przeglądaj więcej filmów