必须根据每位患者的临床表现进行量身定制。许多因素都有助于取得积极的 DBS 效果,包括精心选择患者、放置导线和有效编程(6)。只有 DBS 编程可以在患者植入后进行修改,因此,DBS 编程在改善临床结果方面起着至关重要的作用(7)。尽管如此,30 年来,编程一直是一个手动且耗时的过程,需要训练有素且经验丰富的临床医生才能使每位患者获得最大的治疗效果(8、9)。在随访期间通常会组织其他课程来处理刺激引起的副作用(例如,言语问题和刺激引起的运动障碍)或潜在帕金森病的恶化。虽然这些重新编程课程的效用已得到充分证实,但尚无指导方针,而且大多数这些变化依赖于少数开放标签研究的结果(10-12)。事实上,尽管DBS已应用近三十年,但目前仍缺乏系统的编程协议,导致刺激调整不一致且效率低下,以及患者多次或不必要的就诊。本中心利用图像重建技术重建核和电极,并以此指导编程,取得了满意的效果。
摘要 脑信号解码有望在临床脑机接口 (BCI) 的发展中取得重大进展。在帕金森病 (PD) 中,目前已有首个用于自适应深部脑刺激 (DBS) 的双向 BCI 植入物。脑信号解码可以扩展自适应 DBS 的临床实用性,但神经源、计算方法和 PD 病理生理对解码性能的影响尚不清楚。这代表了未来神经技术发展中尚未满足的需求。为了解决这个问题,我们开发了一种基于术中感觉运动皮层电图 (ECoG) 和丘脑底 LFP 的侵入性脑信号解码方法来预测 11 名接受 DBS 的 PD 患者的握力(一种代表性的运动解码应用)。我们证明 ECoG 优于丘脑底 LFP,可准确解码握力。梯度增强决策树 (XGBOOST) 优于其他模型架构。基于 ECoG 的解码性能与运动障碍呈负相关,这可归因于运动准备和运动期间的丘脑底 β 爆发。这凸显了帕金森病病理生理对神经编码运动活力能力的影响。最后,我们开发了一种连接组分析,可以通过使用患者的连接组指纹来预测患者个体 ECoG 通道的握力解码性能。我们的研究为侵入性脑信号解码提供了一个神经生理学和计算框架,以帮助开发个性化的智能自适应 DBS 精准医疗方法。
对丘脑底核或苍白球进行深部脑刺激 (DBS) 是治疗帕金森病 (PD) 的既定方法,可显著持久地改善运动症状。然而,DBS 对 PD 步态障碍的益处仍存在争议,并且可能导致患者不满和生活质量低下。PD 步态障碍包含多种临床表现,并依赖于不同的病理生理基础。虽然 DBS 手术多年后出现的步态障碍可能与病情进展有关,但早期步态障碍可能是可治疗的原因和 DBS 重编程的益处所致。在这篇综述中,我们通过讨论其神经生理学基础、提供详细的临床特征并提出一种实用的编程方法来支持其管理,来解决接受 DBS 的 PD 患者的步态障碍问题。
多年来,表观遗传学,尤其是 RNA 分子研究吸引了从事癌症等复杂疾病研究的研究人员的关注。最近,这一领域也引起了那些研究神经退行性疾病和病症的人的兴趣。我们已经确定了一种调节突触核蛋白的长链非编码 RNA,通过对它的研究,我们能够对它参与的细胞过程,特别是细胞衰老和突触核蛋白参与的病因遗传机制(突触核蛋白病)有了新的认识。α-突触核蛋白 (-syn) 是由 SNCA 基因编码的 14 kDa 小蛋白。它的病理意义是显而易见的,因为它是路易氏体的主要成分,路易氏体是帕金森病 (PD) 和那些被定义为突触核蛋白病的神经系统疾病的关键标志 [1]。人们对其生理作用知之甚少,尽管研究表明该蛋白在突触和突触传递中的作用
结果:远程编程组27例患者共接受36次远程编程,4例患者在编程过程中出现轻微不良事件,不良事件在1周内消失。满意度问卷显示97.3%的患者对手术效果满意。远程编程组患者(88.9%)在DBS术后接受长期编程的可能性高于门诊编程组患者(74.5%)。两组编程组的帕金森病症状均得到改善。远程编程组大多数(18/27)患者居住在编程中心以外,而门诊编程组大多数(27/47)患者居住在编程中心所在地武汉(P=0.046)。远程编程组每例患者每次编程费用为43.5美元,门诊编程组每例患者每次编程费用为59.5美元(56~82.7美元)(P<0.001)。远程编程组每次就诊的中位时间成本为 30 分钟(25–30),门诊编程组每次就诊的中位时间成本为 150 分钟(135–270.0)(P < 0.001)。
未经同行评审认证)是作者/资助者。保留所有权利。未经许可不得重复使用。此预印本的版权所有者(此版本于 2022 年 4 月 19 日发布。;https://doi.org/10.1101/2021.04.24.441207 doi:bioRxiv preprint
结果:测量不同脑干结构的内部和内部可靠性显示出良好至优秀的可靠性(组内相关系数 = 0.785 – 0.988)。脑桥面积、小脑中脚和小脑上脚宽度、中脑与脑桥比值和 MRPI 存在显著的性别差异(全部,P ,.001;Cohen D = 0.44 – 0.98),但中脑面积无差异(P = .985)。在男女两性中,几项脑干测量值与年龄、身高、体重和身体质量指数之间存在显著的非常弱至弱相关性。然而,没有发现由这些变量引起的分布的系统性差异,并且由于年龄具有最高和最一致的相关性,因此创建了脑干测量的年龄/性别特定百分位数。
序列效应在帕金森病中随时间推移而恶化,并对开环和闭环丘脑底核深部脑刺激有反应 Yasmine Kehnemouyi a,b *、Matthew Petrucci a,b *、Kevin Wilkins a、Helen Bronte-Stewart a,ca 斯坦福大学医学院,神经病学和神经科学系,b 斯坦福大学工程学院,生物工程系 c 斯坦福大学医学院,神经外科系,斯坦福,加利福尼亚州,美国 *与第一作者贡献相同
*. 作者贡献相同摘要背景:丘脑底局部场电位 (LFP) 中的 β 波段活动与帕金森病 (PD) 症状严重程度相关,并且是自适应深部脑刺激 (aDBS) 的治疗目标和反馈信号。虽然 PD 患者临床相关的 β 波动在较短的时间尺度上和临床中得到了很好的描述,但在临床环境之外,尚不清楚 β 活动如何围绕昼夜周期演变。目的:表征接受连续高频 DBS 的 PD 患者 β 幅度的昼夜波动。方法:我们在高频 DBS 期间对植入 Percept DBS 设备的 PD 患者进行了丘脑底 β 功率的慢性记录(34±13 天),并分析了其昼夜特性。为了研究非频率特定效应和伪影的影响,我们比较了 β 与对侧 θ 幅度,并记录了各种运动过程中的 LFP。结果:β 功率具有很强的 24 小时周期性,一天中的时间解释了所有长期 β 功率记录中 41±9% 的方差(所有患者的 p<0.001)。对于所有患者,β 活动在白天较高,在夜间降低。β 活动不能完全由 theta 活动解释,并且可以显示独立的昼夜调节。运动伪影影响记录的 LFP,影响频带功率估计,并且可能导致某些患者的昼夜模式。结论:aDBS 需要适应 β 幅度的昼夜波动,以防止刺激不理想,尤其是在夜间。需要仔细筛选和/或减轻运动伪影,以确保信号适合自适应刺激或神经生理学研究。利益冲突声明 JJvR、LKF、JLB、VM 和 AS 无需声明。 AAK 声明她是波士顿科学公司和美敦力公司的顾问委员会成员,并曾获得波士顿科学公司、美敦力公司、Teva 公司和益普生公司的报酬。TD 拥有 Bioinduction Ltd 的股份,是 Cortec Neuro 和 Synchron 公司的顾问,并曾获得美敦力公司的报酬。
帕金森病患者丘脑底核动力学的破坏会导致行走障碍。在此,我们旨在揭示丘脑底核编码帕金森病患者功能性和功能障碍性行走的原理。我们设计了一个神经机器人平台,使我们能够在控制良好的条件下解构行走的关键组成部分。我们在 18 名帕金森病患者身上利用了这个平台,这使我们能够证明丘脑底核编码腿部肌肉激活的开始、终止和活力。我们发现相同的基本原理决定了行走的编码。我们将这种理解转化为机器学习框架,该框架可以解码肌肉激活、行走状态、运动活力和步态冻结。这些结果揭示了丘脑底核动力学编码行走的关键原理,从而有可能利用这些信号操作神经假体系统,以改善帕金森病患者的行走能力。