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利用深部脑刺激治疗帕金森病的步态障碍
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。
STN 和 GPi-深部脑刺激治疗原发性颈椎病...
摘要 目的：评价深部脑刺激（DBS）治疗原发性颈肌张力障碍（CD）的安全性和有效性，并比较STN（丘脑底核）-DBS和GPi（苍白球内侧）-DBS的差异。 研究设计：实验研究。 研究地点和持续时间：首都医科大学附属北京天坛医院神经外科，北京，中国，2012年1月至2021年12月。 方法：本研究根据多伦多西方痉挛性斜颈量表（TWSTRS）分析了DBS对34例原发性颈肌张力障碍（CD）患者的影响。 其中包括15例STN-DBS病例和19例GPi-DBS病例，在基线和最后一次随访时收集TWSTRS评分。 还记录了刺激参数和不良事件。结果：平均随访时间为 42.77±27.46 个月。所有患者的 TWSTRS 总分均显著提高（p < 0.001），STN-DBS 组和 GPi-DBS 组之间没有显著差异（p = 0.481）。GPi 组的刺激幅度高于 STN 组（p < 0.001）。不良事件包括 STN-DBS 组 1 例电极断裂，14 例患者（STN-DBS 组 12 例，GPi-DBS 组 2 例）出现轻度运动障碍，4 例患者（STN-DBS 组 1 例，GPi-DBS 组 3 例）出现其他刺激相关并发症。所有刺激相关并发症均可通过调整参数进行控制。结论：DBS可明显改善原发性CD患者症状，STN-DBS与GPi-DBS疗效无明显差异，具有良好的远期疗效和手术安全性。
丘脑深部脑刺激治疗痉挛性发声障碍
背景：内收肌痉挛性发声障碍 (SD) 是一种导致说话困难的声带肌张力障碍。目前的标准治疗方法是反复注射肉毒杆菌毒素以削弱内收肌。我们试图用一种新疗法——深部脑刺激 (DBS) 来改善 SD 的潜在神经原因。目的：通过 I 期试验评估 DBS 在 SD 中的安全性并量化任何益处的大小。方法：六名患者接受了左腹中间核 (Vim) 丘脑 DBS，并被随机分配接受 3 个月的盲法 DBS“开”或“关”，然后进行交叉治疗。主要结果是盲法期间的生活质量和声音质量。患者继续接受开放式 DBS“开”。次要结果是治疗前和 1 年后的认知、情绪和生活质量比较。此试验已在 ClinicalTrials.gov 注册（NCT02558634）。结果：无并发症。每位患者报告称，在盲法 DBS“开启”和“关闭”时，生活质量均有所改善（P = 0.07），声音质量也有所改善（P = 0.06）。由于样本量较小，这种趋势没有达到统计学意义。次要结果显示，1 年后认知、情绪和生活质量均无差异。结论：这项 I 期随机对照试验证实，DBS 可安全地用于 SD 患者。尽管样本量较小，但盲法 DBS 显示出改善生活质量和客观声音质量的强烈趋势。小脑回路，而不是苍白球回路，似乎对声带的运动控制至关重要。
远程控制非人类灵长类动物深部脑区域的药物释放
在特定区域选择性释放药物将使许多科学和医学领域受益。通过聚焦超声（远程应用的深度穿透能量）激活的纳米颗粒药物载体可提供此类选择性干预。在这里，我们开发了稳定的、超声响应的纳米颗粒，可用于在非人类灵长类动物中有效和安全地释放药物。纳米颗粒用于在深层大脑视觉区域释放丙泊酚。释放可逆地调节受试者的视觉选择行为，并且特定于目标区域和释放的药物。钆增强 MRI 成像显示血脑屏障完好无损。血液抽取显示正常的临床化学和血液学。总之，这项研究提供了一种安全有效的方法，可以在选定的深层大脑区域按需释放药物，其剂量足以调节行为。
帕金森病患者接受深部脑刺激后的生存率和医疗保健应用
摘要：目的：比较接受深部脑刺激 (DBS) 的帕金森病 (PD) 患者与对照组的长期生存率，并检查 DBS 是否与跌倒伤害、长期护理和家庭护理的差异有关。方法：使用行政健康数据（加拿大安大略省），我们检查了 1997 年至 2012 年期间确诊为 PD 的一组个体中的 DBS 结果。接受 DBS 的患者与非 DBS 对照组按年龄、性别、PD 诊断日期、患 PD 时间和倾向评分进行匹配。使用对数秩检验和边际 Cox 比例风险回归比较组间生存率。累积发生率函数曲线和边际亚分布风险模型用于评估 DBS 对跌倒、长期护理入院和家庭护理使用的影响，以死亡作为竞争风险。结果：有 260 名 DBS 接受者与 551 名对照者相匹配。与对照组相比，接受 DBS 治疗的患者并未获得显著的生存优势（对数秩检验 p = 0.50；HR：0.89，95% CI：0.65 – 1.22）。在年龄 < 65 岁的患者中，接受 DBS 治疗的患者死亡风险显著降低（HR：0.49，95% CI：0.28 – 0.84）。与对照组相比，接受 DBS 治疗的患者更有可能接受跌倒护理（HR：1.56，95% CI：1.19 – 2.05）和家庭护理（HR：1.59，95% CI：1.32 – 1.90），而两组之间的长期护理入院率相似。结论：接受 DBS 治疗可能会提高接受 DBS 治疗的年轻 PD 患者的生存率。未来的研究应该检验生存优势是否可以归因于对 PD 的影响或影响死亡率的合并症的缺失。
基于模型的强化学习闭环深部脑刺激控制器设计
摘要 — 目前，帕金森病 (PD) 在美国影响着大约 100 万人。深部脑刺激 (DBS) 是一种针对 PD 运动症状的外科治疗，通过向大脑的基底神经节 (BG) 区域提供电刺激。现有的商用 DBS 设备仅采用基于固定频率周期脉冲的刺激。虽然这种周期性高频 DBS 控制器可以有效缓解 PD 症状，但它们在能耗方面非常低效，并且这些电池供电设备的使用寿命仅限于 4 年。此外，固定高频刺激可能会产生副作用，例如言语障碍。因此，需要超越 (1) 固定刺激脉冲控制器和 (2) “一刀切”的与患者无关的治疗方法，以提供节能且有效（就缓解 PD 症状而言）的 DBS 控制器。在本研究中，我们引入了一种基于深度强化学习 (RL) 的方法，该方法可以得出特定于患者的 DBS 模式，这些模式既能有效减少基于模型的 PD 症状代理，又能节省能源。具体而言，我们将 BG 区域建模为马尔可夫决策过程 (MDP)，并将状态和动作空间分别定义为 BG 区域中神经元的状态和刺激模式。此后，我们在状态空间上定义奖励函数，并将学习目标设置为在有限范围内（即治疗持续时间）最大化累积奖励，同时限制平均刺激频率。我们使用实现生理相关基底神经节模型 (BGM) 的 Brain-on-Chip (BoC) FPGA 平台评估我们方法的性能。我们表明，我们基于 RL 的 DBS 控制器在能源效率方面明显优于现有的固定频率控制器（例如，比普通周期控制器节省 70% 的能源），同时适当减少了基于模型的 PD 症状代理。
远程控制非人类灵长类动物深部脑区域的药物释放
在特定区域选择性释放药物将使许多科学和医学领域受益。聚焦超声激活的纳米颗粒药物载体（远程应用的深度穿透能量）可以提供此类选择性干预。在这里，我们开发了稳定的超声响应纳米颗粒，可用于在非人类灵长类动物中有效安全地释放药物。纳米颗粒用于在深层大脑视觉区域释放丙泊酚。释放可逆地调节受试者的视觉选择行为，并且特定于目标区域和释放的药物。钆增强磁共振成像显示血脑屏障完好无损。抽血显示临床化学和血液学正常。总之，这项研究提供了一种安全有效的方法，可以在选定的深层大脑区域按需释放药物，其水平足以调节行为。
一种用于神经康复的新型深部脑刺激方法
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远程控制非人类灵长类动物深部脑区域的药物释放
图 1. 超声触发非人类灵长类动物深部脑区纳米粒子载体的药物释放。A) 概念。远程应用聚焦超声能够选择性地从纳米粒子载体中释放药物，特别是在其焦点处。B) 纳米粒子配方。纳米粒子由高沸点的全氟碳 (PFC)——全氟辛基溴化物组成。全氟辛基溴化物赋予纳米粒子高稳定性和生物安全性 [20-22]。纳米粒子使用聚乙二醇/聚乳酸共聚物基质进一步稳定。C) 执行任务的 NHP 深部脑回路中的超声控制释放。256 元件超声换能器阵列 [25,26] 以编程方式将超声波传送到 NHP 的深部脑区，从而能够在特定脑区选择性释放药物。该阵列安装在植入的头柱中，以确保换能器相对于头部在每次治疗中的可重复定位。 D) 视觉选择任务。一个目标出现在屏幕左侧，另一个出现在屏幕右侧，两个目标之间有短暂的、可控的延迟。受试者看向首先出现的目标。E) 使用 MRI 测温法验证超声对左侧和右侧外侧膝状体 (LGN) 的定位。F) 大脑半球特定表示。左/右 LGN 将有关右/左视觉半场的视觉信息传递到初级视觉皮层。G) 3 分钟基线 (棕色) 和右侧 LGN 中释放异丙酚 (红色) 后 3 分钟期间的心理测量曲线示例。数据采用 S 形曲线拟合。此后，释放后的选择偏差被量化为在基线期间建立的同等偏好点的选择比例 (黑色箭头)。
苯二氮卓类药物对深部脑活动有何影响......
方法：在丘脑腹侧口前/后 (VoaVop)、腹侧中间 (VIM) 和腹侧前 (VA) 亚核以及苍白球内核 (GPi) 和丘脑底核 (STN) 进行 DBS 记录。进行诱发电位 (EP) 和频域分析以确定与对照条件 (非 BDZ) 相比 BDZ 对神经活动的影响。研究招募了三名接受 BDZ 治疗并接受深部电极评估以进行临床靶向治疗的肌张力障碍男性儿科患者。以 25 和 55 Hz 频率施加刺激，并通过一对外部立体脑电图 (sEEG) 电极同时收集记录。在基线和临床施用 BDZ 后比较 EP 幅度和刺激对活动频谱的影响。