NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Çeşitli bozukluklar patolojik beyin salınımları ile ilgilidir. Parkinson hastalığı durumunda, düşük frekanslı salınımlar (özellikle beta bandında, 13-30 Hz) motor semptomlarla ilişkilidir. Bu salınımların parkinsonian motor semptomlarının nedeni olup olmadığı hala tartışılmaktadır. Bu beta salınımlarının seçici olarak bozulmasını sağlayan tekniklerin geliştirilmesi, altta yatan mekanizmaların anlaşılmasına katkıda bulunabilir ve tedaviler için kullanılabilir. Özellikle çekici bir teknik Derin Beyin Stimülasyonudur (DBS). Klinik elektriksel DBS ile, elektrik akımları Parkinson hastalığı durumunda potansiyel olarak heterojen nöronlardan (STN) yapılmış bir bölgeye yüksek frekansta iletilir. Daha da çekici olan, optogenetikli DBS'dir, bu şimdiye kadar hem gen transferi hem de derin beyin ışığı iletimini kullanan ve verilen bir sinir ağı ölçeğinde nöromodülasyonu sağlayan bir klinik öncesi yöntemdir. Bu çalışmada, STN ve harici Globus Pallidus'un (GPe) gecikmiş sinirsel alan modellerine, silico'da optogenetik ile bu sürekli salınımları bozmak için bir kapalı döngü stimülasyon stratejisi geliştirmek, teorik olarak doğrulamak ve test etmek için güveniyoruz. İlk olarak, sürekli salınımların STN'nin ölçülen aktivitesi ile orantılı bir kapalı döngü stimülasyonu ile zayıflatılabileceği teorik koşulları sağlamak için kontrol teorisinden gelen araçlara güveniyoruz. İkincisi, bu teorik çerçeveye dayanarak, önerilen kapalı döngü uyarımının, fotosensitizasyon STN nöronlarının sadece% 50'sini etkili bir şekilde etkilediği durumlarda bile, sürekli salınımları etkili bir şekilde zayıflattığını sayısal olarak gösteriyoruz. Ayrıca, tüm STN popülasyonu için aynı ışık kaynağı kullanıldığında salınımların bozulmasının sağlanabileceğini simülasyonlar aracılığıyla da gösteriyoruz. Sonunda önerilen stratejinin sağlamlığını olası satın alma ve işleme gecikmelerine ve ayrıca parametreler belirsizliğine karşı test ediyoruz.
Özgün kaynak özetini okuyun
Several disorders are related to pathological brain oscillations. In the case of Parkinson's disease, sustained low-frequency oscillations (especially in the β-band, 13-30 Hz) correlate with motor symptoms. It is still under debate whether these oscillations are the cause of parkinsonian motor symptoms. The development of techniques enabling selective disruption of these β-oscillations could contribute to the understanding of the underlying mechanisms, and could be exploited for treatments. A particularly appealing technique is Deep Brain Stimulation (DBS). With clinical electrical DBS, electrical currents are delivered at high frequency to a region made of potentially heterogeneous neurons (the subthalamic nucleus (STN) in the case of Parkinson's disease). Even more appealing is DBS with optogenetics, which is until now a preclinical method using both gene transfer and deep brain light delivery and enabling neuromodulation at the scale of one given neural network. In this work, we rely on delayed neural fields models of STN and the external Globus Pallidus (GPe) to develop, theoretically validate and test in silico a closed-loop stimulation strategy to disrupt these sustained oscillations with optogenetics. First, we rely on tools from control theory to provide theoretical conditions under which sustained oscillations can be attenuated by a closed-loop stimulation proportional to the measured activity of STN. Second, based on this theoretical framework, we show numerically that the proposed closed-loop stimulation efficiently attenuates sustained oscillations, even in the case when the photosensitization effectively affects only 50% of STN neurons. We also show through simulations that oscillations disruption can be achieved when the same light source is used for the whole STN population. We finally test the robustness of the proposed strategy to possible acquisition and processing delays, as well as parameters uncertainty.
Bilimsel değerlendirme
Araştırma sorusu
Sorunun kapsamı orijinal çalışma üzerinden değerlendirilir.
Yöntem ve örneklem
Çalışma tasarımı ve örneklem için kaynak makaleyi kontrol edin.
Temel bulgular
Bu kayıt için editoryal olarak onaylanmış bulgu özeti henüz yayımlanmadı.
Sınırlılıklar
Sonuçların genellenebilirliği, yanlılık ve klinik anlamı ayrıca incelenmelidir.
Bibliyografik veriden yöntem, örneklem veya klinik sonuç çıkarımı yapılmaz.