NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Son zamanlarda, yürüyüş donmasından muzdarip Parkinson hastalığı (PD) hastalarında bisiklet sürme yeteneğinin şaşırtıcı bir şekilde korunduğu gösterilmiştir. Bisiklete binme ayrıca bazı ön başarı ile PD semptomlarını tedavi etmek için terapötik bir araç olarak önerilmiştir. Ancak bu fenomenlerin arkasındaki sinir mekanizmaları henüz anlaşılamamıştır. Bunun nedenlerinden biri, pedallama sırasında nöronal aktivitenin araştırılmasının şimdiye kadar, analizin zamansal çözünürlüğünü kısıtlayan PET ve fMRI çalışmaları ile sınırlı olması ve EEG'nin kafa derisinin kortikal aktivasyona odaklanmasıdır. Bununla birlikte, bazal gangliyon gibi daha derin beyin yapıları da bisiklet gibi gönüllü motor hareketlerinin kontrolü ile ilişkilidir ve PD'den etkilenir. PD hastalarında tedavi için implante edilen derin beyin stimülasyonu (DBS) elektrotları, çok yüksek temporal çözünürlükle bazal gangliya aktivitesini doğrudan kaydetmek için nadir ve benzersiz erişim sağlar. Bu makalede, PD hastalarında bazal gangliya yerel alan potansiyellerinin (LFP'ler) ve kafa derisi EEG'nin altında yatan bisikletin kombine araştırılmasına izin veren deneysel bir kurulum sunuyoruz. Kurulumun ana kısmı, ticari olarak temin edilebilen bir ergometreye monte edilmiş klasik Hollanda tarzı bir bisiklet çerçevesinden oluşan bir bisiklet simülatörüdür. Pedal direnci, özel yazılımlar tarafından gerçek zamanlı olarak kontrol edilebilir ve pedal konumu, optik ve manyetik sensörler kullanılarak özel Arduino tabanlı elektronikler tarafından sürekli olarak izlenir. Taşınabilir bir biyoamplifikatör, pedal pozisyon sinyalini, diz açısını ve ayak basıncını EEG, EMG ve bazal ganglia LFP'lerle birlikte kaydeder. Bir gidon monteli ekran, mevcut ve hedef pedallama oranı da dahil olmak üzere bisiklet simülatörüne binen hastalar için ek bilgi sağlar. Kurulumun yararını göstermek için pilot kayıtlardan örnek veriler gösterilir. Sunulan deneysel kurulum, sadece bisiklet sürerken değil, DBS tedavisi gören hastalarda diğer hareket görevleri sırasında da bazal gangliya aktivitesini doğrudan kaydetmeyi sağlar. Böylece, bisiklet sürme ve yürümeyi karşılaştıran çalışmaları kolaylaştırabilir, PD hastalarının neden yürüyüşte şiddetli donmasına rağmen bisiklet kullanma yeteneğini sıklıkla koruduğunu açıklayabilir. Dahası, bisikletin terapötik faydaları olabileceği mekanizmanın açıklığa kavuşturulmasına yardımcı olabilir.
Özgün kaynak özetini okuyun
Recently, it has been demonstrated that bicycling ability remains surprisingly preserved in Parkinson's disease (PD) patients who suffer from freezing of gait. Cycling has been also proposed as a therapeutic means of treating PD symptoms, with some preliminary success. The neural mechanisms behind these phenomena are however not yet understood. One of the reasons is that the investigations of neuronal activity during pedaling have been up to now limited to PET and fMRI studies, which restrict the temporal resolution of analysis, and to scalp EEG focused on cortical activation. However, deeper brain structures like the basal ganglia are also associated with control of voluntary motor movements like cycling and are affected by PD. Deep brain stimulation (DBS) electrodes implanted for therapy in PD patients provide rare and unique access to directly record basal ganglia activity with a very high temporal resolution. In this paper we present an experimental setup allowing combined investigation of basal ganglia local field potentials (LFPs) and scalp EEG underlying bicycling in PD patients. The main part of the setup is a bike simulator consisting of a classic Dutch-style bicycle frame mounted on a commercially available ergometer. The pedal resistance is controllable in real-time by custom software and the pedal position is continuously tracked by custom Arduino-based electronics using optical and magnetic sensors. A portable bioamplifier records the pedal position signal, the angle of the knee, and the foot pressure together with EEG, EMG, and basal ganglia LFPs. A handlebar-mounted display provides additional information for patients riding the bike simulator, including the current and target pedaling rate. In order to demonstrate the utility of the setup, example data from pilot recordings are shown. The presented experimental setup provides means to directly record basal ganglia activity not only during cycling but also during other movement tasks in patients who have undergone DBS treatment. Thus, it can facilitate studies comparing bicycling and walking, to elucidate why PD patients often retain the ability to bicycle despite severe freezing of gait. Moreover it can help clarifying the mechanism through which cycling may have therapeutic benefits.
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.