NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Parkinson Hastalığı'nın (PD) hiperkinetik semptomları, Basal Ganglia (BG) devresi içinde aşırı veya anormal eşzamanlı davranışa neden olan etkileşim halindeki osilatörlerin toplulukları ile ilişkilidir. Gecikmeli geri bildirim uyarımı, bu eşzamanlı osilatör aktivitesini baskılamak için gösterilen kapalı döngü tekniğidir. Derin Beyin Stimülasyonu (DBS) gecikmeli geri bildirim yoluyla karmaşık aralıklı eşzamanlı durumları istikrarsızlaştırdığı bilinmektedir. BG ağının hesaplamalı modelleri, gecikmeli geri bildirim yüksek frekans uyarımının kısmen senkronize dinamikler üzerindeki etkisini araştırmak için sıklıkla tanıtılır. Bu çalışmada, BG'nin etkileşim halindeki dört çekirdeğinin azaltılmış bir sipariş modelini geliştirirken, aynı zamanda osilatör dinamikleri üzerindeki Thalamo-Kortik yerel etkilerini de göz önünde bulunduruyoruz. Bu model, PD durumunun Yerel Alan Potansiyeli (LFP) kayıtlarında görülen 34 Hz beta bant salınımlarının ortaya çıkışını yakalayabilmektedir. Gecikmiş bir geri bildirim uyarımında yüksek frekanslı atımların treni, yüksek dalgalı nöronal aktiviteler durumunda senkronizasyonun güçlendirilmesi, tüketilen enerjinin artırılması ve büyük ölçekli bir ağdaki tüm nöronların aktive edilememesi gibi eksiklikleri göstermiştir. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için, filtrelenmiş ve doğrusal olarak gecikmiş LFP kayıtlarına dayanan yeni bir geri bildirim kontrol değişkeni sunuyoruz. Önerilen kontrol değişkeni daha sonra genliği yerine uyarı sinyalinin frekansını modüle etmek için kullanılır. Güçlü bir şekilde birleştirilen ağlarda, salınımlar, uyaran sinyalinin genliği azaldığı anda tekrar ortaya çıkar. Bu nedenle, sabit bir genliği korumanın ve frekansı modüle etmenin, desinkronizasyon sürecini iyileştirebileceğini, pil ömrünü artırabileceğini ve uygulanan DBS elektrotunun önemli bölgelerini aktive edebileceğini gösteriyoruz. Yük dengeli uyaran darbesinin kendisi, gerekli daha düşük genliklere sahip sağlam desinkronizasyon sağlamak için yükleri arasında bir gecikme süresi ile gömülüdür. Önerilen Frekans Ayar Stimülasyonu (FAS) protokolünün gecikmeli bir geri besleme yöntemindeki etkinliği, nörolojik bozukluklarda gözlenen çok çeşitli anormal osilasyon davranışlarını ele almak isteyen DBS modülasyonlarının daha fazla araştırılmasına katkıda bulunabilir.
Özgün kaynak özetini okuyun
The hyperkinetic symptoms of Parkinson's Disease (PD) are associated with the ensembles of interacting oscillators that cause excess or abnormal synchronous behavior within the Basal Ganglia (BG) circuitry. Delayed feedback stimulation is a closed loop technique shown to suppress this synchronous oscillatory activity. Deep Brain Stimulation (DBS) via delayed feedback is known to destabilize the complex intermittent synchronous states. Computational models of the BG network are often introduced to investigate the effect of delayed feedback high frequency stimulation on partially synchronized dynamics. In this study, we develop a reduced order model of four interacting nuclei of the BG as well as considering the Thalamo-Cortical local effects on the oscillatory dynamics. This model is able to capture the emergence of 34 Hz beta band oscillations seen in the Local Field Potential (LFP) recordings of the PD state. Train of high frequency pulses in a delayed feedback stimulation has shown deficiencies such as strengthening the synchronization in case of highly fluctuating neuronal activities, increasing the energy consumed as well as the incapability of activating all neurons in a large-scale network. To overcome these drawbacks, we propose a new feedback control variable based on the filtered and linearly delayed LFP recordings. The proposed control variable is then used to modulate the frequency of the stimulation signal rather than its amplitude. In strongly coupled networks, oscillations reoccur as soon as the amplitude of the stimulus signal declines. Therefore, we show that maintaining a fixed amplitude and modulating the frequency might ameliorate the desynchronization process, increase the battery lifespan and activate substantial regions of the administered DBS electrode. The charge balanced stimulus pulse itself is embedded with a delay period between its charges to grant robust desynchronization with lower amplitudes needed. The efficiency of the proposed Frequency Adjustment Stimulation (FAS) protocol in a delayed feedback method might contribute to further investigation of DBS modulations aspired to address a wide range of abnormal oscillatory behavior observed in neurological disorders.
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.