NeuralCipher Araştırma özeti
Kaynak özetin Türkçe makine çevirisi. Klinik kullanım öncesinde özgün yayınla karşılaştırılmalı; hekim incelemesi değildir. cc by
Hareket bozuklukları için geleneksel derin beyin stimülasyonu (DBS) iyi kurulmuş bir klinik tedavidir. Son birkaç on yılda, 200.000'den fazla insan, Parkinson hastalığı ve Essential Tremor da dahil olmak üzere çeşitli nörolojik durumlar için dünya çapında DBS tarafından tedavi edilmiştir. DBS, elektrotları beyindeki düzensizliğe özgü hedeflere yerleştirmeyi ve bir elektrik akımı uygulamayı içerir. Donanım son yıllarda gelişmiş olsa da, klinik olarak kullanılan stimülasyon modeli düzenli bir frekans kare darbesi olarak kalmıştır. Son çalışmalar, faz kilitleme, koordineli sıfırlama veya düzensiz kalıpların patolojik sinir aktivitesinin desynchronize edilmesinde daha etkili olabileceğini öne sürmüştür. Bu tür çalışmalar, ayrıntılı nöron modelleri veya oldukça basitleştirilmiş ağlar kullanarak ve tek bir frekans bandı olarak kabul edilen etkinliği göstermiştir. Daha önce hem beta bandında (20 Hz) hem de titreme bandında (4 Hz) osilatör aktivitesi üreten bir nüfus seviyesi modelini tanımladık. Burada bu modeli düzenli, düzensiz ve faza bağımlı uyarım patlamalarının uygulanmasının etkisine bakmak ve bunun hem titreme hem de beta bant aktivitesini nasıl etkilediğini göstermek için kullanıyoruz. Patlamaların, sürekli DBS'ye kıyasla patolojik salınımları bastırmada daha etkili olduğunu bulduk. Bununla birlikte, daha yüksek genliklerde, uyaranın daha önce de görüldüğü gibi ağ aktivitesini yönlendirdiğini gördük. Çarpıcı bir şekilde, bu bastırma en çok titreme bandı salınımları için belirgindi, beta bandı patolojik aktivitesi sürekli, geleneksel DBS'ye kıyasla patlama stimülasyonuna daha dirençliydi. Dahası, simülasyonlarımız, faz kilitli stimülasyon patlamalarının düzenli salınım patlamalarında çok fazla gelişme göstermediğini gösterdi. Düzenli, düzensiz ve faz kilitli patlamalar için en iyi uyarım parametrelerini bulmak için genetik bir algoritma optimizasyonu yaklaşımı kullanarak, titreme bandı salınımlarının daha kolay bastırılabileceğini doğruladık. Sonuçlarımız, DBS'deki parametre ayarlarıyla ilgili test edilebilir tahminleri formüle etmek için ağ düzeyinde uyarım mekanizmalarının araştırılmasına izin verir.
Özgün kaynak özetini okuyun
Conventional deep brain stimulation (DBS) for movement disorders is a well-established clinical treatment. Over the last few decades, over 200,000 people have been treated by DBS worldwide for several neurological conditions, including Parkinson's disease and Essential Tremor. DBS involves implanting electrodes into disorder-specific targets in the brain and applying an electric current. Although the hardware has developed in recent years, the clinically used stimulation pattern has remained as a regular frequency square pulse. Recent studies have suggested that phase-locking, coordinated reset or irregular patterns may be as or more effective at desynchronising the pathological neural activity. Such studies have shown efficacy using detailed neuron models or highly simplified networks and considered one frequency band. We previously described a population level model which generates oscillatory activity in both the beta band (20 Hz) and the tremor band (4 Hz). Here we use this model to look at the impact of applying regular, irregular and phase dependent bursts of stimulation, and show how this influences both tremor- and beta-band activity. We found that bursts are as or more effective at suppressing the pathological oscillations compared to continuous DBS. Importantly however, at higher amplitudes we found that the stimulus drove the network activity, as seen previously. Strikingly, this suppression was most apparent for the tremor band oscillations, with beta band pathological activity being more resistant to the burst stimulation compared to continuous, conventional DBS. Furthermore, our simulations showed that phase-locked bursts of stimulation did not convey much improvement on regular bursts of oscillation. Using a genetic algorithm optimisation approach to find the best stimulation parameters for regular, irregular and phase-locked bursts, we confirmed that tremor band oscillations could be more readily suppressed. Our results allow exploration of stimulation mechanisms at the network level to formulate testable predictions regarding parameter settings in DBS.
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.