En ny metode forbedrer præcisionen ved overvågning af hjerneaktivitet under dyb hjernestimulering

En ny metode forbedrer præcisionen ved overvågning af hjerneaktivitet under dyb hjernestimulering

Mayo Clinic-forskere har fundet en ny måde til mere præcist at detektere og overvåge hjernecelleaktivitet under dyb hjernestimulering, en almindelig behandling for bevægelsesforstyrrelser såsom Parkinsons sygdom og tremor. Denne præcision kan hjælpe læger med at justere elektrodeplacering og stimulering i realtid, hvilket giver bedre og mere personlig pleje til patienter, der modtager den kirurgiske procedure. Undersøgelsen er offentliggjort iJournal of Neurophysiology.

Dyb hjernestimulation (DBS) involverer implantering af elektroder i hjernen, der udsender elektriske impulser for at lindre symptomer. Elektroderne forbliver i hjernen forbundet med et batteri implanteret nær bøffelknoglen og styret af en fjernbetjening. Mens en neurolog og neurokirurger overvåger hjernebølger under hele operationen, er overvågningen typisk begrænset til et snævert frekvensområde, der giver et groft øjebliksbillede af hjerneaktivitet.

Forskere fra Mayo Clinic brugte dog mere følsomt udstyr i forskningskvalitet og brugerdefinerede algoritmer til at registrere et bredere frekvensområde af hjernecelleaktivitet, hvilket gav højere opløsning og mere præcis information om, hvornår og hvor hjerneceller affyrede under DBS-kirurgi hos patienter.

Vi studerede hjerneaktivitet på en anden måde, idet vi optog en type hjernesignal kaldet "bredbånd", som afspejler den kombinerede aktivitet på tværs af alle frekvenser og er relateret til affyring af alle hjerneceller i den region. Vi fandt ud af, at bredbåndsaktivitetssignalet steg med bevægelse og var mere præcist i placeringen end standardsignalet med smal frekvens. “

Bryan Klassen, MD, neurolog, seniorforfatter

Dr. Classes og kolleger opdagede bredbåndssignalet i den motoriske thalamus, et område dybt i hjernen, der styrer bevægelse. Tidligere undersøgelser har kun opdaget det på overfladen af ​​hjernen.

Forskere registrerede bredbåndssignaler forbundet med håndbevægelse hos 15 patienter, der gennemgik vågen DBS. Hver af patienterne blev instrueret i at åbne og lukke deres hænder, mens forskerne registrerede hjernecelleaktivitet i deres thalamus.

"Denne undersøgelse øger vores forståelse af, hvordan thalamus, en hjerneregion, der ofte er målrettet til hjernestimulering, bearbejder bevægelse. Det kan også føre til en mere præcis kortlægning af hjernen," siger studiets medforfatter Matthew Baker, Ph.D., en postdoktoral neurokirurgi-stipendiat ved Mayo Clinic.

Brug af bredbånd til at overvåge under DBS-kirurgi kan forbedre patientbehandling og -resultater.

"Disse resultater understreger de bemærkelsesværdige fremskridt, vi kan opnå gennem tæt samarbejde mellem afdelingerne for neurologi og neurokirurgi og vil hjælpe os med at udvikle den næste generation af hjernestimuleringsterapier," siger neurokirurg Kai Miller, MD, Ph.D., seniorforfatter af undersøgelsen.

De næste trin for denne forskning er yderligere at undersøge, hvordan disse hjerneaktivitetsmønstre i thalamus kan bruges til at forbedre neurostimuleringsterapi, siger Dr. Baker, en kandidat fra Mayo Clinic Graduate School of Biomedical Sciences.

"Vi vil studere, hvordan dette signal reagerer på forskellige typer bevægelser, og om vi kan bruge det til at styre nye enheder, der kun stimulerer, når patienter har brug for det, i modsætning til konstant stimulering, som er mere tilbøjelig til bivirkninger," siger han.

Kilder: