Forskningsprojekt Det övergripande syftet med denna forskning är att överbrygga kunskapsluckorna om hur djup hjärnstimulering (DBS) förändrar patologisk hjärnaktivitet och hur denna behandling kan optimeras för personer som lider av essentiell tremor (ET).
Genom att utveckla nya, unika metoder som kombinerar rörelseanalys och neuroimaging kommer vårt tvärvetenskapliga forskarteam att kunna fastställa samband mellan elektrodplacering, stimuleringsinställningar, behandlingsresultat och patientens specifika motoriska dysfunktion på hjärn- och kroppsnivå.
Essentiell tremor (ET), den vanligaste rörelsestörningen, orsakar tremor (kraftiga och frekventa skakningar) främst i händer och armar, vilket har stor inverkan på det dagliga livet. DBS minskar effektivt tremor genom att leverera ström till specifika hjärnområden via elektroder som implanteras med stereotaktisk kirurgi. För närvarande är det dåligt känt varför vissa patienter utvecklar tillvänjning till stimulering och stimuleringsinducerade rörelseproblem, och vi saknar exakta verktyg för att identifiera de patienter som riskerar att drabbas av dessa funktionsnedsättande effekter.
För att åtgärda dessa kunskapsluckor kommer vi att tillämpa och vidareutveckla nya multimodala analystekniker för att kvantifiera och förklara DBS-effekter i förhållande till dysfunktion i både kropp och hjärna.
Projektbeskrivning
Essentiell tremor (ET), den vanligaste rörelsestörningen, orsakar skakningar i armarna och ibland i huvudet, rösten och benen. Dessutom kan ataxi (ostadiga rörelser med låg precision), gångsvårigheter och/eller balanssvårigheter förekomma. De exakta mekanismerna är fortfarande oklara, men det handlar om ett tremorrelaterat nätverk i hjärnan som orsakar överaktivitet i lillhjärnan. ET kan vara mycket invalidiserande och den farmakologiska behandlingen är ofta otillräcklig. DBS minskar effektivt tremor genom att leverera ström till specifika hjärnområden via elektroder som implanteras med stereotaktisk kirurgi. För närvarande vet man inte varför vissa patienter vänjer sig vid stimulering och utvecklar stimuleringsinducerad ataxi, vilket kan leda till ett oönskat behov av att avbryta DBS-behandlingen.
Det diskuteras om ET i själva verket är en grupp neurologiska sjukdomar (subtyper), med olika underliggande orsaker och distinkta kliniska kännetecken, vilket skulle kunna vara en ledtråd till sådana misslyckanden. Dessutom saknar vi verktyg för att identifiera de patienter som löper risk att drabbas av dessa funktionsnedsättande effekter. Idag bedöms patienten med subjektiva kliniska skalor, som inte möjliggör en exakt kvantifiering av dysfunktionen. Även om det inte är vetenskapligt bevisat är en vanlig uppfattning att stimuleringsinducerad ataxi kan misstas för en förlust av tremorreduktion, vilket leder till felaktiga stimuleringsinställningar som ytterligare förvärrar de negativa effekterna.
För att åtgärda dessa kunskapsluckor kommer vi att tillämpa och vidareutveckla nya multimodala analystekniker för att kvantifiera och förklara DBS-effekter i förhållande till dysfunktion i både kropp och hjärna.
De specifika målen är att:
1. Identifiera ET-subtyper genom att kvantifiera motorisk funktion baserat på nivåer av tremor, ataxi, gångdysfunktion och balansstörningar baserat på rörelsefunktioner och tidsserieklassificering från helkroppsrörelseanalys med hjälp av bärbara rörelsesensorer. Vidare fastställa om ET-subtyp förutsäger behandlingsresultat genom att jämföra motorisk funktion i förhållande till olika DBS-inställningar hos ET-patienter som genomgår DBS-behandling (ingen stimulering, optimala inställningar och icke-optimala inställningar). Detta kommer att göras i en experimentell tvärsnittsdesign hos ET-patienter i förhållande till friska kontroller.
2. Fastställa förhållandet mellan motorisk funktion och underliggande neural aktivitet hos friska personer och ET-subtyper i en tvärsnittsdesign. Detta kommer att göras genom en ny kombinerad tidsserieanalys av multimodala data baserad på funktionell magnetresonanstomografi, fMRI, med samtidig registrering av tredimensionella arm- och benrörelser med hjälp av optiska specialkameror. Detta är en unik teknik som endast finns tillgänglig i ett fåtal laboratorier globalt och som ännu inte har tillämpats i samband med ET.
3. Identifiera långsiktiga effekter av DBS-behandling genom att kvantifiera motorisk funktion och neurala korrelat i en longitudinell design, där ET följs från före operationen till ett år efter operationen och i jämförelse med friska åldersmatchade kontroller
