Um implante cerebral auto-adaptativo contra a doença de Parkinson

Un implant cérébral auto-adaptatif contre la maladie de Parkinson

A demonstração espetacular da eficácia de um implante cerebral auto-adaptativo em um aposentado com doença de Parkinson. Desenvolvido por pesquisadores do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrames, este dispositivo difere daqueles tradicionalmente usados na estimulação cerebral profunda, pois pode monitorar e modular a atividade cerebral, que refina sua sinalização. Assim, os pesquisadores são mais capazes de determinar o nível certo de estimulação para cada paciente para limitar os efeitos colaterais indesejados. Original em francês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Koreus.

DBS em Circuito (Loop) Fechado (Adaptativo) e DBS Direcional

Enquanto a Estimulação Cerebral Profunda se tornou uma terapia estabelecida na doença de Parkinson avançada nos últimos 25 anos, há uma série de novos avanços que devem aumentar os benefícios dessa abordagem.

Abordagens para a estimulação cerebral profunda em circuito fechado para distúrbios do movimento.

Saturday, September 8, 2018 - Approaches to Closed-loop Deep Brain Stimulation for Movement Disorders.

E como captar confiavelmente uma banda beta no STN? Isso sim esta sendo uma obra de engenharia! Artigo muito interessante, particularmente no que toca a como captar o estado fisiológico do doente e retro alimentar um algoritmo que vá interferir naquele estado fisiológico, alterando os parâmetros de estimulação, refinando-os, ou seja, minimizando os sintomas motores do parkinson, e assim melhorando a vida dos pacientes...

Estimulação Adaptativa de Cérebro Profundo Promissora para Parkinson

June 12, 2018 - Um sistema de estimulação cerebral profunda (DBS) que ajusta automaticamente a produção de energia com base no feedback neural poderia poupar discinesia em pacientes com doença de Parkinson, bem como outros efeitos colaterais dos dispositivos DBS de ciclo aberto, sugere um novo estudo de viabilidade.

"A estimulação cerebral em circuito aberto funciona bem para muitas pessoas com doença de Parkinson, mas não responde a mudanças de acordo com o ciclo de medicação de um paciente", disse Philip Starr, pesquisador do Departamento de Neurocirurgia da Universidade de Maryland. Califórnia San Francisco, disse ao Medscape Medical News.

"A estimulação adaptativa será útil para pacientes com necessidades de estimulação flutuantes", acrescentou.

O estudo foi publicado on-line em 9 de maio no Journal of Neural Engineering,

"Flutuadores frágeis"
A abordagem adaptativa é particularmente promissora para cerca de 10% das pessoas com doença de Parkinson conhecidas como "flutuantes frágeis". Esses pacientes frequentemente alternam rapidamente entre estados extremos de discinesia e bradicinesia.

Outros pesquisadores demonstraram que essa população frequentemente experimenta discinesia induzida por estimulação dolorosa e grave (PloS One. 2014; 9: e94856).

"Pode ser difícil programar essas pessoas com DBS tradicional, onde uma pequena quantidade de estímulo pode enviá-las de congeladas a discinéticas", disse Starr. Além disso, "às vezes você pode atingir o ponto certo no escritório, mas suas necessidades vão flutuar com medicação no final do dia".

Pacientes com doença de Parkinson que desenvolvem hipofonia ou dificuldade de articular sua fala também podem se beneficiar de um sistema DBS responsivo, acrescentou. "A estimulação adaptativa pode ajudá-los a conversar normalmente em momentos em que não precisam de estimulação."

Este novo estudo se baseia em descobertas anteriores de Starr e colegas, nas quais identificaram várias assinaturas neurais que refletem os efeitos adversos induzidos pela simulação (J Neurosci. 2016; 36: 6445-6458).

Por exemplo, oscilações gama de banda estreita de 60 a 90 Hz detectadas no córtex motor correspondiam à discinesia; porque esses sinais estão em uma faixa de freqüência previsível e não são alterados por movimento voluntário, representa um sinal de controle promissor para o DBS adaptativo, observou o pesquisador.

Starr e seus colegas desenvolveram um algoritmo DBS adaptativo testando primeiro um protótipo em um sistema de controle externalizado. Então eles testaram um sistema totalmente embarcado em desenvolvimento (Activa PC + S, Medtronic) em dois pacientes.

Este gerador de impulsos implantável permite a gravação e estimulação a longo prazo e está ligado a um eletrodo de pá subdural colocado sobre o córtex motor ipsilateral durante a cirurgia. Este eletrodo detecta mudanças no sinal gama de banda estreita e ajusta a saída de estimulação no núcleo subtalâmico (STN) em conformidade.

Quando o sinal era alto, sugerindo que a discinesia era provável, a estimulação no STN ipsilateral foi reduzida; Em contraste, quando o sistema detecta um sinal baixo, a estimulação foi aumentada.

Menos estimulação necessária
Os dois homens no estudo tinham 61 anos e 65 anos de idade. Eles tinham sido diagnosticados com doença de Parkinson 7 a 8 anos antes e não eram flutuantes frágeis ou hyophonic (desordem da voz N.T.)

Um deles tinha DBS de ciclo aberto implantado 3 anos antes da entrada no estudo, o outro aos 23 meses antes da entrada. No momento da cirurgia, os escores da Escala Unificada de Classificação de Doença de Parkinson com e sem medicação foram 14 e 30 (paciente 1) e 14 e 29 (paciente 2), respectivamente. O paciente 2 foi implantado com DBS unilateral.

"Nossa abordagem de feedback - detectando a partir de um eletrodo cortical - é muito fácil de colocar com a mesma exposição cirúrgica. É colocada posteriormente para cobrir o córtex motor", disse Starr.

Um neurologista cego para a tarefa de DBS revisou as gravações de vídeo para comparar a eficácia clínica. O neurologista não observou diferenças clínicas evidentes entre DBS adaptativo e de ciclo aberto.

O DBS adaptativo foi associado com menor uso de energia total em comparação com o DBS de ciclo aberto. Por exemplo, durante a discinesia, sessões usando DBS adaptativo economizaram 38% a 45% da energia total.

Economia de energia, Starr disse, não se trata apenas de estender a vida útil da bateria. "Se você pode diminuir o uso geral de energia, isso significa que menos estímulo é necessário em geral."

O algoritmo teve um bom desempenho, observaram os pesquisadores, com transições acima e abaixo do limiar de estimulação adequadamente desencadeadas por alterações na potência gama.

Amigo do usuário
Algumas pessoas são capazes de ajustar manualmente seus sistemas DBS para evitar discinesia. "Eu tenho alguns pacientes jovens com doença de Parkinson que são sofisticados com o ajuste de seu estimulador com um dispositivo de mão", disse ele.

No entanto, esta nova tecnologia adaptativa pode torná-lo automático, expandindo assim o benefício para mais pacientes. Com essa nova tecnologia, "você não precisa ser especialista em tecnologia para fazer isso".

Além disso, o sistema poderia beneficiar pacientes com doença de Parkinson que têm comprometimento cognitivo, os pesquisadores notaram.

O DBS adaptativo que usa o controle neural incorporado em um dispositivo completamente implantável mostrou-se promissor em outros distúrbios do movimento. Outras pesquisas se concentraram em pessoas com síndrome de Tourette (Neuroimage Clin. 2016; 12: 165-172) e tremor essencial (IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 2017; 25: 2180-2187).

"Nós sentimos que outras indicações para o DBS, como a depressão maior, poderiam se beneficiar de um sistema de circuito fechado", disse Starr.

"A doença de Parkinson é a condição mais bem entendida que tratamos com o DBS, e vemos essa [tecnologia] como parte de uma plataforma para aplicações mais amplas no futuro", acrescentou.

"Nós demonstramos a viabilidade da DBS adaptativa na DP usando um dispositivo totalmente implantável, com controle de realimentação proporcionado por uma oscilação da banda gama cortical relacionada ao surgimento de discinesia, um efeito adverso comum da terapia com levodopa e da STN DBS", observam os pesquisadores.

"Enquanto a energia total liberada pela estimulação adaptativa foi substancialmente menor que a da estimulação de ciclo aberto, avaliações clínicas cegas confirmaram eficácia semelhante para ambas as abordagens", acrescentam.

Starr e seus colegas estão planejando um teste para avaliar o sistema DBS de ciclo fechado em pacientes com doença de Parkinson que podem se beneficiar mais, incluindo flutuadores frágeis.

Os participantes receberão 1 mês de tratamento com DBS padrão e 1 mês com DBS de ciclo fechado, atribuído de forma aleatória e cega. Em termos de segurança, os pacientes terão um botão em seu controlador para entrar em estimulação de circuito aberto, se necessário.

Primeiros dias
"Estes são os primeiros dias", mas a tecnologia parece promissora, Michael S. Okun, MD, diretor médico da Fundação Parkinson e professor e presidente de neurologia no Centro Fixel de Doenças Neurológicas da Universidade da Flórida em Gainesville, disse ao Medscape Medical Notícias.

"A ideia de captar sinais no cérebro - o que as pessoas chamam de 'biomarcadores elétricos' - para sentir e fornecer estimulação ao cérebro é muito excitante".

Okun concordou que o perfil de efeitos colaterais provavelmente seria melhor com o DBS adaptativo do que com os dispositivos tradicionais, porque evita a necessidade de estimulação contínua.

"Este grupo está usando uma nova tecnologia que foi pioneira - sensoriamento cortical com uma tira. A vantagem é que eles podem ver o que está acontecendo na rede [neural]", acrescentou. "Onde isso realmente afeta os pacientes é onde você pode ter sintomas individuais e atribuí-los a mudanças na rede."

Subsídios do National Institutes of Health e financiamento do Programa de Bolsas Pós-Doutorado da Universidade da Califórnia, da National Science Foundation e do programa de Bolsas de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Defesa Nacional apoiaram o estudo. Starr é um coinventor listado na patente preliminar apresentada pela Universidade da Califórnia em San Francisco. Okun não revelou relações financeiras relevantes.

J Neural Eng. Publicado online em 9 de maio de 2018. Resumo Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: MedScape.

Dispositivo de Estimulação Cerebral Profunda que Pode Auto-Ajustar-se Mostra Promessa em Pequeno Estudo de Parkinson

JUNE 4, 2018 - Deep Brain Stimulation Device That Can Self-Tune Show Promise in Small Parkinson’s Study. Veja também aqui: Implante cerebral autorregulador é promissor na Parkinson.

Novo dispositivo usa sensor neural para modular DBS adaptativo para Parkinson

18 de maio de 2018 - NOVA IORQUE (Reuters Health) - Um dispositivo totalmente implantado que usa sensor neural pode fornecer estimulação cerebral profunda adaptativa (DBS) em pacientes com doença de Parkinson, mostram novos resultados.

"Mais pesquisas ainda precisam ser feitas, mas sugere que as abordagens DBS que adaptam a estimulação com base na própria atividade cerebral do paciente são promissoras", disse à Internet Health a doutora Nicole C. Swann, da Universidade de Oregon, em Eugene. "Neste estudo, nossos resultados apóiam a ideia de que esta abordagem é viável para implementar e pode economizar energia sem diminuir o controle clínico dos sintomas".

O DBS padrão é fornecido de uma maneira "aberta" constante, sem ajustes em tempo real com base na mudança de sinais e sintomas dos pacientes. O ajuste automatizado da estimulação em resposta a assinaturas neurais de comprometimento motor ou efeitos adversos induzidos pela estimulação poderia melhorar a entrega da DBS, de acordo com o Dr. Swann e seus colegas.

A equipe testou um dispositivo totalmente implantado que detectou sinal gama de banda estreita cortical relacionado à discinesia e diminuiu a tensão de estimulação quando a atividade oscilatória gama era alta (indicando discinesia) e aumentava a tensão de estimulação quando ela estava baixa.

"Nosso objetivo não foi demonstrar a superioridade clínica da estimulação adaptativa, mas realizar testes de curto prazo de um algoritmo de controle simples como base para um teste de DBS adaptativo em um cenário ambulatorial crônico", escrevem os pesquisadores no Journal of Neural Engineering, on-line 9 de maio.

O estudo de prova de princípio incluiu dois pacientes do sexo masculino, 65 e 61 anos, com doença de Parkinson, que continuaram a apresentar discinesia leve a moderada, apesar da otimização dos parâmetros da DBS por um neurologista especializado em distúrbios do movimento.

Para o DBS, os pesquisadores usaram o Activa PC + S, um gerador de pulsos implantável da Medtronic que permite o registro crônico, bem como a estimulação. Nenhum paciente teve qualquer percepção de alterações nos ajustes de estimulação entre o DBS adaptativo e o DBS de ciclo aberto convencional, e ambos tiveram avaliações clínicas semelhantes durante as sessões de DBS adaptativas e de ciclo aberto.

"O algoritmo classificador foi executado como esperado", observam os pesquisadores, "detectando apropriadamente mudanças na potência da banda gama e provocando redução na amplitude do DBS quando o limiar gama foi excedido."

O uso total de energia foi substancialmente menor durante o DBS adaptativo do que durante o DBS de malha aberta, apesar do custo adicional de bateria de 10% associado ao sensor neural e execução do algoritmo, devido à redução na amplitude do DBS quando o limite gama foi excedido.

"O resultado que eu achei mais surpreendente foi que a eficácia terapêutica da DBS adaptativo foi mantida com um uso de energia muito menor, mesmo com o algoritmo de estimulação adaptativa muito simples que usamos", disse o Dr. Swann. "Como economizar energia significa prolongar o tempo até que outra cirurgia seja necessária, essa é uma descoberta empolgante. O fato de termos visto isso neste pequeno estudo de prova de princípio é encorajador de que ela poderia ter impactos mais amplos no tratamento de distúrbios do movimento com DBS".

"Mais pesquisas precisam ser feitas, mas novas maneiras de otimizar DBS para pacientes com doença de Parkinson (DP) estão sendo desenvolvidas", disse ela. "Esta abordagem 'personalizada' pode resultar em maior vida útil da bateria e, eventualmente, melhor eficácia. Isso pode ser especialmente benéfico para pacientes com DP para quem a programação pode ser difícil, como pacientes que alternam entre sintomas muito graves de DP e períodos de atividade hipercinética (discinesia) devido a terapias de DP, com pouco tempo entre elas. Desta forma, a estimulação adaptativa pode tornar o DBS mais benéfico para mais pacientes ".

"Nós usamos um algoritmo DBS adaptativo baseado em um sinal cerebral relacionado a um efeito colateral das terapias de DP (discinesia), que pode ocorrer com medicamentos ou DBS", disse o Dr. Swann. "Há também muitos esforços em andamento para usar estratégias de controle relacionadas aos sintomas da DP. Uma possibilidade interessante é combinar essas abordagens para tornar um algoritmo sensível aos sintomas da DP e aos efeitos colaterais."

O Dr. Martijn Beudel, do Centro Médico Universitário de Groningen, na Holanda, que recentemente relatou o uso de DBS adaptativo durante a cirurgia de troca de bateria, disse à Reuters Health por e-mail: "A descoberta mais importante deste estudo de prova de princípio foi que é possível ter um sistema DBS adaptativo totalmente implantado e totalmente incorporado. Isso não foi publicado antes."

"É muito possível que o DBS seja fornecido de maneira em "circuito fechado", no qual a estimulação só é fornecida quando os sintomas ocorrem ou (como neste estudo) desligados quando ocorrem efeitos colaterais (ou uma assinatura neural de efeitos colaterais), ele disse. "Há um campo emergente de neurociência de circuito fechado no qual as assinaturas neurais estão sendo descobertas para muitos distúrbios neuropsiquiátricos que são usados ​​como sinais de feedback para a neuromodulação."

"Este estudo é um passo importante, e o método fez um desenvolvimento suficiente para passar aos testes da fase 1", disse Beudel.

A Universidade da Califórnia, em São Francisco, onde este estudo foi conduzido, apresentou uma patente preliminar relacionada a este trabalho, e quatro dos autores, incluindo o Dr. Swann, são coinventores da patente. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: MedScape. Veja mais aqui: 31 MAY 2018 - NIH study assesses adaptive brain implant for Parkinson’s.

Chapéu para ajuste de zaps cerebrais poderia melhorar o tratamento de Parkinson

17 de maio de 2018 – Oregon - Sinais cerebrais de eletrodos registrados dentro de um de chapéu da moda poderiam um dia guiar o tratamento para controlar os movimentos corporais involuntários característicos da doença de Parkinson.

Essa é uma parte de uma meta maior na pesquisa de Nicole Swann, do departamento de fisiologia humana da Universidade de Oregon, principal autora de um novo estudo no Journal of Neural Engineering que, diz ela, oferece incentivo para perseguir essa ideia.

No estudo, que Swann completou enquanto pesquisador de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, em San Francisco, os pesquisadores ajustaram os níveis de estimulação cerebral profunda em tempo real com base na sinalização cerebral capturada por sondas de eletrodos presas a um dispositivo implantado cirurgicamente sob os crânios dois pacientes. A abordagem também proporcionou economia de energia para o dispositivo alimentado por bateria.

“Encontramos nesta demonstração de demonstração principal que poderíamos implementar essa estimulação adaptativa usando um sinal cerebral para ajustar a distribuição terapêutica”, diz Swann. “Descobrimos que poderíamos fazer isso sem nenhum efeito negativo nos pacientes. Eles tiveram os mesmos benefícios clínicos com economias de energia bastante significativas”.

O que é a estimulação cerebral profunda?
Em seu laboratório, Swann procura usar a eletroencefalografia, comumente conhecida como EEG, para capturar e entender a sinalização cerebral relacionada ao movimento corporal em pessoas saudáveis ​​e naquelas com doenças cerebrais como a de Parkinson, nas quais discinesias ou movimentos corporais involuntários são um efeito colateral visível e perturbador.

"Em última análise, isso poderia ser personalizado para cada pessoa para mantê-los em seu estado cerebral ideal ..."

A estimulação cerebral profunda foi aprovada para o tratamento do tremor essencial, outro distúrbio do movimento em 1997 e para a doença de Parkinson em 2002.

“A estimulação cerebral profunda tem sido uma terapia padrão aprovada pela FDA para distúrbios do movimento desde os anos 90. Funciona bem, mas com limitações”, diz Swann. “Os dispositivos de hoje são muito parecidos com os marcapassos cardíacos há muito tempo. Quando os marcapassos saíram pela primeira vez, acabaram de fornecer estimulação, mas agora estão sintonizados para sentir ritmos cardíacos anormais e apenas fornecer estimulação quando necessário. Essa adaptação da estimulação é o avanço que estamos tentando fazer com a estimulação cerebral”.

Os dispositivos atuais fornecem estimulação elétrica em um nível definido, determinado por testes de tentativa e erro, para encontrar uma configuração que melhor controle os sintomas do paciente. Um dispositivo de controle remoto sobre uma bateria, que é implantado na parte superior do tórax dos pacientes e conectado a sondas sob o crânio por fios que passam sob a pele do pescoço, ajusta as configurações. Substituir as pilhas requer cirurgia para acessar a bateria.

A equipe usou um dispositivo feito pela Medtronic Inc. capaz de registrar sinais cerebrais que poderiam aumentar ou diminuir automaticamente os níveis de estimulação em tempo real. Nenhum dos pacientes, homens de 60 anos diagnosticados com Parkinson sete e oito anos antes, relataram sentir mudanças na estimulação. Os pesquisadores viram economias de energia de 39% e 45% nos dispositivos ao usar os algoritmos adaptativos.

"Os efeitos colaterais da estimulação cerebral profunda podem incluir discinesia aumentada como resultado de muita voltagem", diz Swann. “A ideia era reduzir a voltagem para reduzir ou interromper esses efeitos colaterais e, em seguida, aumentar a voltagem para dar uma terapia ideal quando a situação mudasse. Procuramos manter o tratamento em um local ideal”.

Os resultados, diz Swann, estabelecem as bases para algoritmos mais complexos para alcançar esse equilíbrio em versões melhoradas do dispositivo.

"Em última análise, isso poderia ser personalizado para cada pessoa para mantê-los em seu estado ideal do cérebro", diz Swann. “Nós absolutamente precisamos fazer mais pesquisas, incluindo estudos de longo prazo com grupos maiores de sujeitos. O que descobrimos neste estudo, combinado com o nosso trabalho anterior, indica que vale a pena prosseguir ainda mais.”

Membros da equipe da UC San Francisco, incluindo Swann, publicaram recentemente trabalhos relacionados no Journal of Neurosurgery e Journal of Neuroscience.

Qual é o próximo?
Inicialmente, os experimentos não-invasivos de EEG no laboratório de Swann se concentrarão em pessoas saudáveis ​​para estudar as regiões cerebrais associadas aos movimentos. Em seguida, ela vai recrutar pacientes com Parkinson para procurar sinais de alteração do movimento corporal, incluindo sinais relacionados à discinesia. Ela também está trabalhando com cirurgiões da Oregon Health & Science University em Portland para obter dados relacionados a motores de pacientes com uma variedade de doenças relacionadas ao neuro usando gravações humanas invasivas.

"Uma maneira de avançar é usar as informações que coletamos para melhorar os algoritmos em dispositivos como os que usamos em nosso estudo", diz Swann. “Também imaginamos que, para alguns pacientes, implantar eletrodos pode não ser a melhor opção. No futuro, poderemos usar um eletrodo de EEG colocado em uma tampa elegante para registrar dados que possam ser usados para informar as alterações nas configurações.”

Tal limite, diz ela, também pode permitir a transmissão sem fio de informações de pacientes, especialmente aqueles que vivem em locais remotos, para neurologistas que poderiam ajustar os medicamentos que também são usados nos tratamentos.

Os Institutos Nacionais de Saúde financiaram o projeto. Engenheiros da Medtronic revisaram o documento da equipe em busca de precisão técnica, mas a empresa não forneceu fundos. UC San Francisco apresentou uma patente preliminar sobre o dispositivo adaptativo utilizado na pesquisa. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Universidade do Oregon.

Implante DBS se adapta aos sinais neurais do paciente

May 10, 2018 - Cientistas nos EUA desenvolveram um novo método de estimulação cerebral profunda (DBS) para tratar os sintomas da doença de Parkinson. Enquanto a DBS para Parkinson atualmente é administrado continuamente, a nova abordagem usa DBS adaptativo, no qual a amplitude da estimulação é modificada em tempo real em resposta a assinaturas neurais de comprometimento motor ou de efeitos adversos induzidos pela estimulação.

Para testar sua abordagem, os pesquisadores testaram a DBS adaptativo em dois pacientes com doença de Parkinson, usando uma prótese neural totalmente implantada que permitia o uso do sensor cerebral para controlar a amplitude da estimulação (J. Neural Eng. 15 046006).

DBS adaptativo com controle totalmente incorporado

O DBS pode ser um tratamento eficaz para a doença de Parkinson, mas tem limitações que reduzem a eficácia para pacientes individuais e impedem o uso mais difundido da técnica. Por exemplo, os médicos treinados devem programar os implantes. Também pode ser demorado e, para alguns pacientes, ajustes satisfatórios nunca são alcançados.

"Esta é a primeira demonstração de DBS adaptativo na doença de Parkinson usando um dispositivo totalmente implantado e sensor neural", disse o autor sênior Philip Starr, da Universidade da Califórnia, em San Francisco. "Nossa abordagem usa um algoritmo para medir o feedback neural do paciente a partir da superfície do cérebro e alterar a estimulação em tempo real. Desta forma, evitamos que a estimulação seja muito intensa quando não é necessária, o que pode causar efeitos adversos, como movimento involuntário". Conhecido como discinesia ".

O dispositivo funciona usando uma oscilação gama cortical de banda estreita (60-90 Hz) associada à discinesia como um sinal de controle. Um algoritmo DBS adaptativo reduz a tensão de estimulação quando a atividade oscilatória gama é alta (indicando discinesia provável) e aumenta a tensão quando ela é baixa.

Além de testar o sistema DBS adaptativo, os pesquisadores também completaram uma sessão de controle de DBS em malha aberta. Eles observaram que, em ambos os pacientes, a energia total liberada pela estimulação adaptativa era substancialmente menor que a da estimulação de ciclo aberto, mantendo a eficácia terapêutica. O algoritmo executou como esperado, detectando apropriadamente mudanças na potência da banda gama e desencadeando a redução de tensão quando o limite gama foi excedido.

"Reduzir a corrente de estimulação sem perder o benefício terapêutico pode reduzir os efeitos adversos induzidos pela estimulação. Também pode prolongar a duração da bateria ou permitir que os geradores de pulso relativamente grandes que usamos atualmente sejam reduzidos", explicou a primeira autora, Nicole Swann. "Além disso, alguns dos pacientes com doença de Parkinson que mais necessitam de DBS também estão entre os mais difíceis de programar com sucesso: aqueles que alternam entre estados extremos de discinesia e bradicinesia com pouco tempo intermediário. DBS adaptativo pode ser muito eficaz para eles. "

"Este estudo é uma demonstração da viabilidade da DBS adaptativo", disse Starr. "Agora, mais trabalho é necessário com um ensaio em larga escala." Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Medicalphysicsweb.

UM NOVO SISTEMA "MADE IN MILANO" FAZ A LUTA CONTRA PARKINSON MAIS EFICAZ

ESTIMULAÇÃO CEREBRAL AUTOMÁTICA É ADAPTADA AO PACIENTE

Publicado na Neurology os resultados de uma experimentação, coordenada pela Universidade de Milão, do sistema aDBS (estimulação cerebral profunda adaptativa) em pacientes com Parkinson: o método induz uma estimulação que se adapta continuamente à condição do paciente.

Milano, 15 febbraio 2018 ‐ Estimulação cerebral profunda, também conhecida como DBS (Deep
Brain Stimulation) tem sido durante muitos anos o tratamento de escolha para a doença de Parkinson, especialmente quando as drogas perdem seus efeitos. O DBS convencional atualmente praticado nos pacientes consiste na implantação cirúrgica de dois eletrodos dentro de uma área específica do cérebro (conhecido como subthalamus) que são então conectados a um pequeno estimulador colocado embaixo da pele perto da clavícula. Desta forma, a estimulação dura cerca de 5 anos em cada paciente, então a bateria deve ser substituída por uma pequena intervenção.

Paolo Rampini, diretor da Unidade de Neurocirurgia da IRSCS Ca 'Granda Policlinico Foundation de Milão, explica que "o DBS convencional tem sido o maior avanço da terapia de Parkinson nos últimos vinte anos, revolucionando completamente a qualidade de vida dos pacientes em estádios avançados da doença com pouca resposta às drogas. Vinte anos após sua introdução, no entanto, eles manifestaram algumas limitações do método convencional: em primeiro lugar o fato de que a estimulação é entregue constantemente ao cérebro do paciente com uma intensidade de força média".

A doença de Parkinson nos estágios avançados é, no entanto, uma doença flutuante, que pode mudar
estado do paciente em poucos segundos do bloqueio total para movimentos involuntários muito invalidantes.

Para superar essa limitação um grupo de pesquisadores italianos em Milão liderada por Alberto Priori do Centro de Pesquisa "Aldo Ravelli" para Terapias Neurológicas Experimentais da Universidade de Estudos de Milão. Na ASST Santi Paolo e Carlo estão trabalhando na realização de uma estimulação que se adapta continuamente, momento a momento, ao estado clínico do paciente Parkinsoniano chamado DBS adaptativo ou aDBS. Esse método, ao contrário do convencional, adapta-se automaticamente às necessidades clínicas do paciente com base na atividade cerebral medido segundo a segundo, sendo sempre calibrado para o estado do paciente.

Na revista Neurology foram publicados os resultados do primeiro estudo no mundo que testou o
Sistema aDBS fabricado na Itália por 8 horas em 13 pacientes com doença de Parkinson, cujos dispositivos foram implantados na Unidade de Neurocirurgia do Policlinico de Milão. O estudo mostra que o método induz uma melhoria comparável ao convencional, é seguro, bem tolerado, reduz o consumo da bateria, mas sobretudo reduz os efeitos colaterais observados comumente com o convencional, como os movimentos involuntários observados quando a ação do pico das drogas é adicionada à estimulação constante. Os estimuladores implantáveis para aDBS - produzidos por spin-off da Universidade de Milão e do Policlinico di Milano, Newronika, fundado por Alberto Priori - estarão prontos para serem comercializados e implantados em pacientes nos próximos 18-24 meses.

A pesquisa envolveu a IRCCS Ca 'Granda Policlinico Foundation de Milão, a Universidade de Trieste e centros de renome internacional dentro do DBS, como a Universidade de Toronto, de
Grenoble e Wurtzburg.

Alberto Priori comenta: "Estamos extremamente satisfeitos com os resultados que estamos obtendo: Tudo começou graças ao trabalho de um grupo de jovens em nossa primeira oficina, que hoje eles se apresentam como protagonistas de uma descoberta muito importante que eles serão capazes de
contrariar a doença de Parkinson ainda mais efetivamente".

Sara Marceglia, professora de Bioengenharia da Universidade de Trieste, acrescenta: "Os Progressos feitos agora em medicina só são possíveis graças à colaboração multidisciplinar entre engenheiros e médicos e os novos programas universitários devem introduzir melhor a possibilidade de tal colaboração. Original em italiano, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: UniMi.

NIH anuncia prêmios pela pesquisa de neuroética da iniciativa BRAIN

Bethesda, MD, October 30, 2017 - À medida que os cientistas desenvolvem neurotecnologias poderosas para monitorar e regular a atividade cerebral, surgem questões éticas sobre como essas novas ferramentas devem ser incorporadas na pesquisa médica e nas práticas clínicas. Para informar esta discussão, os Institutos Nacionais de Saúde concederam subsídios a cinco equipes de especialistas que irão estudar as questões neuroéticas relacionadas ao uso de estimulação cerebral profunda em distúrbios neuropsiquiátricos e de movimento e consentimento apropriado para pesquisa cerebral. Os subsídios fazem parte da Iniciativa Brain Research através do avanço da iniciativa inovadora de neurotecnologias (BRAIN).

"A neurociência está rapidamente se movendo em direção a uma nova fronteira da pesquisa sobre cérebros humanos que podem ter efeitos duradouros e imprevistos. Esses novos prêmios sinalizam nosso compromisso com a pesquisa conduzida de forma responsável para antecipar todas as possíveis consequências e garantir que os assuntos de pesquisa tenham uma compreensão clara dos benefícios e riscos potenciais de participar de estudos ", disse Walter Koroshetz, diretor de Instituto Nacional de Doenças Neurológicas e Stroke do NIH.

A Iniciativa BRAIN foi lançada em 2013 com o objetivo de desenvolver as ferramentas para ver o cérebro em ação e alavancar esse conhecimento para reduzir o ônus da doença devido a distúrbios cerebrais. Pouco depois de anunciada a iniciativa, os esforços começaram a identificar potenciais questões éticas que podem ser levantadas por novas investigações no cérebro humano, incluindo aquelas que envolvem cirurgia cerebral invasiva. O NIH formou a Divisão de Neuroética do Grupo de Trabalho Multi-Conselho BRAIN para auxiliar os conselhos consultivos dos institutos e centros participantes dos NIH a recomendar abordagens para identificar e abordar questões de neuroética relacionadas à pesquisa da Iniciativa BRAIN.

Os subsídios são:

Neuroethics of aDBS Systems visando transtornos neuropsiquiátricos e de movimentos
Investigador principal: Gabriel Lazaro-Munoz, Ph.D., Baylor Medicine, Houston.

MH114854 - Estimulação cerebral profunda (DBS), um procedimento neurocirúrgico em que as sondas são inseridas no cérebro para modular a atividade do circuito em regiões específicas do cérebro, tornou-se amplamente utilizado para ajudar a tratar vários distúrbios de movimento e neuropsiquiatria. O DBS adaptativo (aDBS) é uma tecnologia relativamente nova que permite a gravação da atividade das células cerebrais que é usada para regular o cérebro em tempo real. Como essas técnicas são aplicadas para tratar distúrbios neuropsiquiátricos, como depressão ou transtorno obsessivo-compulsivo, existem questões éticas especiais que vêm à frente. O Dr. Lazaro-Munoz e seu time planejam identificar as questões mais críticas de neuroética relacionadas à pesquisa do aDBS. Eles examinarão as preocupações neuroéticas observando de perto os pesquisadores que conduzem estudos de aDBS e administrar entrevistas em profundidade para estudar os participantes, seus cuidadores, pesquisadores e indivíduos que se recusaram a participar de estudos de aDBS. Uma melhor compreensão das preocupações neuroéticas associadas ao aDBS pode ajudar os pesquisadores a criar planos para garantir uma pesquisa responsável nesta área.

Ética dos pacientes e parceiros de cuidados Perspectivas sobre mudança de personalidade na doença de Parkinson e estimulação cerebral profunda
Investigador principal: Cynthia Kubu, Ph.D., Cleveland Clinic Lerner College of Medicine, Cleveland.

MH114853 - Indivíduos afetados por distúrbios neurológicos têm muitas vezes medo de que a doença ou o tratamento possam mudar a personalidade e o senso de sua identidade. O Dr. Kubu e seus colegas realizarão uma série de entrevistas com pessoas com doença de Parkinson para saber quais características de personalidade os pacientes e seus cuidadores têm mais medo de perder. O time do Dr. Kubu também examinará maneiras pelas quais as características da personalidade são afetadas pelo DBS para a doença de Parkinson. Mais conhecimento sobre as preocupações dos pacientes com mudanças de personalidade e efeitos relacionados à DBS sobre a personalidade pode permitir que os pesquisadores aliviem os medos dos pacientes que recebem DBS e podem ajudar a melhorar o processo de consentimento informado.

Alcançando a Integração Ética no Desenvolvimento de Novas Neurotecnologias
Investigador principal: Winston Chiong, MD / Ph.D., Universidade da Califórnia, São Francisco

MH114860 - Novas tecnologias que ajustam a função cerebral ao avaliar a atividade neural e estimular regiões específicas têm o potencial de ajudar pessoas com transtornos neuropsiquiátricos. No entanto, essas estratégias de tratamento também levantam uma série de preocupações quanto ao controle dos pensamentos e emoções de um indivíduo, bem como de como eles se vêem. O Dr. Chiong liderará uma equipe multidisciplinar, incluindo especialistas em neurociência, direito e filosofia, que trabalharão em estreita colaboração com pesquisadores que estão criando dispositivos para regular a atividade cerebral. Esta abordagem colaborativa inovadora para a pesquisa assegurará que as preocupações éticas dos pacientes, cuidadores e clínicos sejam abordadas a partir das fases iniciais do plano de pesquisa e podem ajudar a permitir a aceitação de novos tratamentos para transtornos neuropsiquiátricos.

Habilitando a participação ética na neurociência inovadora sobre doenças mentais e dependências: Rumo a uma nova ferramenta de triagem Melhorando o consentimento informado para a pesquisa transformadora no cérebro humano.

Investigador principal: Laura Roberts, Ph.D., Stanford University, Stanford, Califórnia
MH114856 - Ferramentas em desenvolvimento e neurotecnologias estão sendo desenvolvidas, que podem ajudar pessoas afetadas por doenças mentais e vícios. À medida que os pesquisadores começam a testar novas tecnologias nas pessoas, surgem preocupações quanto à participação ética nesses estudos. O grupo do Dr. Roberts trabalhará com pesquisadores do cérebro, neuroethicists e membros de conselhos de revisão institucional para identificar questões éticas levantadas por pesquisas inovadoras relacionadas a doenças mentais. O Dr. Roberts e sua equipe também examinarão como as pessoas com doenças mentais, em comparação com controles saudáveis, decidem se devem participar de estudos de pesquisa em neurociências. Reconhecer possíveis preocupações éticas e entender como as pessoas tomam decisões em relação à participação na pesquisa pode melhorar o consentimento informado para estudos e pode ajudar a salvaguardar os voluntários do estudo.

Salvaguardas Éticas para Saída e Retirada da Pesquisa de Neurotecnologia Implantada
Investigador principal: Lauren Sankary, J.D., Cleveland Clinic Lerner College of Medicine, Cleveland.

F32MH115419 - Pacientes que participam de um estudo de pesquisa de uma nova tecnologia cerebral podem enfrentar decisões difíceis em relação ao encerramento do estudo e se os dispositivos implantados foram removidos. A Sra. Sankary e seus colegas realizarão uma revisão detalhada das regulamentações e práticas atuais relacionadas aos indivíduos que terminam sua participação em estudos de pesquisa que usaram novas ferramentas de neurociência. O grupo da Sra. Sankary também entrevistará os participantes da pesquisa para conhecer suas experiências após sua participação no estudo e preocupações quanto à remoção do dispositivo. Uma melhor compreensão das questões relacionadas à saída dos estudos de estudos de estudos ajudará a apoiar o desenvolvimento de salvaguardas para proteger os voluntários do estudo e garantir que suas preocupações sejam abordadas no projeto de protocolos de pesquisa.

Além dos subsídios de financiamento em neuroética, o NIH organizou um workshop em 26 de outubro de 2017, intitulado "Questões éticas na pesquisa com dispositivos neurais invasivos e não invasivos em seres humanos", que explorou questões éticas e abordagens práticas específicas para pesquisa com invasivos e dispositivos neurais não-invasivos. A oficina resultará em uma publicação que descreve os fatores que os pesquisadores consideram em torno da neuroética. Para ver uma gravação da oficina, acesse: https://braininitiative.nih.gov/about/neuroethics.htm

O NINDS é o principal financiador nacional da pesquisa no cérebro e no sistema nervoso. A missão do NINDS é buscar conhecimentos fundamentais sobre o sistema nervoso e nervoso e usar esses conhecimentos para reduzir o peso da doença neurológica.

Sobre o Instituto Nacional de Saúde Mental (NIMH): A missão do NIMH é transformar a compreensão e o tratamento das doenças mentais através da pesquisa básica e clínica, preparando o caminho para prevenção, recuperação e cura. Para mais informações, visite https://www.nimh.nih.gov.

Sobre os Institutos Nacionais de Saúde (NIH): NIH, a agência de investigação médica do país, inclui 27 Institutos e Centros e é um componente do Departamento de Saúde e Serviços Humanos dos EUA. O NIH é a principal agência federal que realiza e apoia pesquisa médica básica, clínica e translacional, e está investigando as causas, tratamentos e curas para doenças comuns e raras. Para mais informações sobre o NIH e seus programas, visite www.nih.gov. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: NIH.

Em Milão novo sistema de estimulação cerebral profunda adaptativa

04/07/2017 - Foram publicados na prestigiada revista científica Movement Disorders resultados da experimentação de um novo "sistema de estimulação cerebral profunda adaptativa (ADBS)" para o tratamento de pacientes que sofrem de doença de Parkinson. O método inovador foi criado e patenteado por um spin-off da Università degli Studi di Milano e Fondazione IRCCS “Ca’ Granda” Ospedale Maggiore Policlinico di Milano.

A estimulação cerebral profunda tradicional (DBS) é a colocação em uma região subcortical do cérebro de um microeletrodo que gera pulsos elétricos suaves para aliviar os sintomas da doença de Parkinson. O novo método ADBS é uma forma de estímulo capaz de se adaptar a qualquer momento para o estado clínico dos pacientes, pela primeira vez livre para se mover no espaço hospitalar.

Os resultados de investigação têm demonstrado que, em comparação com DBS convencional, o ADBS produz melhores resultados, particularmente no que diz respeito ao controlo dos movimentos involuntários presentes nas fases mais avançadas da doença, devido ao efeito de medicamentos de longa duração.

"Este estudo - explicam os pesquisadores em Milão - é um modelo acadêmico que vai desde a pesquisa básica e translacional multidisciplinar (que transforma os resultados da investigação fundamental para aplicações clínicas), no desenvolvimento de propriedade intelectual, para ensaios clínicos de pacientes: um ' excelência industrial, que também teve implicações para a criação de um spin-off com a participação da universidade e a Fondazione Ca’ Granda”. Original em italiano, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Research Italy.

Estimulação cerebral profunda adaptável para a doença de Parkinson demonstra os efeitos secundários de fala reduzidos em comparação com a estimulação convencional no quadro agudo

16 August 2016 - Introdução
A estimulação cerebral profunda (DBS) para a doença de Parkinson (DP) é atualmente limitada pelos custos, eficácia parcial e efeitos colaterais cirúrgicos e de estimulação. Isso motivou o desenvolvimento do DBS adaptativo (aDBS), em que a estimulação é ajustada automaticamente de acordo com um biomarcador neurofisiológico do estado clínico, como a atividade oscilatória β (12-30 Hz). O aDBS foi estudado em primatas Parkinsonianos e pacientes e tem sido relatado como sendo mais eficiente em termos energéticos e eficaz no alívio dos sintomas motores do que o DBS Convencional (cCDB) em amplitudes 1 e 2, combinadas.

No entanto, estes estudos não analisaram se os efeitos colaterais também podem ser evitados com a estimulação clinicamente eficaz. Na DP, é bem reconhecido que uma proporção significativa de pacientes desenvolvem deterioração da fala seguinte ao implante do DBS no núcleo subtalâmico (STN), que pode ser reversivel.3

Aqui nós testamos a estimulação bilateral, otimizando os parâmetros para o aDBS, e avaliando a inteligibilidade da fala. Na hipótese de que o aDBS agudo seria mais eficaz e mais eficiente do cDBS em parâmetros de estimulação emparelhados, e causando menos comprometimento da fala.

Métodos
Foram recrutados 10 pacientes com DP idiopática avançada após a implantação de eletrodos DBS nas gravações STN. 2 ocorreu 3-6 dias após a colocação do eletrodo durante um período temporário de externalização. Todos os participantes deram consentimento informado por escrito, e foram testados após a retirada durante a noite da medicação dopaminérgica (ver material suplementar online). Dois pacientes foram excluídos devido à falha do estimulador externo que leva a não entrega de tensão em condições para aDBS e cDBS.

Dados complementares
A estimulação do aDBS foi entregue bilateralmente, somente quando a amplitude β excedeu um limite descrito.2 Previamente os contatos do aDBS, tensões e limiares de disparo foram definidas de forma independente para os dois lados de acordo com os benefícios motores de paraestesia induzida, com os mesmos contatos / tensões usadas para o cDBS.

A estimulação em cada bloco continuou durante 15 minutos antes da avaliação. Os participantes foram, durante o aDBS, avaliados cegos e randomizados, O cDBS e condições externas foi usado parao teste de inteligibilidade da fala padronizado e validado (SIT) no qual os participantes leram frases totalizando 110 palavras.4, 5 A fala foi gravada, e o % de inteligibilidade foi avaliada por um terapeuta de fala e linguagem (cego para condição). Seis dos oito participantes completaram uma avaliação MDS-UPDRS-III, que foi filmada e avaliada off-line (rigidez excluídos, UPDRS Total = 112) por dois especialistas em distúrbios do movimento, em testes cegos. Dois participantes não realizaram a avaliação MDS-UPDRS-III devido à fadiga / mal-estar relacionada com estados prolongados de off. As nossas medidas de resultado primário foram uma comparação do aDBS com cDBS para o discurso (SIT), e por comprometimento motor (vUPDRS). O teste estatístico foi realizado por medidas repetidas ANOVA (rmANOVA) e teste t de Student.

Resultados
A voltagem média (fixa através de cDBS e aDBS) foi de 2,7 ± 0,2 V, com a condição de estimulação em aDBS entregue em 42,6 ± 3,7% do tempo.

Pontuações de fala
Os escores de base SIT sem medicação foram 67,9 ± 9,2%. rmANOVA (Off DBS, do aDBS e cDBS) demonstrou um efeito significativo do tipo de estimulação (F2 = 4,153, p = 0,038). Nosso contraste planejado demonstrou melhor inteligibilidade da fala com aDBS (70,4 ± 6,4%) do que com cDBS (60,5 ± 8,2%; T7 = 2,8, ptwo cauda = 0,02; Figura 1). Nas comparações exploratórias secundárias, aDBS não foi diferente para fora DBS, mas cDBS era pior do que off DBS (T7 = 2,55, ptwo cauda = 0,038). (...)

Discussão
Um trabalho recente demonstrou que aDBS pode ser mais eficaz na melhoria dos sintomas motores do que a estimulação convencional na DP com amplitudes de estimulação otimizados para cDBS.1, 2 Aqui, nós investigamos deterioração do discurso induzido por estimulação aguda com parâmetros otimizados para aDBS contrastado com cDBS usando estes mesmos parâmetros. Descobrimos que neste quadro agudo, os parâmetros de estimulação ideais para aDBS reduziram significativamente os efeitos colaterais reversíveis para discurso e melhoraram a função motora, enquanto que estes mesmos parâmetros de estimulação não conseguiram produzir um efeito benéfico com cDBS e levou ao prejuízo na inteligibilidade da fala. Em conjunto, estes resultados sugerem que parâmetros de estimulação adaptados ao aDBS pode potencialmente ter um maior janela terapêutica do que cDBS com os mesmos parâmetros. Este duplo efeito pelo qual o aDBS parece ter um limite inferior de eficácia, mas a poupança no discurso pode estar relacionada com o direcionamento temporal da estimulação por rajadas p.

A deterioração média na pontuação SIT quando estimulado por cDBS em oposição ao aDBS foi clinicamente relevante (9,9%). Para efeito de comparação quantitativa, a deterioração média quando a STN é estimulado a 4 V em comparação com 2 V é relatado como 16,5%, 4 e a melhoria da média com Lee Silverman Tratamento de voz foi relatado mais recentemente como 4,7% 0,5

O presente estudo tem algumas limitações reconhecidas principalmente decorrentes de sua natureza aguda no pós-operatório, resultando em um efeito microlesional temporário. Por conseguinte, as respostas à estimulação podem não ser necessariamente representativas do estado crônico. Além disso, o período pós-operatório também introduziu limitações de tempo e os pacientes foram significativamente desgastados por meio de testes, e apenas blocos de estimulação curta foram realizados que podem ter diminuído o efeito médio de estimulação e causado aumento da variabilidade. Além disso, o tamanho da amostra foi limitada, e o uso de avaliações baseadas em vídeo cegos, o que exige excluir pontuação de rigidez e fornece tamanhos de efeito menor do que observações não-cego, podem ter obscurecido efeitos benéficos dos cDBS. Em suma, o estudo atual não pode confirmar se o aDBS irá revelar ser mais eficaz ou tolerável do que cDBS optimizados de forma independente no cenário crônico, mas não fornece a prova de dados que o conceito que do aDBS pode, pelo menos de forma aguda, têm menos propensão para causar efeitos colaterais indesejados que o cDBS.

Em conclusão, nosso estudo fornece os primeiros dados do grupo cego demonstrando que o aDBS tem o potencial de ser mais eficaz, com menores limiares de eficácia de estimulação e menos efeitos colaterais na fala do que o cDBS, embora isso vá precisar de confirmação em estudos em pacientes cronicamente implantados. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: JNNP. (notas de rodapé e referências bibliográficas na fonte)

Afinal o que é o DBS adaptativo, que também pode ser chamado de interativo?
A grosso modo, trata-se de um DBS que mede o nível de estimulação endógeno (a atividade oscilatória β) através de um eletrodo embutido nos eletrodos de estimulação (tipo um fio de cabelo envolto por outro fio de cabelo) e procede através de microprocessador implantado no peito a compensação, ou seja, se a atividade oscilatória β é baixa, aumenta a estimulação do DBS ou vice-versa, mantendo a estabilidade da estimulação conforme a resposta endógena.

Estimulação em ciclo fechado promete poucos efeitos colaterais para pacientes de Parkinson

Como o estímulo adaptativo poderia fazer uma diferença significativa para pacientes com doenças neurológicas, como a doença de Parkinson.

FEBRUARY 3, 2016 - Os efeitos colaterais potenciais no tratamento da doença de Parkinson com estimulação poderiam ser evitados com uma abordagem de ciclo fechado, que se adapta continuamente aos sintomas? Esta é uma das questões-chave que os Drs. Ioannis Vlachos e seus colegas Taskin Deniz, Dr. Ad Aertsen e Dr. Arvind Kumar abordam em um estudo publicado na revista PLoS Computational Biology.

A abordagem, desenvolvida no Centro Bernstein Freiburg e no aglomerado BrainLinks-BrainTools de excelência da Universidade de Freiburg, oferece um significativo passo em frente na pesquisa de métodos inovadores para tratar a doença de Parkinson (DP).

"Atualmente, existem apenas duas terapias comuns para tratar esta doença. Ou você pode administra drogas ou, se isso não funcionar, é preciso recorrer à estimulação elétrica, a chamada estimulação cerebral profunda ", explica Vlachos.

Na última abordagem, que atualmente se segue de um método conhecido como estimulação de malha aberta, um elétrodo é implantado no cérebro do paciente para fornecer um trem de pulsos de estimulação contínua.

"Em princípio, isso se assemelha a abordagem do marcapasso cardíaco", diz Vlachos. No entanto, os sintomas da doença de Parkinson não são constantes. E, portanto, os pesquisadores argumentam, que constantemente estimular o cérebro com o mesmo sinal não é o tratamento mais eficiente.

"Em nossa abordagem de ciclo fechado, o eletrodo fornece um estímulo que se ajusta para aos sintomas momentâneos. Através deste método, estamos esperando evitar alguns efeitos secundários, tais como desequilíbrio da marcha ou comprometimento da fala que ocorrem no tratamento DBS convencional", explica Vlachos.

Através da nova abordagem de ciclo fechado, a atividade cérebro é registada e alimentada a um dispositivo neuroprosthetico, que, em seguida, ajusta a intensidade de estimulação. O controlador monitora continuamente a atividade do cérebro, que reflete a gravidade dos sintomas da DP. A natureza da atividade gravada determina o sinal de estimulação. Se a estimulação mais forte é necessária, a entrada de controle se torna mais forte, se a atividade se torna mais fraca, a estimulação é enfraquecida. Se não houver nenhuma atividade patológica o dispositivo não irá fornecer qualquer estímulo.

O diagrama mostra o sistema de circuito fechado.

A atividade e os registros de dispositivos cerebrais neuroprostheticos adaptam constantemente sua estimulação com as exigências atuais. Fonte da imagem: Crédito: Gunnar Grah / BrainLinks-Braintools.

"Isso economiza a vida da bateria e, portanto, aumenta os intervalos de recarga e manutenção - claramente uma vantagem para o paciente portador da bateria", explica o pesquisador.

A mesma abordagem pode ser utilizada para o tratamento de outras doenças, tais como epilepsia ou esquizofrenia. Além disso, o método Vlachos 'também pode ser utilizado para conceber controladores para a estimulação não-invasiva, tal como técnicas de estimulação transcraniana. Isto significa que o cérebro pode ser estimulado a partir do exterior, sem a necessidade de perfurar um orifício no crânio e implantar um elétrodo no cérebro.

O método de estimulação de circuito fechado desenvolvido por Vlachos e colegas pode ainda ser adaptado para influenciar a atividade do cérebro para lidar com questões básicas da ciência: "Por exemplo, quando os animais assistirem a uma entrada muitas vezes há um aumento na oscilações. Usando nosso controlador, podemos modular a força das oscilações e testar se e como a nossa atenção é afetada por tais oscilações de rede ".

Depois de prometer resultados em simulações de computador para modelar a dinâmica das grandes redes de neurônios de atividade, o próximo passo será verificar a abordagem em modelos animais, antes que possa ser testado em pacientes humanos.

Sumário
Há um interesse crescente no desenvolvimento de novos métodos de estimulação cerebral para controlar a atividade neural aberrante relacionada com a doença e para tratar de questões básicas de neurociência. Os métodos convencionais para manipular a atividade do cérebro dependem de abordagens de circuito aberto, que geralmente levam à estimulação excessiva e, crucialmente, não restituem os cálculos originais realizados pela rede. Assim, eles são muitas vezes acompanhados por efeitos colaterais indesejáveis. Aqui, apresentamos o controle atraso de feedback (DFC), um método conceitualmente simples, mas eficaz, para controlar as oscilações patológicas em redes neurais (SNNS). Usando a análise matemática e simulações numéricas que mostram que DFC pode restaurar uma vasta gama dinâmica de rede aberrantes, quer através da supressão ou aumento da atividade irregular síncrona. Importante, DFC, além de orientar o sistema de volta a um estado saudável, também recupera os cálculos realizados pela rede subjacente. Finalmente, usando a teoria de que o papel de identificar neurónios individuais e propriedades de sinapses na determinação da estabilidade do sistema de circuito fechado. <i>Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo.</i> Fonte: NeuroScienceNews.

Activa® PC+S

New Medtronic Deep Brain Stimulation System the First to Sense and Record Brain Activity While Delivering Therapy

First Implant of Activa® PC+S Deep Brain Stimulation System Initiates Research That Could One Day Significantly Change How Neurological and Psychological Diseases are Treated MINNEAPOLIS AND MUNICH - August 7, 2013 - Medtronic, Inc. (NYSE: MDT) today announced the first implant of a novel deep brain stimulation (DBS) system that, for the first time, enables the sensing and recording of select brain activity while simultaneously providing targeted DBS therapy. This initiates research on how the brain responds to the therapy and could yield insights that one day significantly change the way people with devastating neurological and psychological disorders, such as Parkinson's disease, essential tremor, dystonia, and treatment-resistant obsessive-compulsive disorder, are treated. (Medtronic, Inc. (NYSE: MDT) anunciou hoje o primeiro implante de um novo sistema de estimulação profunda do cérebro (DBS), sistema que, pela primeira vez, permite a detecção e registro da atividade cerebral e ao mesmo tempo selecionar uma terapia DBS ao alvo. Isto inicia a pesquisa sobre como o cérebro responde à terapia e como pode produzir insights que um dia mudarão significativamente a forma como as pessoas com distúrbios neurológicos e psicológicos devastadores, como a doença de Parkinson, tremor essencial, distonia, e resistentes ao tratamento do distúrbio obsessivo -compulsivo, são tratadas.) The Activa® PC+S DBS system delivers proven Medtronic DBS Therapy while at the same time sensing and recording electrical activity in key areas of the brain using sensing technology and an adjustable algorithm, which enable the system to gather brain signals at various moments as selected by a physician.  Initially, this new technology will be made available to a select group of physicians worldwide for use in clinical studies. These physicians will use the system to map the brain's responses to Medtronic DBS Therapy and explore applications for the therapy across a range of neurological and psychological conditions. (O sistema + Activa ® PC S Medtronic DBS Therapy possibilita ao mesmo tempo a aplicação e monitoramento da atividade elétrica em áreas chave do cérebro que utilizam tecnologia de sensoriamento e um algoritmo ajustável​​, que permite ao sistema coletar os sinais do cérebro em vários momentos selecionados por um médico. Inicialmente, esta nova tecnologia estará disponível para um seleto grupo de médicos em todo o mundo para uso em estudos clínicos. Estes médicos usarão o sistema para mapear as respostas do cérebro à Medtronic DBS Terapia e explorar as aplicações para a terapia em uma variedade de condições neurológicas e psicológicas.) The Activa PC+S system, which delivers stimulation to targeted areas of the brain like existing Medtronic DBS systems, was implanted for the first time at Ludwig Maximilians University in Munich, Germany in a person with Parkinson's disease. This patient will be treated by a team that includes neurologist Kai Bötzel, department of neurology, Ludwig Maximilian University and neurosurgeon Jan Mehrkens, M.D., head of functional neurosurgery, Ludwig Maximilian University, who implanted the system. Dr. Bötzel will be the first to use data gathered by the Activa PC+S system to gain unprecedented insight into how the brain responds to DBS therapy. "DBS therapy works for people with Parkinson's disease and other movement disorders, but there is much to learn about how the brain responds to the therapy," said Dr. Bötzel. "This new system will allow us to treat patients with conventional DBS therapy, while at the same time opening the door for research that was not possible until now. We hope these insights will lead to the development of effective new treatments tailored to the needs of individuals." "Devastating conditions like Parkinson's disease and obsessive-compulsive disorder take a significant toll on countless people, as well as their loved ones," said Lothar Krinke, Ph.D., vice president and general manager of the Deep Brain Stimulation business in Medtronic's Neuromodulation division. "Medtronic is excited to provide this new system to researchers worldwide, and we expect that their respective studies will lead to accelerated understanding of how neurological and psychological conditions develop and progress. This represents a significant milestone for DBS therapy and the long-term journey toward a closed-loop DBS system, which could personalize therapy by using device data to automatically adjust to the needs of individual patients." Medtronic's Activa PC+S system received CE (Conformité Européenne) mark in January 2013. It is not approved by the U.S. Food and Drug Administration for commercial use in the United States, and will be made available to select physicians for investigational use only. Additional implants of the Activa PC+S system, including the first implant in the United States, will take place in the coming months. Multimedia Release A multimedia version of this release, with links to graphics, animation and additional background information can be found at: http://bit.ly/19C3FLc About Medtronic DBS Therapy DBS therapy uses a surgically implanted medical device, similar to a pacemaker, to deliver mild electrical pulses to precisely targeted areas of the brain. The stimulation can be programmed and adjusted non-invasively by a trained clinician to maximize symptom control and minimize side effects. More than 100,000 patients worldwide have received Medtronic DBS Therapy. The therapy is currently approved in many locations around the world, including Europe and the United States, for the treatment of the disabling symptoms of essential tremor, advanced Parkinson's disease and chronic intractable primary dystonia, for which approval in the United States is under a Humanitarian Device Exemption (HDE). In Europe, Canada and Australia, DBS therapy is approved for the treatment of refractory epilepsy. DBS therapy is also approved for the treatment of severe, treatment-resistant obsessive-compulsive disorder in the European Union and Australia, and in the United States under an HDE. Medtronic's Leadership in Neuromodulation Medtronic developed and leads the field of neuromodulation, the targeted and regulated delivery of electrical pulses and pharmaceuticals to specific sites in the nervous system. The company's Neuromodulation business includes implantable neurostimulation and targeted drug delivery systems for the management of chronic pain, common movement disorders, spasticity and urologic and gastrointestinal disorders. About Medtronic Medtronic, Inc. (www.medtronic.com), headquartered in Minneapolis, is the global leader in medical technology - alleviating pain, restoring health, and extending life for millions of people around the world. Any forward-looking statements are subject to risks and uncertainties such as those described in Medtronic's periodic reports on file with the Securities and Exchange Commission. Actual results may differ materially from anticipated results. Fonte: Medtronic. Em resumo: O novo sistema em testes utiliza eletrodos diferentes dos utilizados atualmente que possibilitam ao médico monitorar graficamente o formato do campo eletrodinâmico gerado no entorno dos núcleos cerebrais alvos possibilitando um feedback da estimulação, otimizando-a.

DBS adaptativo para Doença de Parkinson

Um sistema de estimulação profunda do cérebro inteligente e adaptativo mostra grande potencial em um estudo preliminar.

October 30, 2013 - Um dos objetivos primordiais na investigação da estimulação cerebral profunda (DBS) é alcançar uma forma mais inteligente e mais eficiente de levar energia elétrica para o cérebro. Para estabelecer uma prova de princípio para este tipo de abordagem no tratamento da doença de Parkinson (DP), os pesquisadores realizaram um experimento em oito pacientes. Eles usaram uma interface cérebro-máquina que interpreta sinais do cérebro em pacientes com DP avançada. Os sinais detectados foram usados como uma realimentação para controlar o eletrodo do DBS, que foi implantado no núcleo subtalâmico. Cada paciente tinha DBS adaptativo e DBS contínuo ou intermitente com estimulação aleatória. A fisiologia derivada do potencial de campo local (isto, a oscilação patológica beta) foi utilizada como gatilho.

Ambos os avaliadores cegos e não-cegos confirmaram os resultados usando a Escala Padronizada Unificada de Parkinson. Em ambos os tipos de DBS as pontuações motoras melhoraram de acordo com ambos os avaliadores não cego e cego, mas as melhorias com o DBS adaptativo (em 66% e 50 % não cego cego) foram de 29 % e 27 % melhores do que com o DBS contínuo. O tempo total de estimulação foi de 56% menor com o DBS adaptativo do que com o DBS contínuo, o que reduziu as necessidades estimadas de energia e, teoricamente, poderia levar a uma maior vida da bateria DBS e uma menor necessidade de substituição da mesma. A abordagem adaptativa do DBS também era superior a ambos, no off da estimulação e numa condição de estimulação aleatória.

COMENTÁRIO

A abordagem de utilizar um sinal do cérebro para desencadear estimulação cerebral profunda tem sido referida como um circuito fechado de DBS. As tentativas anteriores de conseguir este marco foram prejudicados pela falta de um marcador de cérebro e pelas limitações de hardware e tecnologia. Este relatório representa um marco importante para a terapia DBS.

Embora os resultados tenham sido impressionantes, houve várias limitações críticas. A estimulação foi fornecida através de um fio externalizado do DBS e foi realizado durante o período pós-operatório imediato. Após o experimento, todos os pacientes tiveram implantados o hardware do DBS aprovado pela norma da agência reguladora. Será importante replicar esses resultados em um paciente crônico, acordado, e comportando-se com doença de Parkinson. Além disso, os efeitos de medicamentos e a influência do complexo comportamento humano em oscilações beta, que fornece o gatilho para DBS, podem complicar a tradução destes achados na prática clínica. Apesar das limitações, este é um relatório preliminar e muito importante para todos os pesquisadores da DP humana interessados ​​em desenvolver terapias mais inteligente e mais benéficas ​para seus pacientes. (original em inglês, tradução Hugo). Fonte: NEJM Journal Watch. N.T.: O primeiro artigo sobre este tema não usava o termo adaptativo. Por isso, na ocasião, usei a expressão interativo. Provavelmente o termo adaptativo vá vingar, portanto será doravante o usado.

Eletrodos detectam ritmos cerebrais anormais associados com o Parkinson

Descoberta pode levar à próxima geração de dispositivos de estimulação cerebral para monitorar e aliviar sintomas da doença

05/03/2013 - Cientistas da Universidade da Califórnia, San Francisco , nos EUA, descobriram como detectar ritmos cerebrais anormais associados com o Parkinson através da implantação de eletrodos dentro do cérebro de pessoas com a doença.

O trabalho pode levar ao desenvolvimento da próxima geração de dispositivos de estimulação cerebral para monitorar e aliviar os sintomas de pessoas com a condição.

A pesquisa lança luz sobre como a doença de Parkinson afeta o cérebro, e representa a primeira vez que alguém foi capaz de medir um sinal quantitativo da doença dentro do córtex cerebral, camada mais externa do cérebro que ajuda a guiar a memória, movimento físico e a consciência.

Os resultados foram publicados na revista PNAS.

"Normalmente, as células individuais do cérebro estão funcionando de forma independente a maior parte do tempo, trabalhando em conjunto apenas para tarefas específicas. Mas, na doença de Parkinson, muitas células cerebrais exibem "sincronização excessiva", sendo disparadas em sincronia de forma inapropriada a maior parte do tempo", explica o autor sênior da pesquisa Philip Starr.

Segundo Starr, esta sincronização excessiva conduz a problemas de movimento e outros sintomas característicos da doença.

O novo trabalho mostra também como a estimulação cerebral profunda (DBS), que eletriza regiões mais profundas no cérebro, abaixo do córtex, pode afetar o córtex. Esta descoberta pode mudar como a DBS é utilizada no tratamento de Parkinson e outras desordens do movimento com base neurológica, além de ajudar a refinar a técnica para outros tipos de tratamento.

O estudo

Semelhante a colocar um marca-passo dentro do peito de um paciente do coração, a estimulação cerebral profunda requer o implante de eletrodos dentro de pequenas partes do cérebro para fornecer a corrente elétrica.

Em casos de Parkinson, esses eletrodos são implantados geralmente em pessoas com a fase intermediária da doença que não obtém benefícios de medicamentos.

Nessas pessoas, a estimulação cerebral profunda combate os problemas de mobilidade graves e outros sintomas, ajudando-as a viver com função motora melhor durante muitos anos. Eventualmente, no entanto, a natureza progressiva da doença de Parkinson supera a capacidade de estimulação cerebral profunda para aliviar os sintomas.

Segundo Starr, o estranho é que ninguém entende como a estimulação profunda do cérebro trabalha exatamente. A hipótese mais aceita é que ela alivia os sintomas, substituindo os circuitos anormais e defeituosos do cérebro, da mesma forma que diminuir o ruído pode aumentar a fidelidade de uma gravação musical.

O novo trabalho apoia essa hipótese. Trabalhando com 16 pacientes com doença de Parkinson e nove com distonia cervical em tratamento neurocirúrgico ao longo dos últimos três anos, Starr e seus colegas mostraram claramente como detectar a sincronização excessiva do cérebro na superfície cerebral em pessoas com doença de Parkinson.

A pesquisa mostrou que a estimulação cerebral profundo pode devolver essas células da superfície ao seu estado independente, eliminando a sincronização inapropriada.

Os pacientes no estudo tiveram eletrodos flexíveis colocados sobre a superfície do cérebro durante algumas horas durante a cirurgia, além de receber eletrodos profundos implantados para a estimulação cerebral de longo prazo.

A equipe então comparou as gravações de superfície do cérebro de 25 pacientes com outras nove pessoas que foram submetidos à cirurgia para epilepsia e não tinham padrões cerebrais anormais enquanto não estavam tendo convulsões.

"A capacidade de monitorar a sincronização cerebral excessiva na superfície do cérebro mostra o caminho para a próxima geração de estimuladores cerebrais que seriam mais sofisticados", observa Starr. Atualmente a maioria dos dispositivos implantados em pacientes entrega estimulação elétrica contínua. Mas marcapassos cardíacos modernos entregam corrente apenas quando necessário. Se os implantes de DBS puderem ser feitos para detectar um sinal anormal na superfície do cérebro e entregar a sua estimulação eléctrica apenas quando necessário, eles podem funcionar melhor, exigir muito menos trabalho de clínicos para ajustar as configurações do estimulador, e ser capaz de ajustar automaticamente a níveis de estimulação para coincidir com as alterações nos sintomas do paciente.

O próximo passo, segundo Starr, será encontrar formas de detectar esses sinais automaticamente com um dispositivo DBS implantado de modo que o estimulador cerebral elétrico responda automaticamente às necessidades do paciente. Fonte: Record R7.