2016年7月14日
本文描述了通过定量测量眼动,结合对深部脑区特定区域的刺激,以研究深部脑刺激的生理学、病理生理学机制及作用机制。
本实验的总体目标是测量深部脑刺激对扫视眼动的影响。将深部脑刺激与扫视测量相结合,为研究正常和病理状态下的脑功能提供了一种工具。该方法有助于回答有关基底神经节相关疾病病理生理学的关键问题。
该技术的主要优势在于其具有定量性和精确性,能够准确检测出细微的异常。这些是深部脑刺激中使用的一些类型的刺激器植入物。它们包含电池和电子元件,用于产生微小的电刺激。
通过类似此导线末端的电极触点,将刺激脉冲精确递送至大脑中的目标位置。首先,向受试者详细说明研究内容,并提供知情同意书供其签署。设置扫视仪,使在每次试验中,中央注视目标显示时间为1.0至2.0秒的随机时长,随后目标消失,其中一个位于左侧或右侧的外周红色目标随机出现。
接下来,让受试者坐在距离平坦无反光屏幕1.5米的位置。将扫视仪放置在受试者头部,使其置于鼻梁上,并用可调节的弹性绑带固定。确保环境光线较暗,以便清晰地看到刺激图像。
然后,告知参与者,40分钟的测试过程包含五个区组,每个区组之间有一分钟的休息时间。在第一个区组开始前,指导参与者尽可能快速而准确地移动视线,以跟随红点从屏幕中央向左侧或右侧跳跃的运动。并说明他们需要完成60次这样的任务。
将扫视计设置为生成60次试验的序列,然后按下设备上的按钮以开始第一组试验。完成第一组试验后,等待一分钟再开始第二组试验。重置扫视计以生成40次试验的序列。
在1分钟间隔即将结束时,指导参与者尽快将眼睛向红点的相反方向移动。告知他们需要重复此操作40次。随后,开始第二组试验。
完成第二个区块后,等待一分钟,然后将第二个区块的指导语再重复两次,用于第三和第四区块。最后,在完成第四个区块后,等待一分钟,指导参与者尽可能快速而准确地移动眼睛,跟随红点从中间向一侧再向另一侧跳跃,方式与第一个区块完全相同。重置扫视计以生成一组包含60次试验的序列,并开始最后的试验区块。
对于安装有深部脑刺激器(DBS系统)的受试者,请进行两次扫视测试:第一次在DBS系统正常运行时进行,第二次在关闭DBS系统后进行。为完成关闭刺激的测试,在测试前30分钟,由经过培训的临床工作人员关闭DBS系统。
然后,完成扫视测试。会话结束后,重新打开脑深部电刺激(DBS)系统。为分析数据,需将扫视仪中的原始数据下载到计算机中。
接下来,使用扫视计软件程序排除因眨眼和头部运动而产生畸变的扫视。计算包括扫视潜伏期、峰值速度和幅度在内的各项参数。此处展示了帕金森病患者在丘脑底核深部脑刺激(DBS)开启和关闭状态下的促扫视潜伏期结果。
开启刺激器后,扫视的分布会发生改变,表现为长潜伏期扫视的数量减少,以及平均潜伏期相应缩短。一旦掌握,若操作得当,该技术可在约70分钟内完成。在进行此操作时,需注意确保扫视测量仪位于鼻梁中央位置,并将室内灯光调暗。
完成此操作流程后,可采用更高级的扫视任务来回答其他问题,例如深部脑刺激如何影响眼动的认知控制。观看本视频后,您应能够充分理解如何在植入深部脑刺激器系统的受试者中使用心理计量学方法。请务必注意,使用激光可能存在危险,应确保参与者和实验操作者均避免直接注视激光束。
查看完整文字稿并访问数千部科学视频
本研究探讨了深部脑刺激对扫视眼动的影响,揭示了正常与病理状态下脑功能的机制。通过将刺激技术与精确测量方法相结合,该研究旨在增进对基底神经节相关疾病的理解。
对扫视眼动进行定量测量可为与基底节相关的神经退行性疾病提供一种可转化的生物标志物,从而实现对疾病进展和治疗干预效果的客观评估。该方法通过将深部脑刺激结果与功能性眼动读数关联,支持在靶点验证中的机制性风险降低,提高临床前和早期临床决策中的预测可信度。该方法通过提供一种跨功能、可重复的读数,适用于帕金森病、亨廷顿病及其他基底节疾病,从而增强研发组合的相关性。
该方法适用于从靶点验证到先导化合物发现直至临床前评价的整个发现过程,提供了一种功能性生物标志物,用于追踪基底神经节环路的调节情况。