需求驱动的深脑刺激治疗帕金森病

来自PolitécnicadeMadrid（UPM）的生物医学技术中心（CTB）的研究人员参加了与Carlos III De De Madrid和阅读大学（英国）的联合研究项目，揭示了帕金森病患者的可能亚型。通过应用这一发现，研究人员使用了人工智能技术在发现群体的患者中进行了震颤检测。目标是实现需求推动的深脑刺激，智能地减轻疾病的症状，这将提高患者的生活质量。

帕金森病是一种中枢神经系统退行性疾病，其主要症状包括震颤、强直和运动迟缓。运动功能是一种平衡，由基底神经节回路中的一组神经递质精心调节。当一种神经递质没有被正确释放时，核心间的信息效率就会降低，从而导致运动系统的疾病。这是帕金森氏症的情况，主要是由分泌多巴胺的神经元死亡引起的。认知和计算神经科学小组的研究工作的CTB-UPM集中在研究最常见的症状，帕金森病的颤抖。

帕金森病有不同类型的震颤，这取决于它出现的环境。静息性震颤(RT)是最常见的症状。RT是一种有节奏的运动，在病人休息时出现，通常在病人开始运动时消失。这种症状妨碍患者执行日常生活任务。

不同的研究表明，帕金森病实际上具有不同的亚型，因为并非所有患者都具有相同的症状学或以与治疗方式相同的回应。

帕金森病的治疗今天是一项复杂的任务。第一选择是口服药物，由左旋多巴（多巴胺的主要前体）组成。它的使用日期至20世纪60年代中期，仍然是最常见的治疗方法。左旋多巴疗法减轻了帕金森病的主要症状学，但它不会适应疾病。几年后使用这种治疗，通常大约五年，患者开始经历电机波动。

这种效应被称为“开-关”现象，即药物起作用(ON)和停止起作用(OFF)的交替时期。随着这种治疗的继续，关闭期增加。因此,口服药物越来越不合适。

由于这些并发症，一些患者需要手术以进行处理深脑刺激。这种疗法包括植入电极，对受影响的大脑结构(通常是帕金森病的丘脑底核)施加电刺激。这种刺激抑制了神经元的异常活动，这些神经元倾向于过度同步，并施加了适当的表现。

虽然神经刺激器被称为“大脑起搏器”，但它们的工作方式并不相同。起搏器能够检测心脏信号的非典型发作，并随时根据患者的需要调整刺激，而神经刺激器一旦植入，就会持续刺激大脑。这意味着设备电池必须每三到四年更换一次，需要额外的手术。

根据运动障碍协会关于震颤的共识声明，该研究结果具有高度的准确性，给出了两种患者亚型的证据，或者更具体地说是1型地震。

这些结果可能导致不同类型的患者的各种治疗的发展。

基于这些发现，本研究提出了一种基于人工神经网络的实时震颤检测系统。研究人员提出了一种工具，可以在患者遭受震颤时了解大脑信号的不同特征。通过训练，该设备将能够对震动做出决定。当需求驱动的刺激系统被判定为100%可靠时，它将被植入神经刺激器。

需求驱动的刺激装置能够检测患者颤动的何时抖动，只有这样提供脑刺激。所有这些都有双重效益：首先，当患者没有显示症状时，脑结构将能够正常工作，而不是随时被刺激。其次，电池将更有效，延长设备的使用寿命，从而延长了手术前的时间，以进行电池更换。

研究人员希望提供具有精致人工智能的可植入医疗设备。这些设备可以学习患者的病理学，并具有MTAKE决策的能力，以提高治疗和日常生活耐心。

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