Mechanisms of deep brain stimulation: Role of the subthalamus in motor, visual and affective processing
Project goals
Deep Brain Stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus (STN) is an important method of treatment for Parkinson?s disease. Though there is little doubt about the beneficial effects of STN DBS on motor functions, our knowledge of the neurostimulation mechanisms is still insufficient. Moreover, the STN is involved in more than just the motor circuits. Beside the pathophysiological aspects of movement control in humans, our proposed project is designed to study the STN DBS effects on visual functions and on the perception of affectively charged stimuli. Using functional magnetic resonance imaging (fMRI) we expect to observe cortical and subcortical regions influenced by STN DBS. Due to different nature of pharmacological and neurostimulation treatment weexpect to detect STN DBS mechanisms different from the central effects of dopaminergic treatment. Using perioperative single-cells recording we will search for subthalamic neurons involved in the affective circuits. We expect our experiments to contribute to better understanding of mechanisms of DBS and to general knowledge of the functioning of basal ganglia in the human brain.
Keywords
deepbrainstimulationfunctionalmagneticresonanceimagingsubthalamicnucleus
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 12 (SGA02009GA-ST)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
309-09-1145
Alternative language
Project name in Czech
Mechanismy hluboké mozkové stimulace: Úloha subthalamu v motorických, vizuálních a afektivních procesech
Annotation in Czech
Hluboká mozková stimulace (Deep Brain Stimulation ? DBS) subthalmického jádra (STN) je důležitou metodou léčby Parkinsonovy nemoci. Ačkoliv o příznivých terapeutických účincích STN DBS na hybnost není pochyb, naše znalosti o patofyziologických mechanismech neurostimulace jsou nedostatečné. STN jádro přitom není zapojeno jen do motorických okruhů. V předkládáném projektu se kromě patofyziologických aspektů řízení hybnosti u člověka budeme věnovat účinkům STN DBS na zrakové funkce a na percepci podnětů safektivním nábojem. Pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI) chceme vizualizovat kortikální a subkortikálních oblastí, které jsou díky STN DBS ovlivněny. Vzhledem k rozdílným účinkům farmakologické a neurostimulační léčby předpokládáme, že dokážeme prokázat odlišnosti mechanismu STN DBS od centrálních účinků dopaminergní léčby. Pomocí peroperační mikroregistrace jednotkové aktivity chceme nalézt důkaz o existenci subthalamických neuronů zapojených do afektivních okruhů. Předpokládáme, že naše experimenty přispějí k pochopení mechanismů neurostimulace, ale i k obecnému poznání role bazálních ganglií mozku člověka.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
Study goals were fully met; the results are new findings on DBS in the STN, pathophysiological mechanisms and clinical effects. The authors found neurons in basal ganglia responding to visual stimuli. The results can have impact on future basic and clinical research and open new research options. Excellent execution of the project is evidence by 22 publications with IF.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2009
Realization period - end
Dec 31, 2012
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 1, 2012
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP13-GA0-GA-U/02:3
Data delivery date
May 17, 2016
Finance
Total approved costs
5,242 thou. CZK
Public financial support
5,224 thou. CZK
Other public sources
18 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
5 242 CZK thou.
Public support
5 224 CZK thou.
99%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
FH - Neurology, neuro-surgery, nuero-sciences
Solution period
01. 01. 2009 - 31. 12. 2012