Modulation of functional connectivity of the large scale cortical networks by STN DBS
Project goals
Deep brain stimulation (DBS) is an effective long-term treatment for motor symptoms in advanced Parkinson's disease (PD). The most frequently used target is the subthalamic nucleus (STN). For some patients, the beneficial motor effects may be accompanied by cognitive impairment and other neuropsychiatric disturbances. PD is associated with impaired functioning of the basal ganglia, their interactions with cortical structures resulting in changed functional cortical connectivity. STN plays an integrative role in motor and cognitive functioning and its stimulation probably partly restores the physiological coupling between the cortical areas, but the effect on the somatomotor network may differ from the effects on the cognitive networks. Thus, we will use scalp high-density EEG under on and off conditions and also direct intracerebral recordings of the STN combined with scalp recording in the subgroup. High performance analytical methods will be used to clarify the STN DBS impact on motor and cognitive cortical networks and correlated with longitudinal clinical examination.
Keywords
EEGEEGbrain stimulationmozková stimulacesubthalamické jádrokortikální funkční konektivitakognitivní poruchysubthalamic nucleuscortical functional connectivitycognitive impairment
Public support
Provider
Ministry of Health
Programme
Programme to support medical applied research in 2015 to 2022
Call for proposals
Zdravotnický AV 2 (SMZ0201601)
Main participants
Masarykova univerzita / Středoevropský technologický institut
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
16-33798A
Alternative language
Project name in Czech
Modulace funkční konektivity kortikálních sítí vlivem STN DBS
Annotation in Czech
Hluboká mozková stimulace (DBS) je dlouhodobě účinná metoda léčby pozdních hybných příznaků Parkinsonovy nemoci (PN). Nejčastějším cílem stimulace je subthalamické jádro (STN). U některých pacientů se i přes pozitivní efekt na hybné příznaky občas setkáváme s poruchami kognitivních funkcí a jinými neuropsychiatrickými příznaky. PN je spojena s porušenou funkcí bazálních ganglií, jejich narušenými vztahy s kortikálními strukturami a z toho plynoucí změnou funkční konektivity kortexu. STN má integrativní roli při řízení motoriky i kognice a jeho stimulace pravděpodobně částečně obnovuje fyziologické funkční propojení mezi kortikálními oblastmi, ale vliv na somatomotrické a kognitivní sítě se pravděpodobně liší. Použijeme skalpové EEG o vysoké hustotě (256 kanálů) v průběhu zapnuté a vypnuté stimulace a také přímou intracerebrání registraci v kombinaci se skalpovým EEG v případě intrakraniální podskupiny. Vysoce výkonné výpočetní a analytické metody budou použity k osvětlení vlivu STN DBS na motorické a kognitivní kortikální sítě a budou korelovány s longitudiálním klinický testování...
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
V - Vynikající výsledky projektu (s mezinárodním významem atd.)
Project results evaluation
In a sample of patients with Parknson’s disease treated with deep brain stimulation (DBS) of the subthalamic nucleus, there was a subgroup of four subjects (out of 20) identified with suboptimal clinical response to DBS. These patients performed worse in motor functions, had slower reaction time in cognitive motor task in neuropsychological assessment, compared to the other patients. They also differed in cortical oscillatory reactivity to DBS and showed different patterns in changes of global and local functional connectivity in vast brain networks. These findings can have potential clinical use, in determination of predictive biomarkers for response to DBS and can contribute to personalization of treatment strategies in patients with Parkinson’s disease. The subject of the research is very topical, the methods were chosen appropriately. One of the contributions is the technical approach to remove artifacts from inserted electrodes. It was a multidisciplinary project, with the involve
Solution timeline
Realization period - beginning
Apr 1, 2016
Realization period - end
Dec 31, 2019
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Jun 28, 2018
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP20-MZ0-NV-U/02:1
Data delivery date
Nov 2, 2020
Finance
Total approved costs
8,881 thou. CZK
Public financial support
8,881 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
8 881 CZK thou.
Public support
8 881 CZK thou.
100%
Provider
Ministry of Health
CEP
FH - Neurology, neuro-surgery, nuero-sciences
Solution period
01. 04. 2016 - 31. 12. 2019