Descrizione del progetto
Un nuovo algoritmo per il sistema di controllo della stimolazione cerebrale profonda
La stimolazione cerebrale profonda (DBS, deep brain stimulation) prevede una procedura per l’impianto di un dispositivo in grado di inviare segnali elettrici alle aree del cervello responsabili del movimento del corpo. Negli ultimi anni, essa si è rivelata valida come trattamento per i sintomi del morbo di Parkinson. Ciononostante, i meccanismi alla base della DBS sono poco conosciuti e il trattamento dei pazienti è inefficiente a causa della programmazione non ottimale dei parametri di stimolazione. Gli attuali sistemi di DBS operano secondo una configurazione «a circuito aperto», con parametri che vengono fissati empiricamente per il tempo di stimolazione rimanente. La DBS a circuito chiuso rappresenta un nuovo approccio dotato del potenziale di superare le attuali limitazioni grazie a un adeguamento automatico dei parametri di stimolazione, in base alle necessità. Il progetto DBScontrol, finanziato dall’UE, ha sviluppato modelli computazionali dei circuiti neurali attivi nel cervello durante la DBS per testare nuovi algoritmi per il trattamento a circuito chiuso. L’obiettivo della fase di fattibilità attualmente in corso è dimostrare l’implementazione su un dispositivo prototipo ed effettuare test pre-clinici su modelli animali.
Obiettivo
Over the past 25 years deep brain stimulation (DBS) has emerged as an effective treatment for the symptoms of Parkinson's disease (PD). Despite its success, the mechanisms of DBS are not yet fully understood. Moreover, patients experience side effects and poor control of symptoms associated with suboptimal programming of stimulus parameters. Current DBS systems operate in an 'open-loop' configuration with stimulus parameters (pulse amplitude, duration and frequency) empirically set and remaining fixed over time. Closed-loop DBS offers an alternative approach that has the potential to overcome current limitations and increase therapeutic efficacy, while reducing side-effects and increasing battery life, by automatically adjusting stimulation parameters as required. Although the potential benefits of closed-loop DBS are widely recognised, these systems have not yet been implemented clinically. Under the parent ERC project DBSmodel, we have developed biophysically detailed computational models of the neural circuits in the brain during DBS and are using these to develop and test novel algorithms for closed-loop DBS. Before these can be trialled in humans, however, feasibility must first to be demonstrated through implementation on a prototype device and pre-clinical testing in animal models. ERC proof of concept funding will enable us to do this by implementing and testing a novel closed-loop DBS system in an animal model of PD. The experimental validation will confirm the efficacy of a prototype solution suitable for translation to human studies.
Campo scientifico
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-POC-LS - ERC Proof of Concept Lump Sum PilotIstituzione ospitante
4 Dublin
Irlanda