EVALUATING THE INTEGRITY OF CORTICO-SUBCORTICAL FUNCTIONAL NETWORKS BY DEEP BRAIN STIMULATION OF THE ACCUMBENS NUCLEUS AND THE SUBTALAMIC NUCLEUS (Q3152924): Difference between revisions
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(Created claim: summary (P836): LE NOYAU ACCUMBENS (NAC) ET LE NOYAU SUBTALAMIC (STN) CONSTITUENT DEUX STRUCTURES FONDAMENTALES DES GANGLIONS BASAUX AVEC DES CONNEXIONS ÉTENDUES AU CORTEX CÉRÉBRAL, À TALAMO ET AU TRONC ENCÉPHALIQUE, EXERÇANT UN CONTRÔLE SUR UNE GRANDE VARIÉTÉ DE COMPORTEMENTS, TELS QUE LES MOUVEMENTS MOTEURS VOLONTAIRES, L’APPRENTISSAGE PROCÉDURAL OU LE FONCTIONNEMENT COGNITIF. CES DEUX NOYAUX CONSTITUENT ÉGALEMENT UN ÉLÉMENT CENTRAL DES CIRCUITS ÉMOTIONNELS E...) |
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BEWERTUNG DER INTEGRITÄT KORTIKO-SUBKORTISCHER FUNKTIONALER NETZWERKE DURCH TIEFE HIRNSTIMULATION DES AKKUMOGENKERNS UND DES SUBTALAMIC-KERNS | |||||||||||||||
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DER NUCLEUS ACCUMBENS (NAC) UND DER SUBTALAMIC-KERN (STN) BILDEN ZWEI GRUNDLEGENDE STRUKTUREN DER BASALGANGLIEN MIT UMFANGREICHEN VERBINDUNGEN ZUR HIRNRINDE, TALAMO UND DEM ENZEPHALSTAMM, DIE KONTROLLE ÜBER EINE VIELZAHL VON VERHALTENSWEISEN AUSÜBEN, WIE FREIWILLIGE BEWEGUNGSBEWEGUNGEN, VERFAHRENLERNEN ODER KOGNITIVES FUNKTIONIEREN. BEIDE NUKLEOS BILDEN AUCH EIN ZENTRALES ELEMENT DER EMOTIONALEN UND MOTIVATIONSKREISLÄUFE, SO DASS DIESE STRUKTUREN IN DER REGEL IM MITTELPUNKT NEUER BEHANDLUNGEN FÜR VERSCHIEDENE NEUROLOGISCHE UND PSYCHIATRISCHE STÖRUNGEN STEHEN, WIE PARKINSON’S-KRANKHEIT (PD) ODER OBSESSIVE-OBSESSIVE-PULSIVE STÖRUNG (OCD), ZWEI DER AM MEISTEN KAPAZITÄTSUNFÄHIGEN CHRONISCHEN HIRNERKRANKUNGEN, UND DASS IHRE SCHWEREREN UND PHARMAKORESISTENTEN FORMEN IHRE KOGNITIVE UND SOZIALE FUNKTION ERNSTHAFT BEEINFLUSSEN KÖNNEN. EMPIRISCHE BELEGE HABEN GEZEIGT, DASS SOWOHL STN ALS AUCH NAC EINE WIRKSAME THERAPEUTISCHE DIANA BEI DER BEHANDLUNG VON PD UND OCD SEIN KÖNNTEN, BZW. DURCH TIEFE ZEREBRALE ELEKTRISCHE STIMULATION (DBS) DURCH PERMANENT IMPLANTIERTE ELEKTRODEN, EINE VIELVERSPRECHENDE ALTERNATIVE ZUR ABLATIVEN CHIRURGIE BEI DIESEN STÖRUNGEN. OBWOHL VERSCHIEDENE KLINISCHE UND NEUROIMAGE-STUDIEN DIE AKTIVE BETEILIGUNG VON STN UND NAC IN VERHALTENSWEISEN IM ZUSAMMENHANG MIT ENTSCHEIDUNGSFINDUNG, LERNEN ODER EMOTIONALER UND HEMMENDER KONTROLLE GEZEIGT HABEN, WIRD DIE GENAUE FUNKTIONELLE ROLLE DIESER BEIDEN BEREICHE IN DER PATHOPHYSIOLOGIE VON PD UND OCD WEITERHIN DISKUTIERT. DARÜBER HINAUS SIND STUDIEN, DIE NEUROIMAGING UND DBS KOMBINIEREN, SEHR BEGRENZT, UND DIE MECHANISMEN, MIT DENEN DBS ES SCHAFFT, NEUROPSYCHIATRISCHE SYMPTOME BEI DIESEN PATIENTEN ZU VERBESSERN, SIND WEITGEHEND UNBEKANNT. DAHER IST EINE NEUE FORSCHUNG ERFORDERLICH, UM DIE ZUGRUNDE LIEGENDEN NEURONALEN MECHANISMEN ZU CHARAKTERISIEREN, MIT DENEN SOWOHL DBS-NAC ALS AUCH DBS-STN DIE GEHIRNAKTIVITÄT MODULIEREN UND DIE „RE-ASSEMBLY“ ZWISCHEN DYSFUNKTIONALEN GEHIRNVERBINDUNGEN BEGÜNSTIGEN. IN DIESEM PROJEKT WERDEN WIR DANK DER MÖGLICHKEIT, BEI PATIENTEN MIT AUSGELAGERTEN ELEKTRODEN IM STN UND IM NAC ZU ARBEITEN, DIE NEURONALE AKTIVITÄT DIESER STRUKTUREN MIT DERSELBEN DBS-ELEKTRODE UND OHNE ZUSÄTZLICHES RISIKO FÜR DEN PATIENTEN AUFZEICHNEN. DIESER ANSATZ ERMÖGLICHT ES UNS, MIT HILFE VON ELECTROENCEPHALOGRAFIA (EEG) VON SPEZIFISCHEN TIEFEN STRUKTUREN MIT INTRAKRANIALEN ELEKTRODEN (LFP) UND AUS KORTIKALEN REGIONEN ZU REGISTRIEREN UND SO DIE GLEICHZEITIGE ERFASSUNG VON LFP-EEG UND EEG WÄHREND DER DBS ZU ERMÖGLICHEN. DAS HAUPTZIEL UNSERES VORSCHLAGS BESTEHT DARIN, DIE INTEGRITÄT NEURONALER AKTIVIERUNGEN UND FUNKTIONELLER KONNEKTIVITÄT IN DEN VERSCHIEDENEN GROSS ANGELEGTEN HIRNNETZWERKEN BEI PATIENTEN MIT PD UND OCD, WÄHREND DER WAHRNEHMUNG KOGNITIVER UND EMOTIONALER AUFGABEN UND IN DEN RUHEZUSTAND UND DEREN BEZIEHUNG ZUR KLINISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU KLÄREN. DURCH DAS STUDIUM VON DBS-STN UND DBS-NAC IN PD UND OCD WÄHREND DER EIN-/AUS-STIMULATIONSPERIODEN BEABSICHTIGEN WIR, KRITISCHE KORTIKO-SUBKORTISCHE WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN FRONTALRINDE UND BASALGANGLIEN ZU BEWERTEN. UNSER ANSATZ KANN ZU EINER DETAILLIERTEREN HIRN- UND FUNKTIONSBEWERTUNG AUS VERSCHIEDENEN PERSPEKTIVEN FÜHREN UND STELLT EINE EINZIGARTIGE GELEGENHEIT DAR, SOWOHL SPONTANE ALS AUCH INDUZIERTE NEURONALE SCHWINGUNGSDYNAMIKEN IN VERSCHIEDENEN GEHIRNNETZWERKEN UND DEREN BEZIEHUNG ZUR PATHOGENESE, ERHALTUNG UND REDUKTION DER CHRONISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU UNTERSUCHEN. (German) | |||||||||||||||
| Property / summary: DER NUCLEUS ACCUMBENS (NAC) UND DER SUBTALAMIC-KERN (STN) BILDEN ZWEI GRUNDLEGENDE STRUKTUREN DER BASALGANGLIEN MIT UMFANGREICHEN VERBINDUNGEN ZUR HIRNRINDE, TALAMO UND DEM ENZEPHALSTAMM, DIE KONTROLLE ÜBER EINE VIELZAHL VON VERHALTENSWEISEN AUSÜBEN, WIE FREIWILLIGE BEWEGUNGSBEWEGUNGEN, VERFAHRENLERNEN ODER KOGNITIVES FUNKTIONIEREN. BEIDE NUKLEOS BILDEN AUCH EIN ZENTRALES ELEMENT DER EMOTIONALEN UND MOTIVATIONSKREISLÄUFE, SO DASS DIESE STRUKTUREN IN DER REGEL IM MITTELPUNKT NEUER BEHANDLUNGEN FÜR VERSCHIEDENE NEUROLOGISCHE UND PSYCHIATRISCHE STÖRUNGEN STEHEN, WIE PARKINSON’S-KRANKHEIT (PD) ODER OBSESSIVE-OBSESSIVE-PULSIVE STÖRUNG (OCD), ZWEI DER AM MEISTEN KAPAZITÄTSUNFÄHIGEN CHRONISCHEN HIRNERKRANKUNGEN, UND DASS IHRE SCHWEREREN UND PHARMAKORESISTENTEN FORMEN IHRE KOGNITIVE UND SOZIALE FUNKTION ERNSTHAFT BEEINFLUSSEN KÖNNEN. EMPIRISCHE BELEGE HABEN GEZEIGT, DASS SOWOHL STN ALS AUCH NAC EINE WIRKSAME THERAPEUTISCHE DIANA BEI DER BEHANDLUNG VON PD UND OCD SEIN KÖNNTEN, BZW. DURCH TIEFE ZEREBRALE ELEKTRISCHE STIMULATION (DBS) DURCH PERMANENT IMPLANTIERTE ELEKTRODEN, EINE VIELVERSPRECHENDE ALTERNATIVE ZUR ABLATIVEN CHIRURGIE BEI DIESEN STÖRUNGEN. OBWOHL VERSCHIEDENE KLINISCHE UND NEUROIMAGE-STUDIEN DIE AKTIVE BETEILIGUNG VON STN UND NAC IN VERHALTENSWEISEN IM ZUSAMMENHANG MIT ENTSCHEIDUNGSFINDUNG, LERNEN ODER EMOTIONALER UND HEMMENDER KONTROLLE GEZEIGT HABEN, WIRD DIE GENAUE FUNKTIONELLE ROLLE DIESER BEIDEN BEREICHE IN DER PATHOPHYSIOLOGIE VON PD UND OCD WEITERHIN DISKUTIERT. DARÜBER HINAUS SIND STUDIEN, DIE NEUROIMAGING UND DBS KOMBINIEREN, SEHR BEGRENZT, UND DIE MECHANISMEN, MIT DENEN DBS ES SCHAFFT, NEUROPSYCHIATRISCHE SYMPTOME BEI DIESEN PATIENTEN ZU VERBESSERN, SIND WEITGEHEND UNBEKANNT. DAHER IST EINE NEUE FORSCHUNG ERFORDERLICH, UM DIE ZUGRUNDE LIEGENDEN NEURONALEN MECHANISMEN ZU CHARAKTERISIEREN, MIT DENEN SOWOHL DBS-NAC ALS AUCH DBS-STN DIE GEHIRNAKTIVITÄT MODULIEREN UND DIE „RE-ASSEMBLY“ ZWISCHEN DYSFUNKTIONALEN GEHIRNVERBINDUNGEN BEGÜNSTIGEN. IN DIESEM PROJEKT WERDEN WIR DANK DER MÖGLICHKEIT, BEI PATIENTEN MIT AUSGELAGERTEN ELEKTRODEN IM STN UND IM NAC ZU ARBEITEN, DIE NEURONALE AKTIVITÄT DIESER STRUKTUREN MIT DERSELBEN DBS-ELEKTRODE UND OHNE ZUSÄTZLICHES RISIKO FÜR DEN PATIENTEN AUFZEICHNEN. DIESER ANSATZ ERMÖGLICHT ES UNS, MIT HILFE VON ELECTROENCEPHALOGRAFIA (EEG) VON SPEZIFISCHEN TIEFEN STRUKTUREN MIT INTRAKRANIALEN ELEKTRODEN (LFP) UND AUS KORTIKALEN REGIONEN ZU REGISTRIEREN UND SO DIE GLEICHZEITIGE ERFASSUNG VON LFP-EEG UND EEG WÄHREND DER DBS ZU ERMÖGLICHEN. DAS HAUPTZIEL UNSERES VORSCHLAGS BESTEHT DARIN, DIE INTEGRITÄT NEURONALER AKTIVIERUNGEN UND FUNKTIONELLER KONNEKTIVITÄT IN DEN VERSCHIEDENEN GROSS ANGELEGTEN HIRNNETZWERKEN BEI PATIENTEN MIT PD UND OCD, WÄHREND DER WAHRNEHMUNG KOGNITIVER UND EMOTIONALER AUFGABEN UND IN DEN RUHEZUSTAND UND DEREN BEZIEHUNG ZUR KLINISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU KLÄREN. DURCH DAS STUDIUM VON DBS-STN UND DBS-NAC IN PD UND OCD WÄHREND DER EIN-/AUS-STIMULATIONSPERIODEN BEABSICHTIGEN WIR, KRITISCHE KORTIKO-SUBKORTISCHE WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN FRONTALRINDE UND BASALGANGLIEN ZU BEWERTEN. UNSER ANSATZ KANN ZU EINER DETAILLIERTEREN HIRN- UND FUNKTIONSBEWERTUNG AUS VERSCHIEDENEN PERSPEKTIVEN FÜHREN UND STELLT EINE EINZIGARTIGE GELEGENHEIT DAR, SOWOHL SPONTANE ALS AUCH INDUZIERTE NEURONALE SCHWINGUNGSDYNAMIKEN IN VERSCHIEDENEN GEHIRNNETZWERKEN UND DEREN BEZIEHUNG ZUR PATHOGENESE, ERHALTUNG UND REDUKTION DER CHRONISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU UNTERSUCHEN. (German) / rank | |||||||||||||||
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| Property / summary: DER NUCLEUS ACCUMBENS (NAC) UND DER SUBTALAMIC-KERN (STN) BILDEN ZWEI GRUNDLEGENDE STRUKTUREN DER BASALGANGLIEN MIT UMFANGREICHEN VERBINDUNGEN ZUR HIRNRINDE, TALAMO UND DEM ENZEPHALSTAMM, DIE KONTROLLE ÜBER EINE VIELZAHL VON VERHALTENSWEISEN AUSÜBEN, WIE FREIWILLIGE BEWEGUNGSBEWEGUNGEN, VERFAHRENLERNEN ODER KOGNITIVES FUNKTIONIEREN. BEIDE NUKLEOS BILDEN AUCH EIN ZENTRALES ELEMENT DER EMOTIONALEN UND MOTIVATIONSKREISLÄUFE, SO DASS DIESE STRUKTUREN IN DER REGEL IM MITTELPUNKT NEUER BEHANDLUNGEN FÜR VERSCHIEDENE NEUROLOGISCHE UND PSYCHIATRISCHE STÖRUNGEN STEHEN, WIE PARKINSON’S-KRANKHEIT (PD) ODER OBSESSIVE-OBSESSIVE-PULSIVE STÖRUNG (OCD), ZWEI DER AM MEISTEN KAPAZITÄTSUNFÄHIGEN CHRONISCHEN HIRNERKRANKUNGEN, UND DASS IHRE SCHWEREREN UND PHARMAKORESISTENTEN FORMEN IHRE KOGNITIVE UND SOZIALE FUNKTION ERNSTHAFT BEEINFLUSSEN KÖNNEN. EMPIRISCHE BELEGE HABEN GEZEIGT, DASS SOWOHL STN ALS AUCH NAC EINE WIRKSAME THERAPEUTISCHE DIANA BEI DER BEHANDLUNG VON PD UND OCD SEIN KÖNNTEN, BZW. DURCH TIEFE ZEREBRALE ELEKTRISCHE STIMULATION (DBS) DURCH PERMANENT IMPLANTIERTE ELEKTRODEN, EINE VIELVERSPRECHENDE ALTERNATIVE ZUR ABLATIVEN CHIRURGIE BEI DIESEN STÖRUNGEN. OBWOHL VERSCHIEDENE KLINISCHE UND NEUROIMAGE-STUDIEN DIE AKTIVE BETEILIGUNG VON STN UND NAC IN VERHALTENSWEISEN IM ZUSAMMENHANG MIT ENTSCHEIDUNGSFINDUNG, LERNEN ODER EMOTIONALER UND HEMMENDER KONTROLLE GEZEIGT HABEN, WIRD DIE GENAUE FUNKTIONELLE ROLLE DIESER BEIDEN BEREICHE IN DER PATHOPHYSIOLOGIE VON PD UND OCD WEITERHIN DISKUTIERT. DARÜBER HINAUS SIND STUDIEN, DIE NEUROIMAGING UND DBS KOMBINIEREN, SEHR BEGRENZT, UND DIE MECHANISMEN, MIT DENEN DBS ES SCHAFFT, NEUROPSYCHIATRISCHE SYMPTOME BEI DIESEN PATIENTEN ZU VERBESSERN, SIND WEITGEHEND UNBEKANNT. DAHER IST EINE NEUE FORSCHUNG ERFORDERLICH, UM DIE ZUGRUNDE LIEGENDEN NEURONALEN MECHANISMEN ZU CHARAKTERISIEREN, MIT DENEN SOWOHL DBS-NAC ALS AUCH DBS-STN DIE GEHIRNAKTIVITÄT MODULIEREN UND DIE „RE-ASSEMBLY“ ZWISCHEN DYSFUNKTIONALEN GEHIRNVERBINDUNGEN BEGÜNSTIGEN. IN DIESEM PROJEKT WERDEN WIR DANK DER MÖGLICHKEIT, BEI PATIENTEN MIT AUSGELAGERTEN ELEKTRODEN IM STN UND IM NAC ZU ARBEITEN, DIE NEURONALE AKTIVITÄT DIESER STRUKTUREN MIT DERSELBEN DBS-ELEKTRODE UND OHNE ZUSÄTZLICHES RISIKO FÜR DEN PATIENTEN AUFZEICHNEN. DIESER ANSATZ ERMÖGLICHT ES UNS, MIT HILFE VON ELECTROENCEPHALOGRAFIA (EEG) VON SPEZIFISCHEN TIEFEN STRUKTUREN MIT INTRAKRANIALEN ELEKTRODEN (LFP) UND AUS KORTIKALEN REGIONEN ZU REGISTRIEREN UND SO DIE GLEICHZEITIGE ERFASSUNG VON LFP-EEG UND EEG WÄHREND DER DBS ZU ERMÖGLICHEN. DAS HAUPTZIEL UNSERES VORSCHLAGS BESTEHT DARIN, DIE INTEGRITÄT NEURONALER AKTIVIERUNGEN UND FUNKTIONELLER KONNEKTIVITÄT IN DEN VERSCHIEDENEN GROSS ANGELEGTEN HIRNNETZWERKEN BEI PATIENTEN MIT PD UND OCD, WÄHREND DER WAHRNEHMUNG KOGNITIVER UND EMOTIONALER AUFGABEN UND IN DEN RUHEZUSTAND UND DEREN BEZIEHUNG ZUR KLINISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU KLÄREN. DURCH DAS STUDIUM VON DBS-STN UND DBS-NAC IN PD UND OCD WÄHREND DER EIN-/AUS-STIMULATIONSPERIODEN BEABSICHTIGEN WIR, KRITISCHE KORTIKO-SUBKORTISCHE WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN FRONTALRINDE UND BASALGANGLIEN ZU BEWERTEN. UNSER ANSATZ KANN ZU EINER DETAILLIERTEREN HIRN- UND FUNKTIONSBEWERTUNG AUS VERSCHIEDENEN PERSPEKTIVEN FÜHREN UND STELLT EINE EINZIGARTIGE GELEGENHEIT DAR, SOWOHL SPONTANE ALS AUCH INDUZIERTE NEURONALE SCHWINGUNGSDYNAMIKEN IN VERSCHIEDENEN GEHIRNNETZWERKEN UND DEREN BEZIEHUNG ZUR PATHOGENESE, ERHALTUNG UND REDUKTION DER CHRONISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU UNTERSUCHEN. (German) / qualifier | |||||||||||||||
point in time: 9 December 2021
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Revision as of 08:40, 9 December 2021
Project Q3152924 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | EVALUATING THE INTEGRITY OF CORTICO-SUBCORTICAL FUNCTIONAL NETWORKS BY DEEP BRAIN STIMULATION OF THE ACCUMBENS NUCLEUS AND THE SUBTALAMIC NUCLEUS |
Project Q3152924 in Spain |
Statements
62,920.0 Euro
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78,650.0 Euro
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80.0 percent
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1 January 2018
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31 December 2020
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UNIVERSIDAD DE CADIZ
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36°29'40.92"N, 6°16'2.50"W
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11012
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EL NUCLEO ACCUMBENS (NAC) Y EL NUCLEO SUBTALAMICO (STN) CONSTITUYEN DOS ESTRUCTURAS FUNDAMENTALES DE LOS GANGLIOS BASALES CON EXTENSAS CONEXIONES A LA CORTEZA CEREBRAL, AL TALAMO Y AL TRONCO ENCEFALICO, EJERCIENDO EL CONTROL SOBRE UNA GRAN VARIEDAD DE CONDUCTAS, COMO LOS MOVIMIENTOS MOTORES VOLUNTARIOS, EL APRENDIZAJE PROCEDIMENTAL, O EL FUNCIONAMIENTO COGNITIVO. AMBOS NUCLEOS COMPONEN TAMBIEN UN ELEMENTO CENTRAL DE LOS CIRCUITOS EMOCIONALES Y MOTIVACIONALES, POR LO QUE DICHAS ESTRUCTURAS SUELEN SER EL FOCO DE NUEVOS TRATAMIENTOS PARA DIVERSOS TRASTORNOS NEUROLOGICOS Y PSIQUIATRICOS, COMO LA ENFERMEDAD DE PARKINSON (PD) O EL TRASTORNO OBSESIVO-COMPULSIVO (OCD), DOS DE LOS TRASTORNOS CEREBRALES CRONICOS MAS INCAPACITANTES, Y QUE SUS FORMAS MAS SEVERAS Y FARMACO-RESISTENTES, PUEDEN AFECTAR SERIAMENTE A SU FUNCIONAMIENTO COGNITIVO Y SOCIAL. LA EVIDENCIA EMPIRICA HA DEMOSTRADO QUE TANTO EL STN COMO EL NAC PODRIAN SER UNA DIANA TERAPEUTICA EFECTIVA EN EL TRATAMIENTO DEL PD Y DEL OCD, RESPECTIVAMENTE, MEDIANTE LA ESTIMULACION ELECTRICA CEREBRAL PROFUNDA (DBS) A TRAVES DE ELECTRODOS PERMANENTEMENTE IMPLANTADOS, UNA PROMETEDORA ALTERNATIVA A LA CIRUGIA ABLATIVA EN ESTOS TRASTORNOS. SIN EMBARGO, AUNQUE DIFERENTES ESTUDIOS CLINICOS Y DE NEUROIMAGEN HAN DEMOSTRADO LA IMPLICACION ACTIVA DEL STN Y DEL NAC EN CONDUCTAS RELACIONADAS CON LA TOMA DE DECISIONES, EL APRENDIZAJE, O EL CONTROL EMOCIONAL E INHIBITORIO, EL PRECISO PAPEL FUNCIONAL DE ESTAS DOS AREAS EN LA FISIOPATOLOGIA DEL PD Y OCD, SIGUE DEBATIENDOSE. ADEMAS, LOS ESTUDIOS COMBINANDO NEUROIMAGEN Y DBS SON MUY ESCASOS, DESCONOCIENDOSE EN GRAN PARTE LOS MECANISMOS POR LOS QUE LA DBS CONSIGUE MEJORAR LOS SINTOMAS NEURO-PSIQUIATRICOS EN ESTOS PACIENTES. POR ELLO, SON NECESARIOS NUEVAS INVESTIGACIONES QUE PERMITAN CARACTERIZAR LOS MECANISMOS NEURALES SUBYACENTES POR LOS QUE TANTO LA DBS-NAC O LA DBS-STN LOGRAN MODULAR LA ACTIVIDAD CEREBRAL, FAVORECIENDO EL "RE-ENSAMBLAJE" ENTRE LAS CONEXIONES CEREBRALES DISFUNCIONALES. EN ESTE PROYECTO, GRACIAS A LA POSIBILIDAD DE PODER TRABAJAR EN PACIENTES CON ELECTRODOS EXTERNALIZADOS UBICADOS EN EL STN Y EL NAC, REGISTRAREMOS LA ACTIVIDAD NEURAL DESDE DICHAS ESTRUCTURAS UTILIZANDO PARA ELLO EL MISMO ELECTRODO DBS, Y SIN NINGUN RIESGO ADICIONAL PARA EL PACIENTE. ESTE ENFOQUE NOS PERMITIRA UN REGISTRO DUAL DESDE ESTRUCTURAS PROFUNDAS ESPECIFICAS CON ELECTRODOS INTRACRANEALES (LFP) Y DESDE REGIONES CORTICALES MEDIANTE ELECTROENCEFALOGRAFIA (EEG), PERMITIENDO, POR TANTO, EL REGISTRO SIMULTANEO TANTO DE LFP-EEG COMO DE EEG DURANTE DBS. EL OBJETIVO PRINCIPAL DE NUESTRA PROPUESTA TRATA DE CLARIFICAR LA INTEGRIDAD DE LAS ACTIVACIONES NEURALES Y DE LA CONECTIVIDAD FUNCIONAL EN LAS DISTINTAS REDES CEREBRALES A GRAN ESCALA EN PACIENTES CON PD Y OCD, DURANTE LA REALIZACION DE TAREAS COGNITIVAS Y EMOCIONALES Y EN ESTADOS DE REPOSO, Y SU RELACION CON LA SINTOMATOLOGIA CLINICA. AL ESTUDIAR LA DBS-STN Y LA DBS-NAC RESPECTIVAMENTE EN EL PD Y EL OCD DURANTE PERIODOS DE ESTIMULACION 'ON/OFF', PRETENDEMOS EVALUAR LAS INTERACCIONES CRITICAS A NIVEL CORTICO-SUBCORTICAL ENTRE LA CORTEZA FRONTAL Y LOS GANGLIOS BASALES. NUESTRO ENFOQUE PUEDE DAR LUGAR A UNA EVALUACION CEREBRAL Y FUNCIONAL MAS DETALLADA DESDE DIFERENTES PERSPECTIVAS, Y CONSTITUYE UNA OPORTUNIDAD UNICA PARA INVESTIGAR TANTO LA DINAMICA OSCILATORIA NEURAL ESPONTANEA E INDUCIDA EN DIFERENTES REDES CEREBRALES COMO SU RELACION CON LA PATOGENESIS, EL MANTENIMIENTO Y LA REDUCCION DE LA SINTOMATOLOGIA CRONICA. (Spanish)
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THE HUMAN NUCLEUS ACCUMBENS (NAC) AND SUBTHALAMIC NUCLEUS (STN) CONSTITUTE TWO MAJOR STRUCTURES OF THE BASAL GANGLIA WITH EXTENSIVE CONNECTIONS TO THE CEREBRAL CORTEX, THALAMUS AND BRAINSTEM, EXERTING A CONTROL OVER DIVERSE BEHAVIOURS SUCH AS VOLUNTARY MOTOR MOVEMENTS, PROCEDURAL LEARNING, EYE MOVEMENTS, AND COGNITION. THEY ARE ALSO A CENTRAL COMPONENT OF THE MOTIVATION AND EMOTIONAL CIRCUITS, WHICH MAKES THESE STRUCTURES PROMISING TARGETS FOR THE TREATMENT OF MANY NEUROLOGICAL AND PSYCHIATRIC DISORDERS, SUCH AS PARKINSON'S DISEASE (PD) AND OBSESSIVE-COMPULSIVE DISORDER (OCD), TWO OF THE MOST PROMINENT CHRONIC AND HIGHLY DISABLING BRAIN-RELATED DISORDERS WHICH IN THE MOST SEVERE AND DRUG-RESISTANT FORMS, CAN SEVERELY IMPAIR SOCIAL AND COGNITIVE FUNCTIONING. AS A CONSEQUENCE OF DIFFERENT EMPIRICAL OBSERVATIONS, STN AND NAC HAVE RECENTLY BECOME A TARGET IN PD AND OCD RESPECTIVELY FOR DEEP BRAIN ELECTRICAL STIMULATION (DBS), AN EFFECTIVE AND PROMISING ALTERNATIVE TO ABLATIVE SURGERY FOR NEUROLOGICAL AND PSYCHIATRIC CONDITIONS THAT CONSISTS OF THE APPLICATION OF LOW-INTENSITY ELECTRIC IMPULSES TO STRATEGIC SITES IN THE BRAIN THROUGH PERMANENTLY IMPLANTED ELECTRODES. HOWEVER, ALTHOUGH CLINICAL AND NEUROIMAGING STUDIES HAVE PROVIDED EVIDENCE THAT THE HUMAN STN AND NAC BECOME ACTIVE DURING REWARD LEARNING, EMOTIONAL, INHIBITORY CONTROL, OR DECISION-MAKING BEHAVIOURS, THE PRECISE FUNCTIONAL ROLE OF THESE AREA IN HUMANS, AND INDEED IN THE PATHOPHYSIOLOGY OF PD AND OCD, REMAINS DEBATED OR UNKNOWN. MOREOVER, STUDIES COMBINING NEUROIMAGING AND DBS ARE SPARSE AND MANY QUESTIONS REMAIN TO BE ANSWERED ABOUT THE MECHANISMS BY WHICH DBS CAN IMPROVE NEUROLOGICAL AND PSYCHIATRIC SYMPTOMS IN SOME PATIENTS BUT NOT IN OTHERS. FURTHERMORE, MUCH WORK REMAINS TO BE DONE TO CHARACTERISE THE UNDERLYING NEURAL MECHANISM BY WHICH NAC-DBS AND STN-DBS MODULATE BRAIN ACTIVITY FAVOURING THE ¿RE-ASSEMBLY" OF ABNORMAL CONNECTIONS BETWEEN BRAIN REGIONS. IN THIS PROPOSAL, WE WILL TAKE ADVANTAGE OF WORKING WITH PD AND OCD PATIENTS WITH EXTERNALIZED ELECTRODES LOCATED IN THE STN AND NAC RESPECTIVELY TO RECORD NEURAL ACTIVITY FROM DEEP-BRAIN STRUCTURES USING THE SAME DBS ELECTRODE, WITHOUT ANY ADDITIONAL RISK TO THE PATIENT. THIS APPROACH ENABLES A DUAL RECORDING OF SELECTED DEEP STRUCTURES WITH THE INTRACRANIAL ELECTRODES (LFP) AND SUPERFICIAL STRUCTURES WITH ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG), ENABLING THEREFORE BOTH THE SIMULTANEOUS LFP-EEG RECORDING AND THE STUDY OF CHANGES OF THE SURFACE EEG ACTIVITY DURING DBS. HERE, THE MAIN OBJECTIVE OF THIS PROJECT AIMS TO CLARIFY THE INTEGRITY ON THE ACTIVITY OF LARGE-SCALE BRAIN NETWORKS AND FUNCTIONAL CONNECTIVITY IN PD AND OCD PATIENTS DURING RESTING STATE AND SUBSEQUENT COGNITIVE AND EMOTIONAL TASK PERFORMANCE, AND ITS RELATIONSHIP WITH PD/OCD SYMPTOM DIMENSIONS. BY STUDYING STN-DBS IN PD AND NAC-DBS IN OCD DURING DBS 'ON/OFF' PERIODS, WE WILL ASSESS THE CRITICAL INTERACTIONS OF ¿FRONTAL-BASAL GANGLIA¿ (CORTICAL-SUBCORTICAL) NETWORKS IN THESE TWO DISABLING BRAIN CONDITIONS. OUR APPROACH MAY RESULT IN A MORE DETAILED FUNCTIONAL BRAIN EVALUATION FROM DIFFERENT PERSPECTIVES, WHICH HOLDS POTENTIAL TO OPEN A UNIQUE WINDOW TO INVESTIGATE (SPONTANEOUS AND STIMULUS-INDUCED) NEURONAL ¿OSCILLATORY¿ DYNAMICS IN DIFFERENT BRAIN NETWORKS AS WELL AS ITS RELATIONSHIP TO THE PATHOGENESIS, MAINTENANCE, AND REDUCTION OF CHRONIC SYMPTOMS. (English)
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LE NOYAU ACCUMBENS (NAC) ET LE NOYAU SUBTALAMIC (STN) CONSTITUENT DEUX STRUCTURES FONDAMENTALES DES GANGLIONS BASAUX AVEC DES CONNEXIONS ÉTENDUES AU CORTEX CÉRÉBRAL, À TALAMO ET AU TRONC ENCÉPHALIQUE, EXERÇANT UN CONTRÔLE SUR UNE GRANDE VARIÉTÉ DE COMPORTEMENTS, TELS QUE LES MOUVEMENTS MOTEURS VOLONTAIRES, L’APPRENTISSAGE PROCÉDURAL OU LE FONCTIONNEMENT COGNITIF. CES DEUX NOYAUX CONSTITUENT ÉGALEMENT UN ÉLÉMENT CENTRAL DES CIRCUITS ÉMOTIONNELS ET MOTIVATIONNELS, DE SORTE QUE CES STRUCTURES SONT GÉNÉRALEMENT AU CENTRE DE NOUVEAUX TRAITEMENTS POUR DIVERS TROUBLES NEUROLOGIQUES ET PSYCHIATRIQUES, TELS QUE LA MALADIE DE PARKINSON (PD) OU LE TROUBLE OBSESSIONNEL-COMPULSIF (OCD), DEUX DES TROUBLES DU CERVEAU CHRONIQUES LES PLUS INVALIDANTS, ET QUE LEURS FORMES PLUS SÉVÈRES ET PHARMACORÉSISTANTES PEUVENT AFFECTER GRAVEMENT LEUR FONCTIONNEMENT COGNITIF ET SOCIAL. DES DONNÉES EMPIRIQUES ONT MONTRÉ QUE LE STN ET LE NAC POUVAIENT TOUS DEUX ÊTRE UNE DIANA THÉRAPEUTIQUE EFFICACE DANS LE TRAITEMENT DE LA PD ET DE LA TOC, RESPECTIVEMENT, PAR LE BIAIS D’UNE STIMULATION ÉLECTRIQUE CÉRÉBRALE PROFONDE (DBS) PAR LE BIAIS D’ÉLECTRODES IMPLANTÉES EN PERMANENCE, UNE ALTERNATIVE PROMETTEUSE À LA CHIRURGIE ABLATIVE DANS CES TROUBLES. CEPENDANT, BIEN QUE DIFFÉRENTES ÉTUDES CLINIQUES ET NEUROIMAGE AIENT DÉMONTRÉ L’IMPLICATION ACTIVE DU STN ET DU NAC DANS LES COMPORTEMENTS LIÉS À LA PRISE DE DÉCISION, À L’APPRENTISSAGE OU AU CONTRÔLE ÉMOTIONNEL ET INHIBITEUR, LE RÔLE FONCTIONNEL PRÉCIS DE CES DEUX DOMAINES DANS LA PHYSIOPATHOLOGIE DE LA MP ET DU TOC CONTINUE D’ÊTRE DISCUTÉ. EN OUTRE, LES ÉTUDES COMBINANT NEUROIMAGING ET DBS SONT TRÈS LIMITÉES, ET LES MÉCANISMES PAR LESQUELS LE DBS PARVIENT À AMÉLIORER LES SYMPTÔMES NEUROPSYCHIATRIQUES CHEZ CES PATIENTS SONT LARGEMENT INCONNUS. PAR CONSÉQUENT, DE NOUVELLES RECHERCHES SONT NÉCESSAIRES POUR CARACTÉRISER LES MÉCANISMES NEURONAUX SOUS-JACENTS PAR LESQUELS LE DBS-NAC ET LE DBS-STN PARVIENNENT À MODULER L’ACTIVITÉ CÉRÉBRALE, FAVORISANT LA «RE-ASSEMBLAGE» ENTRE LES CONNEXIONS CÉRÉBRALES DYSFONCTIONNELLES. DANS CE PROJET, GRÂCE À LA POSSIBILITÉ DE TRAVAILLER CHEZ DES PATIENTS AVEC ÉLECTRODES EXTERNALISÉES SITUÉES DANS LE STN ET LE NAC, NOUS ENREGISTRERONS L’ACTIVITÉ NEURONALE DE CES STRUCTURES À L’AIDE DE LA MÊME ÉLECTRODE DBS, ET SANS AUCUN RISQUE SUPPLÉMENTAIRE POUR LE PATIENT. CETTE APPROCHE NOUS PERMETTRA D’ENREGISTRER DUMENT À PARTIR DE STRUCTURES PROFONDES SPÉCIFIQUES AVEC ÉLECTRODES INTRACRÂNIENNES (LFP) ET DE RÉGIONS CORTICALES À L’AIDE D’ELECTROENCEPHALOGRAFIA (EEG), PERMETTANT AINSI L’ENREGISTREMENT SIMULTANÉ DE LFP-EEG ET EEG PENDANT DBS. L’OBJECTIF PRINCIPAL DE NOTRE PROPOSITION VISE À CLARIFIER L’INTÉGRITÉ DES ACTIVATIONS NEURONALES ET DE LA CONNECTIVITÉ FONCTIONNELLE DANS LES DIFFÉRENTS RÉSEAUX CÉRÉBRAUX À GRANDE ÉCHELLE CHEZ LES PATIENTS ATTEINTS DE MDP ET DE TOC, PENDANT L’EXÉCUTION DE TÂCHES COGNITIVES ET ÉMOTIONNELLES ET DANS LES ÉTATS DE REPOS, AINSI QUE LEUR RELATION AVEC LA SYMPTOMATOLOGIE CLINIQUE. EN ÉTUDIANT LE DBS-STN ET LE DBS-NAC RESPECTIVEMENT EN PD ET OCD PENDANT LES PÉRIODES DE STIMULATION ON/OFF, NOUS AVONS L’INTENTION D’ÉVALUER LES INTERACTIONS CORTICO-SUBCORTICALES CRITIQUES ENTRE LE CORTEX FRONTAL ET LES GANGLIONS BASAUX. NOTRE APPROCHE PEUT CONDUIRE À UNE ÉVALUATION CÉRÉBRALE ET FONCTIONNELLE PLUS DÉTAILLÉE SOUS DIFFÉRENTS ANGLES, ET CONSTITUE UNE OCCASION UNIQUE D’ÉTUDIER LA DYNAMIQUE OSCILLATOIRE NEURONALE SPONTANÉE ET INDUITE DANS DIFFÉRENTS RÉSEAUX DU CERVEAU ET SA RELATION AVEC LA PATHOGENÈSE, LE MAINTIEN ET LA RÉDUCTION DE LA SYMPTOMATOLOGIE CHRONIQUE. (French)
2 December 2021
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DER NUCLEUS ACCUMBENS (NAC) UND DER SUBTALAMIC-KERN (STN) BILDEN ZWEI GRUNDLEGENDE STRUKTUREN DER BASALGANGLIEN MIT UMFANGREICHEN VERBINDUNGEN ZUR HIRNRINDE, TALAMO UND DEM ENZEPHALSTAMM, DIE KONTROLLE ÜBER EINE VIELZAHL VON VERHALTENSWEISEN AUSÜBEN, WIE FREIWILLIGE BEWEGUNGSBEWEGUNGEN, VERFAHRENLERNEN ODER KOGNITIVES FUNKTIONIEREN. BEIDE NUKLEOS BILDEN AUCH EIN ZENTRALES ELEMENT DER EMOTIONALEN UND MOTIVATIONSKREISLÄUFE, SO DASS DIESE STRUKTUREN IN DER REGEL IM MITTELPUNKT NEUER BEHANDLUNGEN FÜR VERSCHIEDENE NEUROLOGISCHE UND PSYCHIATRISCHE STÖRUNGEN STEHEN, WIE PARKINSON’S-KRANKHEIT (PD) ODER OBSESSIVE-OBSESSIVE-PULSIVE STÖRUNG (OCD), ZWEI DER AM MEISTEN KAPAZITÄTSUNFÄHIGEN CHRONISCHEN HIRNERKRANKUNGEN, UND DASS IHRE SCHWEREREN UND PHARMAKORESISTENTEN FORMEN IHRE KOGNITIVE UND SOZIALE FUNKTION ERNSTHAFT BEEINFLUSSEN KÖNNEN. EMPIRISCHE BELEGE HABEN GEZEIGT, DASS SOWOHL STN ALS AUCH NAC EINE WIRKSAME THERAPEUTISCHE DIANA BEI DER BEHANDLUNG VON PD UND OCD SEIN KÖNNTEN, BZW. DURCH TIEFE ZEREBRALE ELEKTRISCHE STIMULATION (DBS) DURCH PERMANENT IMPLANTIERTE ELEKTRODEN, EINE VIELVERSPRECHENDE ALTERNATIVE ZUR ABLATIVEN CHIRURGIE BEI DIESEN STÖRUNGEN. OBWOHL VERSCHIEDENE KLINISCHE UND NEUROIMAGE-STUDIEN DIE AKTIVE BETEILIGUNG VON STN UND NAC IN VERHALTENSWEISEN IM ZUSAMMENHANG MIT ENTSCHEIDUNGSFINDUNG, LERNEN ODER EMOTIONALER UND HEMMENDER KONTROLLE GEZEIGT HABEN, WIRD DIE GENAUE FUNKTIONELLE ROLLE DIESER BEIDEN BEREICHE IN DER PATHOPHYSIOLOGIE VON PD UND OCD WEITERHIN DISKUTIERT. DARÜBER HINAUS SIND STUDIEN, DIE NEUROIMAGING UND DBS KOMBINIEREN, SEHR BEGRENZT, UND DIE MECHANISMEN, MIT DENEN DBS ES SCHAFFT, NEUROPSYCHIATRISCHE SYMPTOME BEI DIESEN PATIENTEN ZU VERBESSERN, SIND WEITGEHEND UNBEKANNT. DAHER IST EINE NEUE FORSCHUNG ERFORDERLICH, UM DIE ZUGRUNDE LIEGENDEN NEURONALEN MECHANISMEN ZU CHARAKTERISIEREN, MIT DENEN SOWOHL DBS-NAC ALS AUCH DBS-STN DIE GEHIRNAKTIVITÄT MODULIEREN UND DIE „RE-ASSEMBLY“ ZWISCHEN DYSFUNKTIONALEN GEHIRNVERBINDUNGEN BEGÜNSTIGEN. IN DIESEM PROJEKT WERDEN WIR DANK DER MÖGLICHKEIT, BEI PATIENTEN MIT AUSGELAGERTEN ELEKTRODEN IM STN UND IM NAC ZU ARBEITEN, DIE NEURONALE AKTIVITÄT DIESER STRUKTUREN MIT DERSELBEN DBS-ELEKTRODE UND OHNE ZUSÄTZLICHES RISIKO FÜR DEN PATIENTEN AUFZEICHNEN. DIESER ANSATZ ERMÖGLICHT ES UNS, MIT HILFE VON ELECTROENCEPHALOGRAFIA (EEG) VON SPEZIFISCHEN TIEFEN STRUKTUREN MIT INTRAKRANIALEN ELEKTRODEN (LFP) UND AUS KORTIKALEN REGIONEN ZU REGISTRIEREN UND SO DIE GLEICHZEITIGE ERFASSUNG VON LFP-EEG UND EEG WÄHREND DER DBS ZU ERMÖGLICHEN. DAS HAUPTZIEL UNSERES VORSCHLAGS BESTEHT DARIN, DIE INTEGRITÄT NEURONALER AKTIVIERUNGEN UND FUNKTIONELLER KONNEKTIVITÄT IN DEN VERSCHIEDENEN GROSS ANGELEGTEN HIRNNETZWERKEN BEI PATIENTEN MIT PD UND OCD, WÄHREND DER WAHRNEHMUNG KOGNITIVER UND EMOTIONALER AUFGABEN UND IN DEN RUHEZUSTAND UND DEREN BEZIEHUNG ZUR KLINISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU KLÄREN. DURCH DAS STUDIUM VON DBS-STN UND DBS-NAC IN PD UND OCD WÄHREND DER EIN-/AUS-STIMULATIONSPERIODEN BEABSICHTIGEN WIR, KRITISCHE KORTIKO-SUBKORTISCHE WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN FRONTALRINDE UND BASALGANGLIEN ZU BEWERTEN. UNSER ANSATZ KANN ZU EINER DETAILLIERTEREN HIRN- UND FUNKTIONSBEWERTUNG AUS VERSCHIEDENEN PERSPEKTIVEN FÜHREN UND STELLT EINE EINZIGARTIGE GELEGENHEIT DAR, SOWOHL SPONTANE ALS AUCH INDUZIERTE NEURONALE SCHWINGUNGSDYNAMIKEN IN VERSCHIEDENEN GEHIRNNETZWERKEN UND DEREN BEZIEHUNG ZUR PATHOGENESE, ERHALTUNG UND REDUKTION DER CHRONISCHEN SYMPTOMATOLOGIE ZU UNTERSUCHEN. (German)
9 December 2021
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Cádiz
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Identifiers
PSI2017-85951-R
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