背景:来自慢性植入式脑深部刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)电极的电生理记录能够极大促进对运动障碍和精神疾病的疾病机制及治疗机制的理解。Medtronic Percept 系统可对 DBS 靶区的局部场电位(local field potentials, LFP)进行长期记录。然而,这些系统缺乏内置的同步选项,无法将 LFP 记录与其他记录模态以及计算机化任务中的事件进行对齐。
目的:我们提出并评估了一种基于低幅值经皮电刺激(Transcutaneous Electrical Stimulation, TES)的同步方法,用于将 DBS 电极记录的 LFP 信号与脑电图(EEG)记录进行精确对齐。
方法:该基于 TES 的同步方法在 11 名植入 Medtronic Percept 系统以治疗帕金森病的受试者中进行了实施和测试。
结果:所提出的方法在 Medtronic Percept 的所有记录模式下均表现出高可靠性、精确对齐能力和良好的可用性。值得注意的是,该方法可支持在自适应 DBS 期间以及刺激关闭时进行记录。在该记录模式下,可同时从所有记录触点对获取 LFP 信号,并具有较高的信噪比。我们提供了详细的装置配置方案,并共享了用于信号对齐的 Python 和 Matlab 脚本,以便于该方法的应用。
结论:通过实现来自所有 DBS 触点的可靠且精确对齐的 LFP 记录,我们的方法为研究神经动力学并优化多种神经系统疾病中的治疗干预提供了一种稳健的工具。
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