Optimized temporal pattern of brain stimulation designed by computational evolution.
Optimized temporal pattern of brain stimulation designed by computational evolution.
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DOI：
10.1126/scitranslmed.aah3532
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发表时间：
2017-01-04
影响因子：
17.1
通讯作者：
Grill WM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Brocker DT;Swan BD;So RQ;Turner DA;Gross RE;Grill WM
脑刺激是治疗包括帕金森氏病在内的几种神经系统疾病的一种很有前途的疗法。刺激参数是经验选择的，受刺激频率和强度的限制。我们使用刺激的时间模式作为深部脑刺激的新参数来改善帕金森动物模型和帕金森病患者的症状。我们使用基于模型的计算进化来优化增产模式。在帕金森大鼠和患者中，优化模式产生的症状缓解与标准高频刺激（恒定频率130或185 Hz）相当，并且优于频率匹配的标准刺激。优化和标准刺激均能抑制大鼠和人基底神经节的异常振荡活动。研究结果说明了基于模型的计算进化在设计刺激时间模式以提高帕金森病脑刺激效率方面的实用性，从而大大减少了传统脑刺激所需的能量。
Brain stimulation is a promising therapy for several neurological disorders, including Parkinson’s disease. Stimulation parameters are selected empirically and are limited to the frequency and intensity of stimulation. We used the temporal pattern of stimulation as a novel parameter of deep brain stimulation to ameliorate symptoms in a parkinsonian animal model and in humans with Parkinson’s disease. We used model-based computational evolution to optimize the stimulation pattern. The optimized pattern produced symptom relief comparable to that from standard high-frequency stimulation (a constant rate of 130 or 185 Hz) and outperformed frequency-matched standard stimulation in the parkinsonian rat and in patients. Both optimized and standard stimulation suppressed abnormal oscillatory activity in the basal ganglia of rats and humans. The results illustrate the utility of model-based computational evolution to design temporal pattern of stimulation to increase the efficiency of brain stimulation in Parkinson’s disease, thereby requiring substantially less energy than traditional brain stimulation.
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影响因子：
5.3
作者：
Baker, Kenneth B.;Zhang, Jianyu;Vitek, Jerrold L.
通讯作者：
Vitek, Jerrold L.
影响因子：
5.3
作者：
Brocker DT;Swan BD;Turner DA;Gross RE;Tatter SB;Koop MM;Bronte-Stewart H;Grill WM
通讯作者：
Grill WM
影响因子：
3.4
作者：
Kühn, AA;Kupsch, A;Brown, P
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Brown, P
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作者：
HUGHES, AJ;DANIEL, SE;LEES, AJ
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LEES, AJ
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作者：
Follett, Kenneth A.;Weaver, Frances M.;Reda, Domenic J.
通讯作者：
Reda, Domenic J.