Stymulacja zamkniętopętlowa zależna od fazy z użyciem krótkich impulsów zmniejsza czas trwania napadów: Od modelowania obliczeniowego do zastosowania klinicznego
Phase-dependent closed-loop intersectional short-pulse stimulation reduces seizure duration: From computational modeling to clinical application
W skrócie
[Preprint - wstępne wyniki] Badacze opracowali nową technikę stymulacji elektrycznej mózgu (ISP), która podaje impulsy elektryczne w precyzyjnie wybranym momencie cyklu napadu padaczkowego. Wykazali, że stymulacja w odpowiedniej fazie napadu - szczególnie podczas jego wznoszenia się - zmniejszała czas trwania napadów aż o 61% u pacjentów i 42% u zwierząt doświadczalnych. To odkrycie sugeruje, że "czasowe" podawanie impulsu elektrycznego może być znacznie bardziej efektywne niż ciągła stymulacja w leczeniu padaczki opornej na leki.
Oryginalny abstract (angielski)
Drug-resistant epilepsy affects one-third of patients with persistent seizures despite optimal therapy. Intersectional short-pulse (ISP) stimulation is a novel transcranial electrical stimulation technique designed to deliver temporally precise, spatially targeted modulation of pathological brain activity. Here, we combined computational modeling with measurements in a rat epilepsy model and in patients with epilepsy to map the relationship between stimulation phase and seizure attenuation. In silico simulations of epileptiform networks showed that ISP stimulation significantly shortened seizure duration, with efficacy strongly depending on the phase of delivery. Phase-targeted stimulation during the rising phase and around the peaks (~45-90°) of the seizure oscillations led to the greatest reduction in seizure length. In rodents, ISP decreased seizure duration by 42.4% and shortened generalized seizure segments by 58.3%. In humans, stimulation reduced seizure length by 60.9% compared to control seizures. Phase dependence was evident across models and species, with a prominent efficacy window in the rising-to-peak portion of the ictal oscillation and model-specific secondary windows. These findings show that phase-targeted ISP can substantially shorten seizures and support phase-resolved stimulation as a precision-neuromodulation approach for epilepsy.