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Fim Neto A, de Luccas JB, Bianqueti BL, da Silva LR, Almeida TP, Takahata AK, Teixeira MJ, Figueiredo EG, Nasuto SJ, Rocha MSG, Soriano DC, Godinho F. Subthalamic low beta bursts differ in Parkinson’s disease phenotypes. Clin Neurophysiol. 2022 Aug;140:45-58. doi: 10.1016/j.clinph.2022.05.013. Epub 2022 Jun 7. PMID: 35728405.
Objective: Parkinson’s disease (PD) patients may be categorized into tremor-dominant (TD) and postural-instability and gait disorder (PIGD) motor phenotypes, but the dynamical aspects of subthalamic nucleus local field potentials (STN-LFP) and the neural correlates of this phenotypical classification remain unclear.
Methods: 35 STN-LFP (20 PIGD and 15 TD) were investigated through continuous wavelet transform and machine-learning-based methods. The beta oscillation – the main band associated with motor impairment in PD – dynamics was characterized through beta burst parameters across phenotypes and burst intervals under specific proposed criteria for optimal burst threshold definition.
Results: Low-frequency (13-22 Hz) beta burst probability was the best predictor for PD phenotypes (75% accuracy). PIGD patients presented higher average burst duration (p = 0.018), while TD patients exhibited higher burst probability (p = 0.014). Categorization into shorter and longer than 400 ms bursts led to significant interaction between burst length categories and the phenotypes (p < 0.050) as revealed by mixed-effects models. Long burst durations and short bursts probability positively correlated, respectively, with rigidity-bradykinesia (p = 0.029) and tremor (p = 0.038) scores.
Conclusions: Subthalamic low-frequency beta bursts differed between TD and PIGD phenotypes and correlated with motor symptoms.
Significance: These findings improve the PD phenotypes’ electrophysiological characterization and may define new criteria for adaptive deep brain stimulation.
Fim Neto A, de Luccas JB, Bianqueti BL, da Silva LR, Almeida TP, Takahata AK, Teixeira MJ, Figueiredo EG, Nasuto SJ, Rocha MSG, Soriano DC, Godinho F. Bursts beta de baixa frequência em núcleo subtalâmico diferem em fenótipos distintos de Doença de Parkinson. Clin Neurophysiol. 2022 Ago; 140: 45-58. doi: 10.1016/j.clinph.2022.05.013. Epub 2022 Jun 7. PMID: 35728405.
Objetivo: Pacientes com Doença de Parkinson (DP) podem ser categorizados nos fenótipos motores Tremor Dominante (TD) e Distúrbio Postural e de Marcha (DPM), mas os aspectos dinâmicos dos potenciais locais de campo subtalâmico (STN-LFP) e as correlações neurais dessa classificação fenotípica permanecem incertos.
Métodos: Foram investigados 35 STN-LFP (20 DPM e 15 TD) através da transformada wavelet contínua e de métodos baseados em aprendizado de máquina. A dinâmica da oscilação beta – a principal banda de frequência associada à deterioração motora na DP – foi caracterizada por meio dos parâmetros de bursts beta (probabilidade, amplitude e duração) nos diferentes fenótipos e intervalos de bursts sob critérios específicos propostos para a definição ideal do limiar de bursts.
Resultados: A probabilidade de bursts beta de baixa frequência (13-22 Hz) foi o melhor preditor para fenótipos de DP (acurácia de 75%). Pacientes com DPM apresentaram maior duração média de bursts (p = 0,018), enquanto os pacientes TD apresentaram maior probabilidade de bursts (p = 0,014). A categorização em bursts mais curtos e mais longos que 400 ms levou a uma interação significativa entre as categorias de comprimento de bursts e os fenótipos (p < 0,050), como revelado por modelos de efeitos mistos. As durações de bursts longos e a probabilidade de bursts curtos se correlacionaram positivamente, respectivamente, com escores de rigidez-bradicinesia (p = 0,029) e tremor (p = 0,038).
Conclusões: Os bursts beta de baixa frequência subtalâmicos diferiram entre os fenótipos de TD e DPM de Doença de Parkinson e se correlacionaram com os sintomas motores.
Significado: Esses achados trazem melhor caracterização eletrofisiológica dos fenótipos de DP e podem definir novos critérios futuros para a estimulação cerebral profunda adaptativa ou em malha fechada.
Aviso: Estas informações foram de caráter meramente educativo. Para esclarecimentos especializados – somente um profissional de saúde habilitado pode diagnosticar doenças, indicar tratamentos específicos, e/ou prescrever medicamentos.
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