Frequency-Dependent Inhibition during Deep Brain Stimulation of Thalamic Ventral Intermediate Nuclei
Notice bibliographique
Résumé
Deep brain stimulation (DBS) of the thalamic ventral intermediate nucleus (Vim) has been a standard therapy for essential tremor. It has been shown that high frequency (≥100Hz) DBS suppresses Vim neuronal firing and tremor activity, however, the underlying mechanisms are not fully understood. Here, we use in vivo recordings (single-unit) of Vim neurons (n=19, people with essential tremor) during different DBS frequencies to investigate whether neuronal suppression during high-frequency DBS occurs at synaptic/cellular levels (e.g., cell inhibition due to synaptic depression/fatigue during high-frequency DBS) or is influenced by network-level effects (e.g., recurrent inhibition). We propose a theoretical framework that explains DBS effects at both cellular and network levels, i.e., (continuous) high-frequency DBS not only depresses synapses projecting to Vim but also enables the recruitment of inhibitory neurons. A transient burst in the spiking activity of Vim during high-frequency DBS, prior to neuronal suppression, is likely providing sufficient network engagement to recruit inhibitory neurons that are silent during low-frequency DBS. Further, we detected a positive-going evoked-field potential effect, hereafter referred to as quasi-evoked inhibition, during high-frequency (100 Hz and 200 Hz) Vim-DBS in four out of 19 recording sites. Interestingly, it was observed that (i) neuronal suppression is stronger in these four neurons (P < 0.05), implying that inhibitory engagement during high-frequency DBS can further suppress neuronal firing, and (ii) quasi-evoked inhibition emerges after the transient burst (P < 1.00 x 10-7), i.e., the latter may give rise to the former. By removing DBS artifacts with a novel algorithm and characterizing the dynamics of quasi-evoked inhibitory activity, we showed that the likelihood of occurrence of this inhibitory activity negatively correlated with the instantaneous firing rate (P < 1.00 x 10-5). These results suggest that an excitatory-inhibitory balance is likely regulating Vim activities during high-frequency DBS. Our findings shed light on potential network mechanisms underlying Vim-DBS, which can provide insight for optimizing DBS by designing new stimulation patterns.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».