Spectral Analysis of Local Field Potentials in a Patient with Essential Tremor Treated with Deep Brain Stimulation in the Ventral Intermediate Nucleus of the Thalamus
Notice bibliographique
Résumé
Introduction: Deep Brain Stimulation (DBS) of the ventral intermediate nucleus (VIM) of the thalamus is an established therapy for medically refractory essential tremor. Since 2014, 18 patients have undergone bilateral VIM DBS at our center in San Vicente Fundacion Rionegro Colombia. The recent availability of sensing devices such as the Percept RC has enabled direct analysis of local field potentials (LFPs) in vivo. We are presenting the characterization of the spectral dynamics of thalamic LFPs in our last patient with essential tremor implanted with the Percept RC system, comparing stimulation OFF and ON states across motor tasks.Method: A 72-year-old male with familial essential tremor underwent bilateral VIM DBS with a Percept RC neurostimulator. LFPs were recorded during three motor tasks: passive listening (15–45s), tapping with auditory cue (50–87s), and self-paced tapping (88–120s). Power spectral density (PSD) was computed using Welch’s method. Band-specific power was extracted for delta (0.5–4 Hz), theta (4–8 Hz), alpha (8–13 Hz), beta (13–30 Hz), and gamma (30–100 Hz) bands. Peak frequency was also identified.Results: Resultados: Results: DBS ON induced distinct spectral changes. In passive listening, peak frequency shifted from 10.01 Hz to 23.19 Hz, with reduced alpha and beta power. During tapping with cue, low-frequency bands remained dominant, with slight increases in delta and theta. In self-paced tapping, peak frequency dropped from 21.73 Hz to 3.17 Hz, with increased delta and theta power and reduced alpha and beta activity. These findings suggest DBS modulates thalamocortical rhythms differently across motor states.Discusión: The spectral analysis may reveals that DBS stimulation induces significant modulation of thalamocortical activity. In passive listening, stimulation shifts the dominant frequency toward higher beta ranges while suppressing overall band power, suggesting a state of cortical desynchronization. During motor tasks, particularly self-paced tapping, DBS appears to reduce high-frequency activity and enhance low-frequency bands, possibly reflecting altered motor planning and execution. These observations may support the role of DBS in reshaping neural oscillatory dynamics and may support future strategies for optimizing stimulation parameters in essential tremor therapy.Conclusions: The observations on this case could show the feasibility of LFP spectral analysis using Percept RC in essential tremor. DBS alters oscillatory dynamics in a task-dependent manner, supporting its role in motor circuit regulation. These insights may inform future strategies for adaptive DBS and biomarker development.
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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 | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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.
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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 ».