Deep recordings of brain activities in dystonic patients : preliminary results

Dystonia in children patients is different than adults: etiopathogenesis and his-tory of disorders change; disorder can compromise acquisition of movement skills and children development; coexist different motor disorder; dystonia in children tends to become generalized and symptoms have variability also in same form of the syndrome; it is difficult to choose the best therapy for patients and there are anatomical differences between brain in adults and in children. Sanger’s Lab from University of Southern California, in collaboration with Los Angeles Children Hospital, are focalizing its studies on data acquired from deep brain. Specifically, patients involved are children and they are affected by sec-ondary dystonia. In patients with secondary dystonia application of deep brain stimulation do not provide same benefits than patients with primary dystonia. Data acquired from patients, after surgical implantation of electrodes, used for deep brain treat-ments, are combined with videos. Each video reports a patients’ frame of recov-ery in the hospital. This thesis starts from video analysis for aiming basically to distinguish three aspects of dystonic patients: spasm (and involuntary movements), rest and vol-untary movements. Each patient’s activity has been divided in periods and for each period has been created an Excel table containing all information about condition of patients. Results of video analysis have been used to creates video table in which is reported a summary, in percentage, of information included in video analysis. Sanger’s lab has used these to make statistical analysis with de-tected spikes, joining videos and neural activity.

La distonia infantile presenta caratteristiche diverse rispetto a quelle presenti nei pazienti adulti. Oltre alle differenze nell’eziopatogenesi e nei disturbi, nei pa-zienti non adulti sono talvolta compromesse le capacità di acquisizione dei mo-vimenti, coesistono diversi disturbi motori e si riscontra una forte variabilità nei sintomi sebbene i pazienti siano affetti dalla stessa forma di distonia. Altre diffe-renze rimandano alle difficoltà legate alla scelta della terapia più adatta ed alle differenze anatomiche. Il Sanger Lab dell’University of Southern California, in collaborazione con il Los Angeles Children Hospital, sta focalizzando i suoi studi sui dati acquisiti dai nu-clei più interni del sistema nervoso coinvolti nello studio della distonia. Nello specifico i pazienti studiati sono affetti da distonia secondaria e non sono adulti. La terapia utilizzata su questi soggetti è la stimolazione elettrica dei nuclei più interni del sistema nervoso, anche se, come mostrato in letteratura, i benefici della terapia non sono gli stessi rispetto a quelli ottenuti, in seguito alla stimola-zione elettrica, su soggetti con distonia primaria. Nel presente elaborato i dati relativi all’attività neuronale sono stati uniti con i dati provenienti dall’analisi dei video. Questi ultimi riportano il ricovero ospeda-liero di ogni paziente e le analisi ed i test a cui è sottoposto. L’attività di ciascun paziente è stata divisa in periodi e per ciascuno di essi è stata creata una tabella Excel contenente tutte le informazioni sulle condizioni del paziente. L’obiettivo è di distinguere le fasi in cui il paziente è soggetto a spasmi o movimenti invo-lontari, dalle fasi in cui è a riposo o quelle in cui volontariamente si muove. I da-ti provenienti da queste analisi sono stati usati dal team del Sanger Lab per le analisi statistiche che uniscono l’attività neuronale dei pazienti alle informazio-ni ottenute dall’analisi video.