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Accès ouvert déclaré 2025 preprint

A clinical grade neurostimulation implant for hierarchical control of physiological activity

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12Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : gb, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Bioelectronic implants for neurostimulation aim to steer disordered neurophysiological processes back towards a healthy state. However, physiology is subject to biological rhythms, including the circadian rhythm and the sleep-wake cycle. These predictable rhythms affect disease symptomatology, biomarkers used in closed-loop therapies, and a physiological system’s expected response to stimulation. Therefore, therapeutic devices should incorporate feedforward elements to align algorithm parameters with predictable changes in physiological state, as a parallel of physiological rheostatic control. Here we introduce the DyNeuMo-2c, the first clinical-grade implant capable of delivering closed-loop neurostimulation while flexibly changing its functional configuration according to time of day. The device can chronically measure brain activity and motion state to track potential biomarker patterns in natural, out-of-clinic settings, allowing identification and targeting of patient-specific chronotypes. The system implements a hierarchical control flow, with baseline therapy set by a circadian scheduler, and adaptive policies layered to take effect based on specific biomarkers indicating patient and disease state. Using a benchtop validation setup, we demonstrate that the system has the required capabilities for delivering time-contingent closed-loop therapy in two established clinical use cases: Parkinson’s disease and epilepsy. Next, we deploy the system in vivo to deliver closed-loop deep brain stimulation in a healthy non-human primate model of vigilance, highlighting the importance of synchronisation between device operation and physiological state in various conditions (task performance, unconstrained behaviour, and sleep). Time-of-day-dependent adaptation of closed-loop stimulation enabled modulation of both vigilance and behaviour. Overall, the novel device architecture provides a proof-of-concept for delivering time-contingent therapy in chronic therapeutic settings where biological rhythms are of key importance.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A clinical grade neurostimulation implant for hierarchical control of physiological activity
Date Crossref
22/10/2025
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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