Vliv na plasticitu teploty mozku

1. Objektivní

   Dysregulace synaptického přenosu v určitých oblastech mozku může být zodpovědná za některé neurologické poruchy. Bylo prokázáno, že synaptický přenos může být modulován prostřednictvím repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS), což může být součástí terapeutických účinků rTMS. Využitelnost rTMS je však omezená kvůli neschopnosti zaměřit stimulaci a variabilitě intervence. Bylo prokázáno, že chlazení snižuje aktivitu neuronů v cílových oblastech mozku. Cílem tohoto protokolu je

   zkoumat schopnost chlazení ovlivnit rTMS.

   Dílčí studie: Fázově spouštěná párová asociativní stimulace (PAS)

   Podobně je proměnlivá odpověď na transkraniální magnetickou stimulaci (TMS). Bylo však prokázáno, že EEG obsahuje informace ovlivňující měřitelné výsledky TMS. Cílem této studie je optimalizovat podávání TMS pomocí EEG fáze spouštěného TMS.

2. Studijní populace

   Máme v úmyslu ambulantně studovat 18 dospělých zdravých dobrovolníků. Požadovaný akruální strop je 23 subjektů, aby bylo možné počítat s výpadky a selháním screeningu. Tato část studie byla dokončena a nábor nebude pokračovat pro chlazení související

   část studia.

   Dílčí studie: Fázově spouštěná párová asociativní stimulace (PAS)

   Máme v úmyslu provést dílčí studii k vývoji nové metody indukce plasticity – fázově spouštěné párové asociativní stimulace (PAS). Tato dílčí studie vyžaduje další zamýšlenou studijní populaci 24 subjektů, které dokončí 3 ramena studie, kteří mohou být podskupinou původně požadovaných 18 subjektů z hlavní studie. Dodatečný akruální strop je 40 subjektů, aby se umožnilo opuštění a selhání screeningu (24 účastníků dokončí dílčí studii / 40 účastníků zapsaných v dílčí studii). Celkový strop pro celý protokol je 63.

3. Design

   Analýza dat shromážděných během hlavní studie ukazuje, že kontrolní podmínky rPAS/falešné chlazení nevedly ke zvýšeným motorickým evokovaným potenciálům (MEPs), jak se očekávalo. Tento nulový účinek kontrolních podmínek ztěžoval zjištění jakýchkoliv účinků v důsledku podmínek chlazení. Proto navrhujeme novou podstudii zkoumající lepší formu indukce plasticity pomocí EEG fázově spouštěného TMS.

   Pro dokončenou část studie související s chlazením navrhujeme použít rychlou párovou asociativní stimulaci (rPAS), modulovanou aplikací chlazení na pokožku hlavy, abychom prozkoumali účinek chlazení na rTMS. Naše hypotéza je, že ochlazení mozku zabrání potenciaci normálně vyvolané rPAS. Přiložením chladicí helmy na pokožku hlavy snížíme teplotu mozku až o 1,5 stupně Celsia a následně otestujeme účinek na potenciaci aplikací rPAS. Jedním z našich zastavovacích kritérií bude snížení naměřené teploty o 2 stupně Celsia.

   Tato studie se skládá z jednoho experimentu s 18 subjekty a byl dokončen akruál. Experiment je rozdělen do tří návštěv, z nichž každá musí být provedena s odstupem alespoň 1 dne.

   Regulační potenciace v reakci na rPAS bez chlazení bude měřena během návštěvy relace 1 pomocí TMS-evokovaného motorického evokovaného potenciálu (MEP). Při návštěvě 2. po aplikaci komerčně dostupné kapalné chladicí helmy po dobu 45 minut, aby se snížila teplota spodní mozkové kůry až o 1,5 stupně Celsia, poté vyhodnotíme odpověď na rPAS. Ve 3. sekci bude MEP měřen po nasazení chladicí helmy, ale s procedurou rPAS nahrazenou falešnou rPAS. Návštěva 3 je nezbytná k tomu, aby se zjistilo, zda došlo k nějakým změnám v MEP v reakci na samotné chlazení. Ve třech návštěvách sezení tedy vyhodnotíme samotné chlazení, samotný rPAS a oba dohromady.

   Dílčí studie: Fázově spouštěná párová asociativní stimulace (PAS)

   Navrhovaná dílčí studie má otestovat metodologii pro snížení variability v reakci na TMS a zlepšení spolehlivosti TMS s využitím fáze EEG spouštěného PAS. Nová metoda bude využívat EEG fázově spouštěnou párovou asociativní stimulaci. Podobně jako u rPAS použitého v hlavní studii, fáze EEG spouštěná PAS také využívá párovou stimulaci středního nervu s TMS do motorické kůry. Podněty se však spouštějí, když je EEG zaznamenaný z motorické kůry (M1; EEGM1) v předem specifikované fázi oscilace v alfa pásmu (8-12 Hz).

   Podstudie pro vývoj optimálních parametrů fázově spouštěného PAS se bude skládat až ze 4 návštěv a 3 ramen. První návštěva je screeningová a pilotní návštěva, další návštěvy jsou různými rameny studie. Dvě aktivní ramena spustí párový střední nerv a motorický kortex TMS podle fáze probíhajícího EEG. Jedno rameno spustí stimuly v dolní části probíhajícího EEG (fáze -90, pokud je EEG modelováno jako sinusová vlna). Další rameno spustí podněty na vrcholu probíhajícího EEG (fáze +90). Kontrolní rameno spustí spárované stimuly v náhodném zpoždění od průchodu probíhajícího EEG. Toto kontrolní rameno slouží k dodávání párových stimulů rychlostí odpovídající probíhajícímu EEG, ale stimuluje v náhodné fázi každého cyklu alfa oscilace. Tyto zbraně budou pseudonáhodné.

   Naší hypotézou je, že stimulace na konci probíhajícího EEG povede ke zvýšeným plastickým změnám v mozku, jak bylo měřeno našimi výsledky měření TMS jednotlivých pulzních MEP, ve srovnání s kontrolními podmínkami náhodné fáze stimulace a stimulace na vrcholu probíhající EEG. Také předpokládáme, že stimulace na vrcholu probíhajícího EEG povede ke snížení výsledných ukazatelů TMS ve srovnání s kontrolním ramenem a stimulací na konci probíhajícího EEG. Bude se jednat o vnitropředmětový návrh 3 návštěv pro každý ze 40 dílčích předmětů studie.

4. Měření výsledku

Primárním výsledným měřítkem bude amplituda MEP indukovaná jednotlivými pulzy TMS.

Dílčí studie: Fázově spouštěná párová asociativní stimulace (PAS)

Primárním výsledkem budou pre-post změny v MEP vyvolané fázově spouštěným TMS. Budou také analyzovány pre-post změny v klidovém EEG (rs-EEG). Do analýz budou zahrnuty souvislosti mezi těmito výsledky a demografickými údaji.