Personalizované TMS závislé na stavu mozku v reálném čase po mrtvici

Intervence transkraniální magnetické stimulace (TMS) by mohly reálně posílit reziduální kortikospinální spojení a zlepšit obnovu funkce paretické ruky po mrtvici. Aby se maximalizovaly terapeutické účinky takových intervencí, musí být dodány během vzorců mozkové aktivity po mozkové příhodě, během kterých TMS nejlépe aktivuje zbytkový kortikospinální trakt a zesiluje nervový přenos v něm (tj. TMS závislý na stavu mozku). V této studii budou vyšetřovatelé testovat proveditelnost personalizovaného TMS závislého na stavu mozku v reálném čase u pacientů, kteří přežili chronickou mrtvici. Výzkumníci budou také kvantifikovat vztah mezi personalizovanou aktivací reziduálního kortikospinálního traktu závislou na stavu mozku po mozkové příhodě a poruchou motoriky ruky; výsledky budou informovat o budoucích kritériích pro zařazení do klinických studií.

Účastníci navštíví laboratoř na dva dny testování, které jsou odděleny alespoň jednou nocí spánku. V den 1 poskytnou účastníci svůj informovaný souhlas. K vyhodnocení kapacity souhlasu a potvrzení přítomnosti expresivní afázie budou podle potřeby použity MacArthur Competence Assessment Tool a Frenchay Aphasia Screening Test. Poté vyšetřovatelé dokončí screening způsobilosti a klinické hodnocení motorického postižení horních končetin pomocí Fugl-Meyerova hodnocení horní končetiny, měření síly úchopu a sevření a měření obratnosti, které vyžaduje, aby účastníci pomocí postižené ruky umístili malé kolíčky do kulatých otvorů. . Účastníci budou poté vyšetřeni na přítomnost reziduálních kortikospinálních spojení z hemisféry s lézí do postiženého svalu ruky v klidu. Záznamové elektrody budou připojeny k postiženému prvnímu dorzálnímu mezikostnímu svalu, abductor pollicis brevis, opponens pollicis a extensor digitorum communis za účelem zaznamenání záškubů vyvolaných TMS v těchto svalech. Během tohoto screeningového postupu bude jednopulzní TMS aplikován na každý bod mřížky s rozlišením 1 cm pokrývající primární a sekundární motorické oblasti poškozené hemisféry při maximálním výkonu stimulátoru. Pokud TMS spolehlivě vyvolá svalové záškuby v kterémkoli z těchto svalů, bude se mít za to, že tento účastník má reziduální kortikospinální spojení a bude způsobilý pro celou studii. Pokud v žádném z těchto svalů nelze vyvolat svalové záškuby, nebude tento účastník způsobilý pro celou studii. Poté budou všechny záznamové elektrody odstraněny a účastník opustí laboratoř.

V den 2 se účastníci vrátí do laboratoře. Vyšetřovatelé umístí záznamové elektrody na pokožku hlavy pomocí plavecké čepice. Vyšetřovatelé také umístí záznamové elektrody na postižený sval ruky, u kterého bylo záškuby nejspolehlivěji pozorováno během 1. dne, a také čtyři další svaly postižené ruky a zápěstí. Po určení místa, kde TMS nejlépe vyvolává svalové záškuby, vyšetřovatelé určí nejnižší možnou intenzitu, při které TMS vyvolává svalové záškuby alespoň polovinu času. Poté vydají 6 bloků po 100 jednotlivých pulzech TMS, zatímco účastník tiše odpočívá s otevřenýma očima; stimulace bude aplikována s intenzitou, která je o 20 % vyšší než nejnižší možná intenzita, při které TMS vyvolává svalové záškuby alespoň polovinu času. Poté vyšetřovatelé použijí záznamy svalové a mozkové aktivity získané během těchto 6 bloků k vytvoření personalizovaného matematického modelu, který identifikuje, které vzorce mozkové aktivity odpovídají největším svalovým záškubům vyvolaným TMS. Vyšetřovatelé pak použijí tento model k detekci výskytu těchto vzorců mozkové aktivity v reálném čase; když jsou tyto vzory detekovány, budou vydány jednotlivé pulzy TMS. Pro srovnání budou vyšetřovatelé také dodávat jednotlivé pulzy TMS během náhodných vzorců mozkové aktivity. Poté budou všechny záznamové elektrody odstraněny, účast bude ukončena a účastník opustí laboratoř.

Vyšetřovatelé pro tuto studii naberou celkem 37 pacientů, kteří přežili chronickou mrtvici. Počet účastníků potřebných pro tuto studii byl stanoven na základě jejich předběžných studií a předchozích studií, které zkoumaly vztah mezi variabilitou v aktivaci kortikospinálního traktu (nezbytná složka budování robustních personalizovaných klasifikátorů) a integritou kortikospinálního traktu (korelát motorického poškození a potenciálu zotavení ).