Indflydelse på plasticitet af hjernetemperatur

1. Objektiv

   Dysreguleringen af ​​synaptisk transmission i visse hjerneområder kan være ansvarlig for nogle neurologiske lidelser. Det blev påvist, at synaptisk transmission kan moduleres gennem repetitiv transkraniel magnetisk stimulering (rTMS), og dette kan være en del af de terapeutiske virkninger af rTMS. Imidlertid er rTMS-anvendelighed begrænset på grund af manglende evne til at fokusere stimuleringen og variabiliteten i interventionsrespons. Afkøling viste sig at reducere den neuronale aktivitet i målrettede hjerneområder. Målet med denne protokol er

   at undersøge kølingens evne til at påvirke rTMS.

   Delstudie: Phase-triggered paired associative stimulation (PAS)

   Tilsvarende er respons på transkraniel magnetisk stimulation (TMS) variabel. Det er dog blevet påvist, at EEG indeholder information, der påvirker målbare TMS-resultater. Målet med denne undersøgelse er at optimere TMS-levering ved at bruge EEG-fase-udløst TMS.

2. Studiepopulation

   Vi har til hensigt at studere 18 voksne raske frivillige ambulant. Det krævede optjeningsloft er 23 emner for at give mulighed for frafald og screeningsfejl. Denne del af undersøgelsen er afsluttet, og rekrutteringen fortsætter ikke til de afkølingsrelaterede

   del af undersøgelsen.

   Delstudie: Phase-triggered paired associative stimulation (PAS)

   Vi har til hensigt at udføre et delstudie for at udvikle en ny metode til plasticitetsinduktion-fase-udløst parret associativ stimulation (PAS). Denne delundersøgelse kræver en yderligere tilsigtet undersøgelsespopulation på 24 forsøgspersoner, der gennemfører de 3 undersøgelsesarme, som kan være en undergruppe af de oprindeligt anmodede 18 forsøgspersoner fra hovedundersøgelsen. Det yderligere optjeningsloft er 40 emner for at give mulighed for frafald og screeningsfejl (24 deltagere gennemfører delstudie/40 deltagere tilmeldt delstudie). Det samlede loft for hele protokollen er 63.

3. Design

   Analyse af dataene indsamlet under hovedundersøgelsen viser, at kontroltilstanden for rPAS/sham-køling ikke resulterede i øgede motorfremkaldte potentialer (MEP'er) som forventet. Denne nulvirkning af kontrolbetingelsen gjorde det vanskeligt at konstatere eventuelle effekter på grund af køletilstanden. Derfor foreslår vi et nyt delstudie, der undersøger en bedre form for plasticitetsinduktion ved hjælp af EEG fase-udløst TMS.

   For den afsluttede, afkølingsrelaterede del af undersøgelsen foreslår vi at bruge hurtig-rate parret associativ stimulation (rPAS), moduleret ved at påføre afkøling til hovedbunden, for at undersøge effekten af ​​afkøling på rTMS. Vores hypotese er, at afkøling af hjernen vil forhindre den potentiering, der normalt induceres af rPAS. Vi vil reducere hjernetemperaturen med op til 1,5 grader Celsius ved at anvende en kølende hjelm i hovedbunden og derefter teste effekten på potensering ved at anvende rPAS. Et af vores stopkriterier vil være reduktion i målt temperatursænkning med 2 grader Celsius.

   Denne undersøgelse består af et eksperiment med 18 forsøgspersoner, og optjening er afsluttet. Forsøget er opdelt i tre sessionsbesøg, der hver skal udføres med mindst 1 dags mellemrum.

   Kontrolpotentieringen som svar på rPAS uden afkøling vil blive målt under sessionsbesøg 1 ved at bruge det TMS-fremkaldte motorfremkaldte potentiale (MEP). I sessionsbesøg 2, efter at have påsat en kommercielt tilgængelig væskekølehjelm i 45 minutter for at reducere temperaturen i den underliggende hjernebark med op til 1,5 grader Celsius, vil vi derefter vurdere responsen på rPAS. I session 3 vil MEP'en blive målt efter påsætning af kølehjelmen, men med rPAS-proceduren erstattet med en falsk rPAS. Sessionsbesøg 3 er nødvendigt for at afgøre, om der er ændringer i MEP som svar på afkøling alene. I de tre sessionsbesøg vil vi således evaluere køling alene, rPAS alene og de to sammen.

   Delstudie: Phase-triggered paired associative stimulation (PAS)

   Det foreslåede delstudie er at teste en metode til at mindske variabiliteten som reaktion på og forbedre pålideligheden af ​​TMS ved at bruge EEG fase-udløst PAS. Den nye metode vil bruge EEG fase-udløst parret associativ stimulering. På samme måde som rPAS, der blev brugt i hovedundersøgelsen, bruger EEG fase-udløst PAS også parret median nervestimulation med TMS til motorisk cortex. Imidlertid udløses stimuli, når EEG'et, der er registreret fra den motoriske cortex (M1; EEGM1), er i en forudbestemt fase af alfa-båndssvingningen (8-12 Hz).

   Delstudiet til udvikling af de optimale parametre for fase-udløst PAS vil bestå af op til 4 besøg og 3 arme. Det første besøg er et screenings- og pilotbesøg, de efterfølgende besøg er forskellige arme af undersøgelsen. To aktive arme vil udløse den parrede medianus nerve og motoriske cortex TMS i henhold til fasen af ​​det igangværende EEG. Den ene arm vil udløse stimuli ved bunden af ​​det igangværende EEG (fase -90, hvis EEG er modelleret som en sinusbølge). En anden arm vil udløse stimuli ved toppen af ​​det igangværende EEG (fase +90). En kontrolarm vil udløse de parrede stimuli med en tilfældig forsinkelse fra gennemløbet af det igangværende EEG. Denne kontrolarm tjener til at levere parrede stimuli med en hastighed, der matcher det igangværende EEG, men stimulerer i en tilfældig fase af hver alfa-oscillationscyklus. Disse arme vil blive pseudo-randomiserede.

   Vores hypotese er, at stimulering ved gennemløbet af det igangværende EEG vil resultere i øgede plastiske ændringer i hjernen målt gennem vores TMS-resultatmålinger af enkeltpuls MEP'er sammenlignet med kontroltilstanden for tilfældig fase stimulering og stimulering på toppen af igangværende EEG. Vi antager også, at stimulering ved toppen af ​​det igangværende EEG vil resultere i et fald i TMS-resultatmål sammenlignet med kontrolarmen og stimulering ved bunden af ​​det igangværende EEG. Dette vil være et inden-fagsdesign på 3 besøg for hvert af de 40 delfag.

4. Resultatmål

Det primære resultatmål vil være amplituden af ​​MEP'er induceret af enkelte TMS-impulser.

Delstudie: Phase-triggered paired associative stimulation (PAS)

Det primære resultat vil være præ-post ændringer i MEP induceret af fase-udløst TMS. Præ-post ændringer i hviletilstand EEG (rs-EEG) vil også blive analyseret. Forbindelser mellem disse resultater og demografi vil blive inkluderet i analyserne.