Ikke-invasiv stimulering af excitabilitet i centralnervesystemet

Efter forudgående informeret samtykke vil frivillige blive underkastet seks pseudorandomiserede sessioner ved hjælp af et websted (randomization.com) af en ikke-involveret forsker. Ved studiestart vil frivillige blive evalueret gennem et struktureret spørgeskema, og hver session vil omfatte følgende eksperimentelle sekvens:

1. Mængde og kvalitet af søvn: Det vil blive forespurgt, hvor mange timer den frivillige har sovet den sidste nat. Kvaliteten af ​​søvnen vil blive målt gennem en analog skala graderet fra 0 (dårlig søvnkvalitet) til 10 point (bedste søvnkvalitet).
2. Spisetype: Alle personer vil blive spurgt om indtagelse af mad og drikkevarer, der kan ændre den kortikale excitabilitet (f.eks. kaffe, chokolade, energi, sodavand osv.). Hvis det er positivt, vil forskerne registrere tiden siden indtagelsen og kvantificere mængden af ​​mad.
3. Trætheds- og motivationsniveau: Trætheds- og motivationsniveau: Trætheds- og motivationsniveauer: Det vil blive målt gennem en analog skala graderet fra 0 (lavere trætheds- eller motivationsniveau) til 10 point (større trætheds- eller motivationsniveau).
4. Kortikal excitabilitet: den kortikale vil blive målt gennem det motoriske fremkaldte potentiale (MEP), kort intracortical inhibering (SICI) og intracortical facilitation (ICF). Alle foranstaltningerne vil blive evalueret gennem transkraniel magnetisk stimulering (Neurosoft, Rusland). Indledningsvis vil hvilemotortærskel (RMT) blive bestemt ved at finde det laveste stimulatoroutput, der fremkalder motorfremkaldt potentiale (MEP) på mindst 50 mikrovolt (μV). Til RMT-måling vil en ottetalsspole forbundet til den magnetiske stimulator, der holdes manuelt ved 45 grader fra midterlinjen, blive placeret over den højre primære motoriske cortex (C3 - 10/20 System). Den korte intracorticale hæmning (SICI) og intracortical facilitation (ICF) vil blive evalueret ved parret puls transkraniel magnetisk stimulering. En subthreshold-konditioneringsstimuli (80 % af RMT) og suprathreshold-teststimuli (130 % af RMT) vil blive leveret med et interstimulusinterval (ISI) på 2 millisekunder for SICI og 10 millisekunder for ICF. Ti stimuli vil blive anvendt ved hver tilstand (ubetinget puls og par af stimuli med ISI på 3 og 20 millisekunder). Levering af stimuliordrer vil blive pseudo-randomiseret, og SICI og ICF vil blive udtrykt som betinget stimulusprocent vedrørende ubetinget stimulus. MEP-værdien vil blive opnået gennem enkeltpuls transkraniel magnetisk stimulering. Ti suprathreshold (130% af RMT) stimuli vil blive leveret på primær motorisk cortex (C3).

5. Rygmarvsaktivitet: niveauet af excitabilitet af rygmarven vil blive målt gennem følgende resultater:

   • Hoffman-refleks (H-refleks): H-refleksen vil blive fremkaldt af en perkutan elektrisk stimulation på tibialisnerven leveret på popliteal fossae og registreret de elektromyografiske responser fra soleusmusklen. Værdierne for maksimal H-refleks, M-bølge og maksimal H-refleks og maksimal M-bølgeforhold (H/M-forhold) vil blive opnået gennem en rekrutteringskurve. Rekrutteringskurven vil starte med en stimulusintensitet leveret fra 2 milliampere (mA) og stigende på trin på 1 mA indtil til M-bølgekurvestabilisering (ingen stigning af M-bølgeamplituden).
   • Homosynaptisk depression (HD): HD vil blive opnået gennem en serie af to på hinanden følgende stimuli adskilt af et interstimulusinterval (fra 30ms til 10.000ms). Stimuli vil blive afgivet på popliteal fossa, og de elektromyografiske responser fra soleus muskel vil blive registreret. Stimuli vil blive leveret med den nødvendige intensitet til at producere den maksimale H-refleks (denne information vil være tilgængelig i rekrutteringskurven som angivet før). Forskellen mellem det første og det andet stimuli for hvert interstimulusinterval vil give anledning til restitutionskurven.
   • Nociceptiv komponent af tilbagetrækningsrefleks (RIIIr): RIIIr vil blive fremkaldt ved at levere perkutan elektrisk stimulation på sural nerve (bag den højre laterale malleolus) og registrere responser fra det ipsilaterale brevis-hoved af biceps femoris-muskelen. For reflekstærskel-registreringen (RT) vil den indledende strømintensitet blive justeret til 2 mA og øget i trin på 1 mA, indtil der opnås en respons på mindst 20 µV, ledsaget af smerterapport. Derefter vil 5 stimulus (130% RT) blive anvendt for at opnå latens- og arealgennemsnittet. Desuden vil smerteopfattelsen blive styret gennem en analog skala graderet fra 0 (uden smerteopfattelse) til 10 point (større smerte allerede mærket).
6. tsDCS: Transkutan rygmarvsstimulering vil blive leveret gennem en jævnstrømsstimulator (DC) (NeuroConn Plus, Tyskland) ved hjælp af et par saltvandsvædede svampeelektroder (35 cm²). Den aktive elektrode (anode eller katode) vil blive placeret mellem den ellevte og den tolvte thoraxhvirvel) og referenceelektroden over højre arm (deltoidmuskel). Leveres med en strømstyrke på 2,5 mA, fade ind og ud i 10 sekunder i løbet af 20 minutter. Sham tsDCS er blevet brugt i flere undersøgelser til at evaluere aktive tsDCS-effekter. Sham tsDCS vil blive påført ved hjælp af den samme elektrodeplacering og parameterindstillinger som anodal tsDCS, dog vil stimulering kun vare 30 sekunder, men de frivillige vil fortsætte med elektrodermontage i 20 minutter. Således vil tidlige fornemmelser (f.eks. mild til moderat snurren eller kløe) på stimulationsstedet vil opleves uden at inducere nogen modulerende virkninger. Efter hver tsDCS-session vil der desuden blive anvendt et spørgeskema om bivirkninger.
7. rTMS: Indledningsvis vil det højere kortikale repræsentationsområde (hotspot) af den første højre dorsal interosseous (FDI) muskel blive bestemt gennem en ottetals spole forbundet til den magnetiske stimulator (Rapid2, Magstim, UK) holdt manuelt og placeret over hovedbunden ( C3 - 10/20 System) i en vinkel på 45 grader fra midterlinjen pegede på målmusklen (FDI). Derefter vil RMT blive målt. rTMS-protokoller var baseret på tidligere undersøgelser. Lavfrekvent protokol: 1 hertz (Hz), 90% RMT, 1500 stimuli (1 tog). Højfrekvensprotokol: 20 Hz, 90 % RMT, 45 tog, 40 stimuli pr. tog, interval på 28 sekunder, 1800 stimuli. Sham rTMS vil blive udført med lav frekvens protokol ved hjælp af to spoler. Den første - forbundet til stimulatoren - vil blive placeret på en spolestøtte tæt på den frivillige, men ikke synlig. Derfor vil karakteristiske stimulationslyde kunne høres. Den anden - afbrudt til stimulatoren - vil blive placeret over venstre primære motorområde. Efter hver rTMS-session vil tilstedeværelsen af ​​negative virkninger blive beregnet.
8. Gangtræning: Den består af moderat gangtræningsøvelse i 20 minutter. For at sikre, at træningen udføres med moderat intensitet, vil der blive brugt 64% - 76% af maksimal puls (HRmax = 220-alder). Pulsen vil blive overvåget hvert tredje minut gennem en hjertepolar. Derudover vil der blive overvåget oplevet indsats, ganghastighed og hældning på løbebåndet. Borg-skalaen vil blive brugt til at evaluere opfattet indsats. Dette er en analog skala fra 6 (let træning) til 20 point (udtømmende øvelse). Oplysninger om træningen på løbebåndet vil blive noteret i udviklingsjournalen.
9. Rygmarvsaktivitet: denne evaluering udføres umiddelbart efter (T0), tredive minutter efter (T1) og 1 time efter (T2) gangtræningen. Procedurerne vil blive udført efter samme protokol.
10. Kortikal hjerneaktivitet: denne evaluering vil blive udført efter hver revurdering af rygmarvsaktivitet (T0, T1 og T2). Procedurerne vil blive udført efter samme protokol.