TMS som en biologisk markør for neuroplasticitet

Afasi er en svækkelse af sproget, der kan opstå efter et slagtilfælde (eller andre hjerneskader). En person med afasi kan opleve vanskeligheder med at tale, forstå tale, læse, skrive eller enhver kombination af disse symptomer. På trods af fremskridt i forståelsen af ​​sprogsystemer og funktionel neuroplasticitet efter hjerneskade, forbliver nøjagtige forudsigelser for genopretning af afasi efter slagtilfælde uhåndgribelige. For bedre at forstå, forudsige og forbedre sprogforbedring efter slagtilfælde er der et kritisk behov for at udvikle værktøjer, der kan vurdere neuroplasticitets indflydelse på restitution.

Transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er et ikke-invasivt hjernestimuleringsværktøj, der er blevet brugt til at forudsige hjernens neuroplastiske kapacitet ved at vurdere fysiologiske reaktioner observeret umiddelbart efter administration af TMS. Derudover har forskellen i den fysiologiske respons på TMS vist sig at være påvirket af polymorfi i genet, der koder for hjerneafledt neurotrofisk faktor (BDNF). Det aktuelle projekt udforsker ideen om, at fordi neurale mekanismer af plasticitet er væsentlige determinanter for både genopretning efter hjerneskade og fysiologisk respons på TMS, kan magnetisk hjernestimulering bruges som en indikator for kapaciteten til klinisk relevant neuroplasticitet og potentielt som en forudsigelse for genopretning efter underskud efter slagtilfælde såsom afasi

Målene med denne protokol er at 1) udforske nytten af ​​theta burst stimulation (TBS), en type transkraniel magnetisk stimulation (TMS), som et værktøj til at vurdere neuroplasticitet i sprogsystemet hos patienter med afasi på grund af slagtilfælde, 2) og at vurdere nytten af ​​TBS som en biomarkør og prædiktor for funktionel bedring hos patienter med afasi.

Denne protokol vil omfatte to separate, men relaterede eksperimenter. I det første eksperiment vil efterforskerne anvende TBS til hjerneregioner, der kontrollerer sprogfunktioner hos afasipatienter for at afgøre, om vi kan inducere en forbigående forbedring af navngivningsevnen. De vil bruge en statistisk model, de har udviklet, til at kategorisere patienter som enten høj plasticitet eller lav plasticitet. Efterforskerne vil afgøre, om denne skelnen forudsiger, hvilke patienter der sandsynligvis vil have større TBS-inducerede ændringer i sproglige præstationer. I det andet eksperiment, hos de samme patienter, vil efterforskerne anvende TBS til den motoriske cortex for at fremkalde ændringer i motorisk fremkaldte potentialer (MEP'er). Ved at bruge den samme model til at danne matchede grupper forudsiger vi, at MEP'er vil være mere svækkede i grupper med høj plasticitet sammenlignet med gruppen med lav plasticitet.