iTBS-metoder og motorisk cortex-excitabilitet

rTMS er en metode til ikke-invasiv neuromodulation. Selvom TMS (transkraniel magnetisk stimulation) i vid udstrækning er blevet brugt som en forskningsmetode til bedre at forstå hjernens neurofysiologi, har rTMS-protokoller vist sig at være klinisk gavnlige for patienter, der lider af neurologiske lidelser såsom Parkinsons sygdom og slagtilfælde samt psykiatriske sygdomme som f.eks. depression. I oktober 2008 godkendte FDA 10 Hertz (Hz) dorsolateral præfrontal cortex (DLPFC) stimulering til patienter med medicinresistent depression. Den typiske varighed af en enkelt rTMS-behandling for depression varer omkring 30 minutter, men skal gentages dagligt over flere uger. Beslutningen om at bruge DLPFC-stimulering skyldtes til dels billeddannelsesundersøgelser, som tydede på, at deprimerede patienter havde nedsat aktivitet i regionen. Således kunne rTMS bruges til at vende disse adfærdsmæssige virkninger af depression ved at øge aktiviteten i DLPFC. Traditionelt har 5 Hertz (Hz) stimulation og opad vist sig at være excitatorisk, mens stimulering på 0,2-1 Hertz (Hz) har vist sig at have hæmmende virkninger på cortex. Selvom disse parametre ser ud til at være effektive, undersøges udviklingen af ​​nye rTMS-metoder stadig.

Theta burst stimulation (TBS) er en metode med potentiale til at give excitatoriske eller hæmmende virkninger på cortex, som er lige så kraftfulde som traditionelle rTMS-metoder, men alligevel mere effektive i varighed og krævet intensitet. Beviser fra tidligere undersøgelser, der ser på theta burst som en behandling for depression, har fremhævet vigtigheden af ​​metodens udvikling. En undersøgelse indikerede, at theta-burst-stimulering over den dorsomediale præfrontale cortex (DMPFC) i en varighed på kun 6 minutter kan producere sammenlignelige antidepressive effekter med traditionel 10Hz-stimulering over 30 minutter. Theta burst stimuleringseffekter blev først empirisk testet på den menneskelige motoriske cortex af Huang et al. 2005. Effekterne af stimulering (80 % af aktiv motorisk tærskel) over den motoriske cortex blev målt før og efter behandling med elektromyografi (EMG) optagelser af motoriske fremkaldte potentialer (MEP'er) på en lille kontralateral håndmuskel som svar på enkelte pulser af TMS. To protokoller viste ændringer i excitabilitet af corticospinalkanalen, herunder cTBS defineret som tre burst-stimuli ved 50 Hz med 20 ms mellem stimuli gentaget hver 200 ms ved 5 Hz og iTBS defineret som et 2s-tog af TBS gentaget hvert 10. sekund. Selvom begge protokoller leverer i alt 600 pulser, varer cTBS-protokollerne i 40 sekunder, mens iTBS-protokollen varer i 190 sekunder. Huang et al. 2005 fastslog, at cTBS over motorisk cortex nedsatte excitabilitet, mens iTBS øgede excitabilitet, som var til stede en time efter behandlingen.

Excitabiliteten af ​​den motoriske cortex kan moduleres forskelligt afhængigt af den anvendte type theta burst-stimuleringsprotokol. iTBS blev oprindeligt beskrevet af Huang et al. 2005, hvilket resulterede i en excitatorisk effekt (LTP-lignende) på cortex. Gamboa et al. 2010 bekræftede senere dette fund, men viste, at der var et fald i excitabilitet (LTD-lignende), når protokollen fordobles. Begge disse protokoller skal replikeres og derudover 2 nye protokoller. For at undersøge, hvordan kortikal excitabilitet ændrer sig som funktion af protokol, vil MEP'er blive optaget ved hjælp af EMG på håndmusklen kontralateralt til den stimulerede cortex. Baseline MEP'er vil blive opnået forbehandling, efterfulgt af en af ​​de fire theta burst-protokoller eller en falsk behandling. Theta burst-protokoller skal administreres til hver deltager i randomiseret rækkefølge. Efter at theta burst er administreret, vil 20 MEP'er blive indsamlet efter 0, 10, 20, 30, 40, 50 og 60 minutter.

Specifikt mål 1: At bestemme den langsigtede potentieringslignende (LTP)-lignende og langtidsdepressionslignende effekt af fire forskellige theta burst-stimuleringsprotokoller på motorisk cortex-excitabilitet.