Karakterisering af DELPhI-systemet ved vurdering af hjernens funktionalitet ved forskellige neurologiske lidelser

Evaluering af hjernenetværks plasticitet har vist sig i vid udstrækning essentiel for forståelse og overvågning af hjernefunktionsændringer og hjernesygdomme. Eksisterende klinisk anvendte billeddannelsesmetoder er imidlertid ikke i stand til robust at indikere plasticitets- eller plasticitetsændringer. Derfor er der et stort behov for at udvikle et sådant billeddannende værktøj til hjernefunktionsevaluering. I grundlæggende neurovidenskabsforskning udføres plasticitetsevaluering ved at udføre elektrofysiologiske målinger in vivo. Ved at bruge EEG - kombineret med TMS-stimulering kan denne metodik transformeres til klinisk anvendt plasticitets- og forbindelsesvurdering til evaluering af funktionel hjernestatus. Denne undersøgelse kan således introducere en ny, ikke-invasiv og effektiv metode til hjernefunktionel billeddannelse. DELPhI-evaluering vil tilbyde en ægte multimodalitetsbilleddannelse ved at kombinere EEG og TMS, der tillader en kvantativ objektiv og direkte identifikation af sygdomsvurdering. Der er et reelt udækket behov for en præcis og objektiv evaluering, der sammen med den almindelige kliniske praksis vil give neurologer og psykiatere en mere konkret og personlig behandlingsrecept.

Undersøgelser, der integrerer TMS med EEG (TMS-EEG) har vist, at TMS producerer aktivitetsbølger, der giver genlyd i hele cortex, og som er reproducerbare og pålidelige, hvilket giver direkte information om kortikal excitabilitet og forbindelse med fremragende tidsopløsning. Ved at evaluere udbredelsen af ​​fremkaldt aktivitet i forskellige adfærdstilstande og i forskellige opgaver er TMS-EEG blevet brugt til at kausalt undersøge den dynamiske effektive forbindelse mellem menneskelige hjernenetværk. Når TMS-spolen påføres over den motoriske cortex, initieres en kaskadeeffekt kaldet det motorfremkaldte potentiale (MEP). MEP kan måles ved perifere muskler. Motorisk cortex er en hjernestruktur placeret mellem frontale og parietale cortex. Pyramidale neuroner i motorisk cortex, øvre motorneuron, der går gennem hjernestammen, sender signaler til nedre motorneuron i rygmarven, som stimulerer muskelfibre. TMS-stimulus til den motoriske cortex fremkalder en hjernerespons, som forplanter sig til forskellige hjerneregioner ud over de perifere lemmermuskler [20]. Et vigtigt træk ved TEP-topografi er, at selvom kun en kortikal hemisfære stimuleres, fremkaldes bihemisfæriske EEG-fremkaldte reaktioner med forskellige funktioner. TMS-fremkaldt aktivitet forplanter sig fra stimulationsstedet ipsilateralt via associationsfibre og kontralateralt via transcallosale fibre og til subkortikale strukturer via projektionsfibre. Disse TMS-fremkaldte kortikale potentialer (TEP'er) varer i op til 300 ms både i nærheden af ​​stimulationen og i fjerntliggende indbyrdes forbundne hjerneområder afspejler langsigtede ændringer i kortikale netværks excitations-hæmningsbalance, der refereres til som hjernenetværks plasticitet. En enkelt TMS-puls leveret over den primære motoriske cortex (M1) resulterer i en sekvens af positive og negative EEG-toppe ved specifikke latenstider (dvs. P25, N45, P70, N100 og P180).

I denne undersøgelse vil en bred population af forsøgspersoner blive rekrutteret. denne population vil omfatte forskellige neurologiske tilstande og raske forsøgspersoner, der ankommer til Hyperbaric-centret på Asaf-Harophe hospital. Hvert forsøgsperson vil blive testet én gang før behandlingsstart, og efterfølgende test vil også blive udført efter behandlingens afslutning eller på opfølgningstidspunkter. Hver evaluering vil vare op til 90 minutter og vil inkludere påsat stimuleringsprotokol, der spænder op til 1000 TMS-impulser, med intensiteter mellem 60-130 % af motortærskel (MT). Inter-stimuli-frekvensen vil ændre sig fra 0,01 op til 20 Hz. Eksisterende kliniske data såsom MR-scanninger, neurokognitive vurderinger og kliniske evalueringer vil blive indsamlet fra patientfiler. De registrerede EEG-data vil blive analyseret, og korrelationer til de kliniske data vil blive testet.