Realtids personaliseret hjernetilstandsafhængig TMS efter slagtilfælde

Transkraniel magnetisk stimulation (TMS)-interventioner kan nemt styrke resterende kortikospinale forbindelser og forbedre genopretning af paretisk håndfunktion efter slagtilfælde. For at maksimere de terapeutiske virkninger af sådanne indgreb skal de leveres under hjerneaktivitetsmønstre efter slagtilfælde, hvor TMS bedst aktiverer den resterende corticospinalkanal og forbedrer neural transmission i den (dvs. hjernetilstandsafhængig TMS). I denne undersøgelse vil efterforskerne teste gennemførligheden af ​​real-time, personaliseret hjernetilstandsafhængig TMS hos overlevende af kronisk slagtilfælde. Forskerne vil også kvantificere forholdet mellem personlig poststroke hjernetilstandsafhængig aktivering af den resterende corticospinalkanal og håndmotorisk svækkelse; resultater vil informere fremtidige kliniske forsøgs inklusionskriterier.

Deltagerne vil besøge laboratoriet i to dages test, der er adskilt af mindst én nats søvn. På dag 1 giver deltagerne deres informerede samtykke. MacArthur Competence Assessment Tool og Frenchay Aphasia Screening Test vil blive brugt til at evaluere samtykkekapacitet og bekræfte tilstedeværelsen af ​​ekspressiv afasi efter behov. Bagefter vil efterforskerne fuldføre egnethedsscreening og klinisk vurdering af øvre ekstremitetsmotoriske svækkelse ved hjælp af Fugl-Meyer-vurderingen for øvre ekstremitet, målinger af greb og klemstyrke og en fingerfærdighedsmåling, der kræver, at deltagerne placerer små pløkker i runde huller ved hjælp af deres berørte hånd . Deltagerne vil derefter blive screenet for tilstedeværelsen af ​​resterende kortikospinalforbindelser fra den beskadigede halvkugle til en påvirket håndmuskel i hvile. Optagelseselektroder vil blive fastgjort til de berørte første dorsale interosseous, abductor pollicis brevis, opponens pollicis og extensor digitorum communis muskler for at optage TMS-fremkaldte trækninger i disse muskler. Under denne screeningsprocedure vil en-puls-TMS blive anvendt på hvert punkt af et 1 cm opløsningsgitter, der dækker primære og sekundære motoriske områder af den læsionerede halvkugle ved maksimal stimulatoroutput. Hvis TMS pålideligt fremkalder en muskeltrækning i nogen af ​​disse muskler, vil denne deltager blive anset for at have resterende kortikospinalforbindelser og vil være berettiget til hele undersøgelsen. Hvis der ikke kan fremkaldes muskeltrækninger i nogen af ​​disse muskler, vil den pågældende deltager ikke være berettiget til hele undersøgelsen. Herefter vil alle optageelektroder blive fjernet, og deltageren forlader laboratoriet.

På dag 2 vender deltagerne tilbage til laboratoriet. Efterforskerne vil placere optagelseselektroder på hovedbunden ved hjælp af en svømmehætte. Efterforskerne vil også placere optagelseselektroder på den berørte håndmuskel, hvor et ryk mest pålideligt blev observeret i løbet af dag 1, samt fire yderligere muskler i den berørte hånd og håndled. Efter at have bestemt det sted, hvor TMS bedst fremkalder muskeltrækninger, vil efterforskerne bestemme den lavest mulige intensitet, ved hvilken TMS fremkalder muskeltrækninger mindst halvdelen af ​​tiden. Derefter vil de levere 6 blokke af 100 enkelte TMS-impulser, mens deltageren hviler stille med åbne øjne; stimulation vil blive leveret med en intensitet, der er 20 % større end den lavest mulige intensitet, hvor TMS fremkalder muskeltrækninger mindst halvdelen af ​​tiden. Bagefter vil efterforskerne bruge muskel- og hjerneaktivitetsregistreringerne erhvervet i løbet af disse 6 blokke til at bygge en personlig matematisk model, der identificerer hvilke mønstre af hjerneaktivitet, der svarer til de største TMS-fremkaldte muskeltrækninger. Efterforskerne vil derefter bruge denne model til at detektere forekomsten af ​​disse hjerneaktivitetsmønstre i realtid; når disse mønstre detekteres, vil enkelte TMS-impulser blive leveret. Til sammenligning vil efterforskerne også levere enkelte TMS-impulser under tilfældige hjerneaktivitetsmønstre. Herefter vil alle optageelektroder blive fjernet, deltagelse er fuldført, og deltageren forlader laboratoriet.

Forskerne vil rekruttere i alt 37 overlevende af kronisk slagtilfælde til denne undersøgelse. Antallet af deltagere, der var nødvendige for denne undersøgelse, blev bestemt ud fra deres foreløbige undersøgelser og tidligere undersøgelser, der undersøgte forholdet mellem variabilitet i aktivering af corticospinalkanalen (en nødvendig komponent i at opbygge robuste personlige klassifikatorer) og corticospinalkanalens integritet (en korrelation af motorisk svækkelse og restitutionspotentiale ).