Hjernekontakt og kortikospinal ekscitabilitet som reaktion på moderat hypoksi (NEUROXIE)

Hypoksi refererer til en tilstand, hvor tilgængeligheden af ilt (O₂) er reduceret i forhold til normale forhold. Mens alvorlig hypoksi er velkendt for sine skadelige effekter, kan moderat hypoksi - især når den administreres intermitterende - have potentielt gavnlige effekter på kardiometabolsk sundhed, såsom forbedret regulering af blodtryk og forbedret energistofskifte.

Dyr modeller indikerer, at hypoksi kan fremme udtrykket af neurotrofiske faktorer, stimulere neuroplasticitet og forbedre cerebrovaskulær funktion. Hos mennesker antyder flere undersøgelser, at intermitterende hypoksi inducerer mere udtalte kardiometaboliske tilpasninger end kontinuerlig hypoksi og kan forbedre visse kognitive funktioner hos ældre voksne. Nylige fund indikerer også, at moderat hypoksi ændrer spontan hjerneaktivitet i hvile, især i alfafrekvensbåndet, hvilket tyder på en mulig indflydelse på funktionelle hjernenetværk.

Imidlertid er virkningerne af moderat hypoksi på hviletilstandens hjernedynamik stadig dårligt dokumenteret hos mennesker. En detaljeret karakterisering af både de elektriske og hemodynamiske responser fra hjernen er derfor påkrævet for bedre at forstå de potentielle adaptive processer involveret og for at evaluere relevansen af intermitterende hypoksi som en ikke-farmakologisk intervention til optimering af hjernesundhed.

Det primære mål med dette projekt er at evaluere effekterne af kontinuerlig og intermitterende moderat hypoksi på hviletilstandens hjernedynamik hos raske individer. Til dette formål vil samtidige EEG- og fNIRS-optagelser blive indsamlet for at udtrække funktionelle markører for hvilehjernens aktivitet. Et sekundært mål er at undersøge virkningen af moderat hypoksi på hjernetilslutning og kortikospinal excitabilitet.

Dette er en enkeltcenter eksplorativ beskrivende undersøgelse. Hver deltager vil blive vurderet under tre eksperimentelle sessioner (dvs. intermitterende hypoksi, kontinuerlig hypoksi og normoksi) adskilt med mindst en uge og præsenteret i en pseudotilfældig rækkefølge. Under hypoksperioder vil en perifer iltmætning (SpO₂) mellem 85% og 90% blive målrettet.

• Session A: eksponering for kontinuerlig moderat hypoksi (30 minutter)
• Session B: eksponering for intermitterende moderat hypoksi (seks cyklusser af 5 minutter hypoksi efterfulgt af 5 minutter normoksi)
• Session C: eksponering for normoksi i 30 minutter

Deltagere vil blive udstyret med en hætte, der muliggør samtidig optagelse af EEG-aktivitet og hemodynamiske signaler (via målinger af oxyhæmoglobin [HbO₂] og deoxyhæmoglobin [HbR] koncentrationer) ved hjælp af fNIRS. Aktiviteten af den første dorsale interosseusmuskel i den dominante hånd vil blive optaget ved hjælp af overfladeelektromyografi. Under optagelserne (dvs. hypoksi- eller normoksieksponering) vil deltagerne forblive i hvile uden nogen motorisk aktivitet eller specifik kognitiv stimulation.

Kortikospinal excitabilitet vil blive vurderet ved hjælp af TMS før og efter hver hypoksieksponeringsperiode. Til dette formål vil vi måle amplituden af motorisk fremkaldte potentialer i den første dorsale interosseusmuskel i den dominante hånd efter stimulation af den kontralaterale motorcortex ved hjælp af TMS ved 120% af den hvilemotoriske tærskel. Denne måling vil blive suppleret med vurderingen af effektiviteten af tre intracorticale mekanismer, der bidrager til ændringer i excitabiliteten af den primære motorcortex: kort- og langinterval intracortical hæmning (SICI og LICI, henholdsvis) samt intracortical facilitation (ICF). Disse målinger vil blive opnået ved hjælp af parret-puls TMS-protokoller.