Veränderungen der Gehirnaktivität im Zusammenhang mit der motorischen Erholung der oberen Extremitäten

Die TMS-Messung und die klinische Ergebnismessung werden an 119 Schlaganfallpatienten mit Beeinträchtigung der oberen Extremitäten mit einem FMA-Wert von 0–45 innerhalb eines Monats nach dem Schlaganfall, 6–8 Wochen nach dem Schlaganfall und 6 Monate nach dem Schlaganfall durchgeführt. Es ist wichtig, die kortikale Erregbarkeit sowie die Messung des klinischen Ergebnisses zum gleichen Zeitpunkt in verschiedenen Stadien des Schlaganfalls, einschließlich der akuten Phase, zu kennen, was es uns ermöglicht, die Wechselwirkung zwischen Gehirnaktivität und funktionellem Ergebnis zu kennen. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass sowohl TMS (Pennisi et al., 1999) als auch die klinische Ergebnismessung (FMA) (De Weerdt und Harrison 1985; Bernspang et al. 1987; Feys et al. 2000) in der akuten Phase nach einem Schlaganfall messbar sind.

Die Probanden werden aus den vorhandenen Patienten der Patientenkohorte des Studienarztes und aus Überweisungen von behandelnden Ärzten rekrutiert. Während des ersten Screening-Besuchs wird FMA von geschultem Forschungspersonal verwaltet. Der MMSE-Fragebogen wird ebenfalls von geschultem Forschungspersonal zur kognitiven Beurteilung des Probanden verwaltet. Die Eignung der Probanden wird durch den Selbstbericht der Teilnehmer sowie durch ihre Krankenakten, auf die die teilnehmenden Ärzte zugreifen, überprüft. Es wird festgestellt, dass der Proband die Kriterien für die Teilnahme erfüllt, und die Einwilligung des Studienpersonals wird eingeholt. Die Probanden werden ausführlich über den Versuchsablauf, die damit verbundenen Risiken und Vorteile sowie ihre Verantwortlichkeiten während der Studie informiert. Der Proband wird sein routinemäßiges Rehabilitationstraining fortsetzen, wenn er an der Studie teilnimmt.

Bei Patienten, deren MEP nicht durch Einzelpuls-TMS-Stimulation induziert werden konnte, werden sie nach dem Zufallsprinzip in zwei Gruppen eingeteilt, wobei eine Gruppe 20 Minuten lang eine 1-mA-tDCS-Stimulation für den primären motorischen Kortex der kortikalen Darstellung der Hand erhält, während die andere Gruppe erhält Scheinstimulation von tDCS.

Ein von einem Arzt betreutes Forschungspersonal wird das tDCS bei Probanden anwenden, deren MEP nicht durch TMS-Stimulation im entsprechenden Kortexbereich induziert werden konnte. Gleichstrom wird von einem mit Kochsalzlösung getränkten Paar Oberflächenschwammelektroden (35 cm2) übertragen und von einem batteriebetriebenen Konstantstromstimulator mit einer maximalen Leistung von 10 mA über eine nichtmetallische Leitergummielektrode abgegeben. Die Stimulation wird mit einer Intensität von 1 mA durchgeführt und dauert 20 Minuten. Die Anode wird über dem betroffenen primären motorischen Kortex (M1) der kortikalen Darstellung der Hand platziert, während die Kathode als Referenzelektrode verwendet und über der Stirn der nicht betroffenen Seite platziert wird. Für die Scheinstimulation werden die gleichen Stimulationsparameter wie bei der tDCS-Behandlung verwendet. Der Strom wird jedoch nur 30 Sekunden lang angelegt, um den Probanden das Gefühl der Stimulation zu vermitteln. Die Stromstärke wird schrittweise erhöht und verringert (0–1 mA), um die Wahrnehmung zu verringern. Es wird postuliert, dass für jede Interventionsgruppe 20 Probanden rekrutiert werden sollen. Die tatsächliche oder Schein-tDCS-Intervention wird 10 Tage lang täglich nach der ersten und vor der zweiten TMS-Beurteilung durchgeführt, d. h. zwischen 2 und 6 Wochen nach Beginn des Schlaganfalls. Und das echte oder Schein-tDCS wird gegebenenfalls vor dem täglichen traditionellen Rehabilitationstraining durchgeführt.

Ein von einem Arzt beaufsichtigtes Forschungspersonal wird die TMS-Messung der kortikalen Erregbarkeit und der intrakortikalen Hemmung/Erleichterung auf das Subjekt anwenden. Die Patienten werden bequem sitzen und angewiesen, so ruhig wie möglich zu bleiben. Der Proband trägt eine enge Badekappe. Der Scheitelpunkt wird auf der Kappe markiert. Die Einzelpuls-TMS wurde mit dem Magstim Bistim²-Stimulator über die Achterspule verabreicht. Die Spulenposition wurde manuell von einem Assistenten beibehalten und der Griff der Spule zeigte nach hinten in einem Winkel von 45 Grad zur Sagittalebene. Zur EMG-Aufzeichnung werden Oberflächenelektromyographie-Elektroden (EMG) am Musculus abductor pollicis brevis (APB) befestigt. Der „Hot Spot“ des motorisch evozierten Potenzials (MEP) von APB wird zunächst identifiziert und sowohl für die linke als auch für die rechte Seite markiert. Dieser Platz wird für alle Aufnahmen auf dieser Seite verwendet. Die niedrigste Intensität, die erforderlich ist, um eine MEP-Reaktion mit einer Amplitude von mindestens 50 µV hervorzurufen, und die in 50 % von 8 aufeinanderfolgenden Versuchen hervorgerufen wurde, wird als Ruhemotorschwelle (RMT) aufgezeichnet.

Für die Aufzeichnung der intrakortikalen Hemmung/Erleichterung wird ein erster Konditionierungsreiz unterhalb der Schwelle (80 % des RMT) angewendet, gefolgt von einem zweiten Reiz oberhalb der Schwelle (120 % des RMT) mit einem variablen Interstimulusintervall (ISI). Die folgenden ISIs – 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms – werden verwendet. Der Prozentsatz der Veränderung für jeden ISI vor und nach TMS wird aus den MEPs berechnet und stellt daher ein Maß für die Veränderung der intrakortikalen Erleichterung und Hemmung dar. Sowohl Einzel- als auch Paarpulsparadigmen werden an der betroffenen und nicht betroffenen Hemisphäre durchgeführt.

Die klinische Ergebnismessung umfasst eine Reihe motorischer Tests der oberen Gliedmaßen: Fugl-Meyer-Bewertung, modifizierte Ashworth-Skala für Spastik, manuelle Muskeltests sowie Box- und Blocktests, die von geschultem Forschungspersonal durchgeführt werden.