Einfluss auf die Plastizität der Gehirntemperatur

1. Zielsetzung

   Die Dysregulation der synaptischen Übertragung in bestimmten Gehirnbereichen kann für einige neurologische Störungen verantwortlich sein. Es wurde gezeigt, dass die synaptische Übertragung durch repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) moduliert werden kann, und dies kann eine Komponente der therapeutischen Wirkung von rTMS sein. Die Nützlichkeit von rTMS ist jedoch begrenzt, da die Stimulation nicht fokussiert werden kann und die Interventionsreaktion variabel ist. Es wurde gezeigt, dass Kühlung die neuronale Aktivität in bestimmten Gehirnbereichen reduziert. Das Ziel dieses Protokolls ist

   um die Fähigkeit der Kühlung zu untersuchen, rTMS zu beeinflussen.

   Teilstudie: Phasengetriggerte gepaarte assoziative Stimulation (PAS)

   Ebenso ist die Reaktion auf transkranielle Magnetstimulation (TMS) variabel. Es wurde jedoch gezeigt, dass das EEG Informationen enthält, die messbare TMS-Ergebnisse beeinflussen. Das Ziel dieser Studie ist es, die TMS-Verabreichung durch die Verwendung von EEG-phasengetriggerter TMS zu optimieren.

2. Studienpopulation

   Wir beabsichtigen, 18 erwachsene gesunde Probanden ambulant zu untersuchen. Die beantragte Rückstellungsobergrenze beträgt 23 Fächer, um Aussetzer und Prüfungsfehler zu berücksichtigen. Dieser Teil der Studie wurde abgeschlossen und die Rekrutierung für die kühlungsbezogenen Studien wird nicht fortgesetzt

   Teil des Studiums.

   Teilstudie: Phasengetriggerte gepaarte assoziative Stimulation (PAS)

   Wir beabsichtigen, eine Teilstudie durchzuführen, um eine neue Methode der Plastizitätsinduktion zu entwickeln – phasengetriggerte gepaarte assoziative Stimulation (PAS). Diese Unterstudie erfordert eine zusätzliche beabsichtigte Studienpopulation von 24 Probanden, die die 3 Studienarme abschließen, die eine Untergruppe der ursprünglich angeforderten 18 Probanden aus der Hauptstudie sein können. Die zusätzliche Anrechnungsobergrenze beträgt 40 Fächer, um Abbrüche und Screening-Versagen zu berücksichtigen (24 Teilnehmer schließen die Teilstudie ab / 40 Teilnehmer sind in die Teilstudie eingeschrieben). Die Gesamtobergrenze für das gesamte Protokoll beträgt 63.

3. Design

   Die Analyse der während der Hauptstudie gesammelten Daten zeigt, dass die Kontrollbedingung der rPAS/Scheinkühlung nicht wie erwartet zu erhöhten motorisch evozierten Potentialen (MEPs) führte. Dieser Nulleffekt der Kontrollbedingung machte es schwierig, irgendwelche Effekte aufgrund der Kühlbedingung festzustellen. Daher schlagen wir eine neue Teilstudie vor, die eine bessere Form der Plastizitätsinduktion unter Verwendung von EEG-phasengetriggerter TMS untersucht.

   Für den abgeschlossenen, kühlungsbezogenen Teil der Studie schlagen wir vor, eine schnelle gepaarte assoziative Stimulation (rPAS) zu verwenden, die durch Anwendung von Kühlung auf die Kopfhaut moduliert wird, um die Wirkung der Kühlung auf rTMS zu untersuchen. Unsere Hypothese ist, dass die Kühlung des Gehirns die normalerweise durch rPAS induzierte Potenzierung verhindert. Wir werden die Gehirntemperatur um bis zu 1,5 Grad Celsius senken, indem wir einen Kühlhelm auf die Kopfhaut auftragen und dann die Wirkung auf die Potenzierung durch Anwendung von rPAS testen. Eines unserer Stoppkriterien wird die Verringerung der gemessenen Temperatursenkung um 2 Grad Celsius sein.

   Diese Studie besteht aus einem Experiment mit 18 Probanden und die Rückstellung ist abgeschlossen. Das Experiment ist in drei Sitzungsbesuche unterteilt, die jeweils im Abstand von mindestens 1 Tag durchgeführt werden.

   Die Kontrollpotenzierung als Reaktion auf rPAS ohne Kühlung wird während des Sitzungsbesuchs 1 unter Verwendung des TMS-evozierten motorisch evozierten Potentials (MEP) gemessen. In Sitzungsbesuch 2 werden wir nach 45-minütiger Anwendung eines handelsüblichen Flüssigkeitskühlhelms, um die Temperatur der darunter liegenden Großhirnrinde um bis zu 1,5 Grad Celsius zu senken, die Reaktion auf rPAS beurteilen. In Sitzung 3 wird der MEP nach dem Anlegen des Kühlhelms gemessen, wobei jedoch das rPAS-Verfahren durch ein Schein-rPAS ersetzt wird. Sitzungsbesuch 3 ist notwendig, um festzustellen, ob es irgendwelche Änderungen am MEP als Reaktion auf die Abkühlung allein gibt. Daher werden wir in den drei Sitzungsbesuchen nur die Kühlung, nur rPAS und beide zusammen bewerten.

   Teilstudie: Phasengetriggerte gepaarte assoziative Stimulation (PAS)

   Die vorgeschlagene Teilstudie soll eine Methodik testen, um die Variabilität in Reaktion auf und die Zuverlässigkeit von TMS zu verringern und die Zuverlässigkeit von TMS zu verbessern, indem EEG-phasengetriggerte PAS verwendet werden. Die neue Methode wird eine EEG-phasengetriggerte gepaarte assoziative Stimulation verwenden. Ähnlich wie das in der Hauptstudie verwendete rPAS verwendet auch das EEG-phasengetriggerte PAS eine gepaarte Mittelnervstimulation mit TMS zum motorischen Kortex. Die Stimuli werden jedoch ausgelöst, wenn sich das vom motorischen Kortex (M1; EEGM1) aufgezeichnete EEG in einer vordefinierten Phase der Oszillation im Alpha-Band (8-12 Hz) befindet.

   Die Teilstudie zur Entwicklung der optimalen Parameter des phasengetriggerten PAS wird aus bis zu 4 Besuchen und 3 Armen bestehen. Der erste Besuch ist ein Screening- und Pilotbesuch, die nachfolgenden Besuche sind verschiedene Arme der Studie. Zwei aktive Arme lösen das TMS des gepaarten Nervus medianus und des motorischen Kortex entsprechend der Phase des laufenden EEG aus. Ein Arm löst die Reize am Tiefpunkt des laufenden EEG aus (Phase -90, wenn das EEG als Sinuswelle modelliert ist). Ein anderer Arm löst die Stimuli am Höhepunkt des laufenden EEG (Phase +90) aus. Ein Steuerarm löst die gepaarten Stimuli mit einer zufälligen Verzögerung nach dem Durchlaufen des laufenden EEG aus. Dieser Steuerarm dient dazu, gepaarte Stimuli mit einer Rate abzugeben, die an das laufende EEG angepasst ist, stimuliert jedoch in einer zufälligen Phase jedes Alpha-Oszillationszyklus. Diese Waffen werden pseudo-randomisiert.

   Unsere Hypothese ist, dass die Stimulation am Ende des laufenden EEG zu erhöhten plastischen Veränderungen des Gehirns führt, wie durch unsere TMS-Ergebnismessungen von Einzelpuls-Abgeordneten gemessen, im Vergleich zur Kontrollbedingung der zufälligen Phasenstimulation und Stimulation am Höhepunkt des laufendes EEG. Wir nehmen auch an, dass die Stimulation am Höhepunkt des laufenden EEG zu einer Abnahme der TMS-Ergebnismessungen im Vergleich zum Kontrollarm und zur Stimulation am Tiefpunkt des laufenden EEG führt. Dies wird ein fächerinternes Design von 3 Besuchen für jedes der 40 Teilstudienfächer sein.

4. Zielparameter

Das primäre Ergebnismaß wird die Amplitude der MEPs sein, die durch einzelne TMS-Impulse induziert werden.

Teilstudie: Phasengetriggerte gepaarte assoziative Stimulation (PAS)

Das primäre Ergebnis werden Prä-Post-Änderungen der MEP sein, die durch phasengetriggerte TMS induziert werden. Prä-Post-Veränderungen im Ruhezustands-EEG (rs-EEG) werden ebenfalls analysiert. Assoziationen zwischen diesen Ergebnissen und demografischen Merkmalen werden in die Analysen einbezogen.