rTMS und EEG bei DOC-Patienten

Hintergrund:

Schwere Hirnverletzungen können chronische Bewusstseinsstörungen (DOC) verursachen. Die Behandlung von DOC-Patienten zur Verbesserung der Genesung bleibt eine große Herausforderung. In den letzten Jahren wurden einige randomisierte kontrollierte Studien veröffentlicht, die sich auf Behandlungen mit nicht-invasiver Hirnstimulation (NIBS) zur Verbesserung der neurologischen Verhaltensfunktion von Patienten konzentrierten. Unter den NIBS ist die repetitive transkranielle Magnetstimulation (rTMS) eine nicht-invasive Hirnstimulationstechnik, die die kortikale Erregbarkeit modulieren, die neurale Plastizität verbessern und starke neuromodulatorische Effekte induzieren kann, die die Stimulationsdauer überdauern. Es wird angenommen, dass es die kortikale Aktivität moduliert und daher für die Behandlung von DOC-Patienten wirksam sein könnte. Derzeit gibt es kein einheitliches Protokoll für rTMS bei DOC-Patienten und die Studien unterscheiden sich in vielen Aspekten.

In dieser Studie zielen die Forscher darauf ab, die funktionelle Erholung von DOC-Patienten nach schwerer Hirnverletzung mit rTMS in zwei multizentrischen Doppelblindstudien zu verbessern.

Methoden/Design:

Die Ermittler werden 90 DOC-Patienten rekrutieren. Die Patienten erhalten drei rTMS-Sitzungen, die innerhalb der Patienten in einem Crossover-Design randomisiert werden: (i) eine echte Stimulation des linken dorsolateralen präfrontalen Kortex (DLPFC); (ii) eine echte Stimulation am linken Winkelkortex (AG) und (iii) eine Scheinstimulation. Die Sitzungen werden durch eine Auswaschphase von mindestens 5 Tagen getrennt. Jede Stimulationssitzung dauert 20 Minuten mit einer Frequenz von 20 Hz (Zugdauer: 4 s; Inter-Zug-Intervall: 26 s; 3200 Impulse bei 80 % der motorischen Ruheschwelle – RMT). Die RMT, d. h. die minimale Stimulusintensität, die bei 5 von 10 Versuchen eine Reaktion des motorisch evozierten Potenzials von mindestens 50 μV im Ruhezustand erzeugte, wird für das Stimulationsziel unter Verwendung von Einzelimpulsen am rechten M. abductor pollicis brevis berechnet.

Nach einer Pause von einer Woche beginnt eine parallele Designstudie. Neunzig Patienten werden nach dem Zufallsprinzip in zwei Versuchsgruppen und eine Scheingruppe (30 Patienten pro Gruppe) eingeteilt. Die Stimulation erfolgt über 20 Arbeitstage einmal täglich mit den gleichen Stimulationsparametern wie in der Crossover-Studie.

Das primäre Ergebnis wird als Verhaltensreaktion auf die Behandlung bestimmt, gemessen anhand der Coma Recovery Scale – Revised (CRS-R). Ein Ruhezustands-EEG mit hoher Dichte wird ebenfalls aufgezeichnet, um die neurophysiologischen Korrelate durch rTMS zu untersuchen.

Diskussion:

Diese Studie wird dazu beitragen, die Rolle der rTMS für die Behandlung von DOC-Patienten zu definieren und die neuralen Korrelate ihrer Wirkung zu charakterisieren. Darüber hinaus werden die Forscher das Profil der Responder basierend auf den Merkmalen und funktionellen Beeinträchtigungen der Patienten definieren und mithilfe von maschinellem Lernen Biomarker für das Ansprechen entwickeln, um EEG-Signale entsprechend dem klinischen Ansprechen auf die Behandlung zu kategorisieren.