Untersuchung der Präkonditionierungseffekte der transkraniellen Wechselstromstimulation (tACS) auf die Ruhe- und aktive motorische Schwelle

Wenn Freiwillige an der Teilnahme an der Studie interessiert sind und sich an den PI oder RA wenden, wird der PI oder RA die Studie kurz erläutern. Wenn der Teilnehmer weiterhin an einer Teilnahme interessiert ist, werden zwei 2-stündige Zeitfenster für den Teilnehmer eingeplant, um das Labor zu besuchen. Beim geplanten ersten Besuch wird der PI oder RA jeden Teil der Einwilligung bereitstellen und erklären. Sobald der Teilnehmer zur Teilnahme bereit ist, wird er gebeten, die Einverständniserklärung zu unterschreiben, und erhält eine Kopie der unterschriebenen Einverständniserklärung. Der PI oder RA weist jedem Teilnehmer einen Code zu. Der Code hat die Form XY-RMT_##, wobei XY die Anfangsbuchstaben des Vor- und Nachnamens und ## eine zweistellige Zahl sind. Nachdem die Einverständniserklärung unterzeichnet wurde, wird sie in einem verschlossenen Schrank im Büro unseres Vorgesetzten im Riverview Health Center aufbewahrt.

Sobald der Teilnehmer vollständig eingeschrieben ist, führen die RA und der PI das Montreal Cognitive Assessment (MoCA) und den Fragebogen durch, um festzustellen, ob der Teilnehmer die Aufnahmekriterien erfüllt. Wenn die Teilnehmer keine gesundheitlichen oder körperlichen Konflikte mit der Anwendung von elektrischer und magnetischer Stimulation haben und einen MoCA-Score von mehr als 26 von 30 haben, werden der PI und der RA den Teilnehmer und die Geräte einrichten. Unter Verwendung unseres Neuronavigationssystems im TMS-Labor (im Riverview Health Center) wird dem Teilnehmer ein Tracking-Stirnband angelegt und ein Tracker wird verwendet, um die Kopfhaut zu messen und anatomische Positionen zu bestimmen. Elektroden werden auch am ersten dorsalen interossären (FDI) Muskel der rechten Hand des Teilnehmers platziert, um die Elektromyographie (EMG) aufzuzeichnen.

Das TMS-Gerät ist der Magstim Rapid 2 Stimulator in Einzelimpulseinstellung mit der Achterspule AirFilm Coil. Das EMG-Gerät ist der EMG Recording Pod von Brainsight 2. Das tACS-Gerät ist das tES (transkranielle elektrische Stimulation) von Soterix Medical Inc. (Modell: 2001).

Für die motorische Ruheschwelle (RMT) setzt der PI den C3-Abschnitt des Gehirns des Teilnehmers (Bereich der linken Gehirnhälfte im 10 20 -Modell, der mit dem Handbereich des primären motorischen Kortex zusammenhängt) einzelnen TMS-Impulsen aus beginnend bei 50 % Intensität der maximal verfügbaren Intensität. Dies geschieht, während sich die rechte Hand in einer Ruheposition (entspannt) befindet. Der RA erhöht die Intensität in Schritten von 5 %, bis ein sichtbares Zucken in der rechten Hand beobachtet wird. Dann wird die Intensität in Schritten von 1 % verringert, bis 10 konsistente sichtbare Zuckungen in Pfeil beobachtet werden. Die minimale Intensität wird als RMT aufgezeichnet, und die genaue Position und Richtung der Spule relativ zum Stirnband wird als Ziel-"Hotspot" über das Neuronavigationssystem (Vicra-Positionssensorkamera) aufgezeichnet. Die 10 aufeinanderfolgenden erfolgreichen EMGs werden als Prepriming-Daten des ruhenden Muskels aufgezeichnet. Ein ähnliches Verfahren wird für die aktive motorische Schwelle (AMT) befolgt, wobei der einzige Unterschied der Zustand der rechten Hand ist. Für eine aktive Aufzeichnung wird der Teilnehmer gebeten, die Armlehne des Stuhls sanft zu greifen, damit der Muskel 10-30 % der maximalen willkürlichen Kontraktion aktiviert wird und die 10 Pulse dem "Hotspot", wie er von der Vicra-Kamera lokalisiert wird, ausgesetzt werden.

Um das Gehirn mit dem tACS vorzubereiten, erhält der Teilnehmer eine 5-minütige Pause, in der der RA die aktive Elektrode des tACS auf den markierten "Hotspot" und die Referenz auf den kontralateralen supraorbitalen Bereich des Kopfes (rechte Seite des Stirn über der Augenbraue). Nach der Pause beginnt die Stimulation mit einer Frequenz von 40 Hz und einer Stromstärke von 0,75 mA Amplitude für eine Dauer von 10 Minuten. Unmittelbar nach der Stimulation wird das EMG durch 10 TMS-Impulse bei aktivem FDI-Muskel und 10 Impulse bei ruhendem FDI-Muskel aufgezeichnet. Das gleiche Verfahren wird einmal 30 Minuten nach der tACS-Stimulation und einmal nach 1 Stunde wiederholt.

Insgesamt gibt es für jeden Teilnehmer 40 Ruhe-EMG-Aufzeichnungen und 40 aktive EMG-Aufzeichnungen. Die Ruhe-EMG-Aufzeichnung wird in jedem Zeitintervall auf jeden beobachtbaren Unterschied im durchschnittlichen motorisch evozierten Potential (MEP) verglichen, und die aktiven EMG-Aufzeichnungen werden auf Unterschiede sowohl in der Stilleperiode, die nach dem unwillkürlichen Zucken auftritt, als auch im MEP verglichen.

Der gleiche Vorgang wird beim zweiten Mal durchgeführt, wenn der Teilnehmer ins Labor kommt, mit dem einzigen Unterschied, dass der Teilnehmer 10 Minuten tRNS anstelle von tACS erhält.