MRT-gesteuertes Closed-Loop-TMS-EEG

Hintergrund:

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine nicht-invasive Technik, die ein vorübergehendes elektromagnetisches Feld über einen kleinen Bereich der Kopfhaut nutzt, um die neuronale Aktivität zu verändern. Es wurde von Health Canada für die Behandlung schwerer depressiver Störungen und Zwangsstörungen zugelassen. Trotz seiner klinischen Prävalenz weist TMS eine Rücklaufquote von weniger als 50 % und eine hohe intra- und interindividuelle Variabilität auf. Selbst bei gesunden Probanden kann die Wahrscheinlichkeit, neuromodulatorische Effekte hervorzurufen, bei nur 50 % liegen.

Design:

Abhängig von den Zielen der Studie müssen die Teilnehmer das Sunnybrook Health Sciences Center zwei- oder dreimal an verschiedenen Tagen besuchen. Vor ihrem ersten Besuch werden die Teilnehmer einer Überprüfung ihrer Krankenakte unterzogen.

Beim ersten Besuch erhalten die Teilnehmer eine Magnetresonanztomographie-Sitzung (MRT). Während der MRT-Sitzung werden die Teilnehmer in einen MRT-Scanner gebracht, um Bilder zu sammeln, einschließlich struktureller und funktioneller MRT-Scans. Bei Strukturscans werden die Teilnehmer gebeten, während der Bildaufnahme im MRT zu bleiben. Während funktioneller MRT-Scans werden die Teilnehmer gebeten, mit offenen Augen Pausen einzulegen, audiovisuelle Reize anzusehen und/oder anzuhören und durch Tastendruck auf Reize zu reagieren. Vor Beginn der MRT-Untersuchungen wird eine kurze Schulung zu dieser Aufgabe absolviert. Es werden eine zusätzliche Beurteilung und gegebenenfalls Schulungen durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Teilnehmer sich einer Bildgebung unterziehen und gleichzeitig in der Lage sind, ihren Kopf ausreichend zu halten, um eine akzeptable fMRT-Datenqualität zu gewährleisten. Vor dem Betreten des MRT-Raums werden die Teilnehmer aus Sicherheitsgründen gebeten, alle metallischen oder magnetempfindlichen Gegenstände (z. B. Schmuck, Schlüssel, Kreditkarten) zu entfernen. Den Teilnehmern werden Ohrstöpsel oder Kopfhörer zur Verfügung gestellt, um die lauten Geräusche des MRT-Scanners zu reduzieren. Während der MRT-Scans führen die Teilnehmer die gleiche Aufgabe aus, die in der Schulungssitzung angekündigt wurde. Zwischen den Aufgaben werden kurze Pausen eingelegt. Die gesamte MRT-Untersuchung dauert etwa eine Stunde. Wenn während der MRT-Untersuchung ein Elektroenzephalogramm (EEG) aufgezeichnet werden soll, ist vor der MRT-Untersuchung eine zusätzliche Stunde für die EEG-Vorbereitung erforderlich. Nach MRT-Scans werden die Teilnehmer möglicherweise gebeten, ihre Gefühle gegenüber den audiovisuellen Reizen, kognitiven Zuständen und emotionalen Zuständen am Computer zu bewerten.

Die Teilnehmer werden gebeten, für Ziel 1 zweimal an verschiedenen Tagen an TMS-MRT-Experimenten teilzunehmen. In der TMS-MRT-Sitzung nehmen die Teilnehmer TMS und MRT getrennt vor. Bei der TMS werden die Teilnehmer in einen Behandlungsraum geführt und in leicht zurückgelehnter Position auf einem bequemen Stuhl untergebracht. Ein Forschungsteam legt eine elektromagnetische Spule sanft an den Kopf jedes Teilnehmers. Eine TMS-Spule gibt schmerzlos magnetische Impulse ab, die in vorgegebenen Abständen Nervenzellen stimulieren. Zur Überwachung der Muskelaktivitäten können Elektroden an den Handgelenken der Teilnehmer und um die Augen angebracht werden. Das Behandlungsprotokoll für jeden Teilnehmer basiert auf seinen MRT-Scans, EEG-Signalen oder motorischen Reaktionen. Dieser Schritt kann durch den Einsatz einer Kamera erleichtert werden. Während der TMS hören die Teilnehmer Klickgeräusche, die von der TMS-Spule erzeugt werden, und verspüren möglicherweise Berührungen oder Zucken im Gesicht. Nach der TMS werden die Teilnehmer wie oben beschrieben für MRT-Scans in einen MRT-Raum gebracht. Nach MRT-Scans kann eine Bewertung der Gefühle und der Aufgabenleistung des Teilnehmers vorgenommen werden.

Für die Ziele 2 und 3 werden die Teilnehmer gebeten, einmal an einem TMS-EEG-MRT-Experiment teilzunehmen. In der TMS-EEG-MRT-Sitzung werden die Teilnehmer zunächst gemeinsam TMS und EEG unterzogen. Anschließend werden die Teilnehmer einer MRT unterzogen. Für das TMS-EEG werden die Teilnehmer in einen Behandlungsraum geführt und in einer leicht zurückgelehnten Position auf einem bequemen Stuhl platziert. Jeder Teilnehmer wird gebeten, eine EEG-Haube zu tragen. Anschließend wird mit einem Gerät die Position der EEG-Elektroden über der Kappe gemessen. Dann wird leitfähiges Gel auf die EEG-Elektroden über der Kappe aufgetragen. Die Teilnehmer spüren möglicherweise ein Kratzen auf der Haut, wenn das Forschungspersonal das leitfähige Gel aufträgt. Zusätzliche Elektroden werden um die Augen und Handgelenke der Teilnehmer angebracht, um die Muskelbewegung zu überwachen. Während der TMS legt ein Forschungsteam eine elektromagnetische Spule sanft gegen den Kopf des Teilnehmers. Eine TMS-Spule gibt schmerzlos magnetische Impulse ab, die Nervenzellen stimulieren. Die Forscher legen das Behandlungsprotokoll basierend auf den MRT-Scans, EEG-Signalen oder motorischen Reaktionen jedes Teilnehmers fest. Dieser Schritt kann durch den Einsatz einer Kamera erleichtert werden. Während der TMS hören die Teilnehmer Klickgeräusche, die von der TMS-Spule erzeugt werden, und verspüren möglicherweise Berührungen oder Zucken im Gesicht. Nach der TMS werden die Teilnehmer wie oben beschrieben für MRT-Scans in einen MRT-Raum gebracht. Nach MRT-Untersuchungen kann eine Bewertung der Gefühle und Aufgabenerfüllung der Teilnehmer vorgenommen werden.