Establecimiento de biomarcadores funcionales para la estimulación de ráfagas theta espaciadas

Diseño general del estudio:

Los investigadores proponen un estudio de resonancia magnética funcional de 10 participantes sanos reclutados de la comunidad utilizando un diseño cruzado durante dos días. El día 1, la mitad de los participantes serán asignados al azar para recibir iTBS y la otra mitad recibirá cTBS. En el día 2 de escaneo, se aplicará la forma alternativa de TBS de modo que todos los participantes hayan completado las sesiones de iTBS y cTBS al final de los dos días de estudio.

Los días 1 y 2 de resonancia magnética serán idénticos, excepto que iTBS se aplicará un día y cTBS el otro. La duración de la sesión de resonancia magnética será de aproximadamente 120 minutos cada día. Las sesiones de escaneo iTBS y cTBS estarán separadas por al menos 3 días para garantizar que los efectos del día 1 no se trasladen al día 2.

Cada día de exploración constará de las siguientes sesiones:

1. Sesión de exploración previa
2. Escaneo de línea de base
3. TBS (dirigido individualmente a M1)
4. Escaneo posterior a TBS

Participantes y Proyección:

Se reclutarán 10 individuos sanos de la comunidad. Los posibles participantes serán evaluados utilizando el Cuestionario de detección de seguridad de MRI, la Evaluación de seguridad para adultos con estimulación magnética transcraneal (TASS) y el Mini examen del estado mental (MMSE) para excluir a las personas con contraindicaciones para MRI, TMS o con deficiencias cognitivas, respectivamente. Los participantes elegibles proporcionarán su consentimiento informado por escrito.

Diseño experimental:

Se les pedirá a los participantes que se abstengan de tomar cualquier medicamento analgésico durante las 24 horas previas a los días de exploración. Al comienzo de cada día de escaneo, los participantes primero se someterán a una sesión de escaneo previo fuera del escáner. En esta sesión se obtendrán los umbrales motores basales en reposo y los umbrales de dolor ante estímulos láser. Los participantes también tendrán la oportunidad de practicar las tareas motoras y de dolor que realizarán en las sesiones de resonancia magnética durante este tiempo. Para la tarea motora, se les pedirá a los participantes que toquen su dedo cuando se les proporcione una señal verbal y/o auditiva. Para la tarea de dolor, los participantes experimentarán pasivamente y calificarán los estímulos láser aplicados a diferentes regiones del dorso de sus dedos/manos utilizando una escala de calificación numérica (NRS) de 0 a 10. Se realizarán clasificaciones tanto para la intensidad del dolor como para la incomodidad del dolor.

En ambos días de exploración (iTBS y cTBS), se adquirirán exploraciones de resonancia magnética de referencia. Estas exploraciones incluirán lo siguiente: una exploración anatómica de alta resolución, una exploración en estado de reposo, una exploración de tarea motora, una exploración de tarea de dolor, imágenes del flujo sanguíneo cerebral y una exploración TMS-fMRI intercalada.

Luego, los participantes serán retirados del escáner y recibirán una sesión TBS espaciada (ya sea iTBS o cTBS según el día) mediante la cual se aplican 2 protocolos TBS con un descanso de 15 minutos entre ellos. Se aplicará TBS en La estimulación se administrará al 90 % del umbral motor en reposo. La región del cerebro a la que se apuntará es la región M1 con la actividad más alta de la tarea motora fMRI que ocurrió en la exploración de referencia. De esta manera, cada participante recibirá TBS que se dirige individualmente en función de su función cerebral.

Después de TBS, los participantes recibirán sus exploraciones de resonancia magnética posteriores a TBS como se describe en la sesión de exploración de referencia.

Especificaciones del estudio:

Administración de rTMS: mediante el uso de TMS de un solo pulso, se determinará la posición del cuero cabelludo del umbral motor más bajo para el primer músculo interóseo dorsal derecho o el músculo abductor corto del pulgar. El umbral motor en reposo (rMT) se definirá por la configuración de potencia más baja que produce una contracción muscular visible en el 50 % de las pruebas que utilizan el software PEST. Luego, los investigadores realizarán 40 segundos de cTBS o iTBS (dependiendo de la sesión), a los que seguirán 15 minutos de espaciamiento, y luego 40 segundos adicionales de cTBS o iTBS como se describió anteriormente. La ubicación del objetivo TBS individualizado para el M1 izquierdo se determinará mediante el uso de la resonancia magnética de la tarea motora funcional de cada participante y la neuronavegación Localite. El escaneo estructural de referencia obtenido durante el escaneo 1 también se utilizará para este proceso de localización.

Procedimientos de evaluación de la inducción del dolor: en los días de exploración, se determinarán para cada voluntario el umbral de sensación de calor de referencia, el umbral de dolor por calor (HPTpre) y las intensidades de estímulo supraumbral y la temperatura máxima de tolerancia al calor (HTTpre) utilizando un estimulador de láser de diodo infrarrojo seguro para resonancia magnética. Se aplicará una rampa de calentamiento de 1,5 s hasta 20 °C/s en 10-20 puntos (40 mm2) en la piel vellosa de la mano y los dedos (pero no el pulgar) de los participantes.

El umbral del dolor se determinará utilizando un método de evaluación de escalera aleatoria. La potencia de láser promedio necesaria para producir una calificación de "1" se utilizará para establecer el umbral del dolor. Para determinar una relación intensidad-efecto, se aplicarán pulsos con intensidades de estímulo crecientes a diferentes áreas del dorso de la mano/dedos con al menos 30 s entre estímulos. Se pedirá a los sujetos que califiquen la intensidad del dolor y el malestar inmediatamente después de cada estímulo (0 a 10, NRS).

Las intensidades de los estímulos se incrementarán en incrementos de 300 mW. Los aumentos de intensidad continuarán hasta que un sujeto determinado informe un nivel de intensidad de dolor moderado (5 de 10, NRS). Esta intensidad se considerará "por encima del umbral" para los estudios de exploración. Para capacitar a los voluntarios en la calificación de su dolor con una escala de calificación numérica de 11 puntos (0 a 10, NRS), la temperatura del láser se configurará para evocar temperaturas de la piel aleatorias durante 5 s entre el HPTpre individual y el HTTpre separados por intervalos de 30 s, y se pidió a los voluntarios que calificaran su dolor. Para exploraciones después de analgesia hipnótica aumentada con rTMS o analgesia hipnótica sola (EMTr simulada + analgesia hipnótica), se evaluarán las puntuaciones de dolor por calor provocadas por el umbral preestablecido y las potencias del láser supraumbral después de cada exploración. Las calificaciones de dolor disminuidas determinarán la fuerza de cualquier efecto analgésico TBS. Se les pedirá a los sujetos que califiquen su dolor provocado por el láser después de cada estímulo durante cada exploración.

Adquisición de datos fisiológicos: a lo largo del procedimiento de escaneo, monitorearemos la fisiología autonómica periférica utilizando cables de EKG compatibles con MRI y un cinturón de pecho que monitorea la respiración. Esto nos permitirá calcular la arritmia sinusal respiratoria, lo que proporciona una buena estimación del tono vagal, que, a su vez, se asocia con una mejor salud cardíaca y auto-calmante. Se aplicarán algoritmos personalizados desarrollados aquí en Stanford para fMRI/EEG simultáneos para eliminar el artefacto del escáner de MRI del trazado de EKG.

Exploraciones de imágenes cerebrales:

1. Exploración potenciada en T1 (imagen anatómica de alta resolución)
2. Exploración en estado de reposo
3. Escaneo de tareas de toque motor BOLD
4. Escaneo de tareas de dolor
5. Exploración de etiquetado de espín arterial (flujo sanguíneo cerebral)
6. Escaneo TMS-fMRI intercalado