Ei-invasiivinen stimulaatio keskushermoston kiihtyvyyteen

Annettuaan ennakkosuostumuksen vapaaehtoisille lähetetään kuusi näennäissatunnaista istuntoa verkkosivuston (randomization.com) avulla. osallistumaton tutkija. Tutkimuksen alussa vapaaehtoisia arvioidaan jäsennellyllä kyselylomakkeella, ja jokainen istunto sisältää seuraavan kokeellisen sekvenssin:

1. Unen määrä ja laatu: Kysytään kuinka monta tuntia vapaaehtoinen nukkui viime yönä. Unen laatua mitataan analogisella asteikolla 0 (huonoin unen laatu) 10 pisteeseen (paras unen laatu).
2. Syömistyyppi: Kaikilta henkilöiltä kysytään sellaisten ruokien ja juomien nauttimisesta, jotka voivat muuttaa aivokuoren kiihtyneisyyttä (esim. kahvi, suklaa, energeettinen, sooda jne.). Jos tulos on positiivinen, tutkijat kirjaavat ajan nauttimisesta ja määrittävät ruuan määrän.
3. Väsymys ja motivaatiotaso: Väsymys ja motivaatiotaso: Väsymys ja motivaatiotasot: Se mitataan analogisella asteikolla, joka on arvosanalla 0 (alempi väsymys tai motivaatiotaso) 10 pisteeseen (suurempi väsymys tai motivaatiotaso).
4. Aivokuoren kiihtyvyys: aivokuorta mitataan moottorin aiheuttaman potentiaalin (MEP), lyhyen aivokuorensisäisen eston (SICI) ja intrakortikaalisen fasilitoinnin (ICF) avulla. Kaikki toimenpiteet arvioidaan transkraniaalisella magneettistimulaatiolla (Neurosoft, Venäjä). Aluksi lepomoottorin kynnys (RMT) määritetään etsimällä pienin stimulaattorin lähtö, joka saa aikaan moottorin herätyspotentiaalin (MEP), vähintään 50 mikrovolttia (μV). RMT-mittausta varten magneettistimulaattoriin yhdistetty 8-kuvioinen kela, jota pidetään manuaalisesti 45 asteen kulmassa keskiviivasta, sijoitetaan oikean ensisijaisen motorisen aivokuoren päälle (C3 - 10/20-järjestelmä). Lyhyt intrakortikaalinen esto (SICI) ja intrakortikaalinen fasilitaatio (ICF) arvioidaan parillisen transkraniaalisen magneettisen stimulaation avulla. Kynnyksen alaiset ehdollistamisärsykkeet (80 % RMT:stä) ja ylikynnysten testiärsykkeet (130 % RMT:stä) toimitetaan 2 millisekuntia SICI:lle ja 10 millisekuntia ICF:lle interstimulus-välillä (ISI). Jokaisessa tilassa käytetään kymmentä ärsykettä (ehdoimaton pulssi ja ärsykkeiden parit, joiden ISI on 3 ja 20 millisekuntia). Stimulitilausten toimitus on näennäissatunnainen ja SICI ja ICF ilmaistaan ​​ehdollisena ärsykkeen prosenttiosuutena ehdollisen ärsykkeen suhteen. MEP-arvo saadaan yhden pulssin transkraniaalisella magneettistimulaatiolla. Kymmenen ylikynnystä (130 % RMT:stä) ärsyke toimitetaan primaariseen motoriseen aivokuoreen (C3).

5. Selkäytimen aktiivisuus: selkäytimen kiihtyvyystaso mitataan seuraavilla tuloksilla:

   • Hoffman-refleksi (H-refleksi): H-refleksi saadaan aikaan perkutaanisella sähköstimulaatiolla sääriluun hermossa, joka toimitetaan polvitaipeen kuoppaan ja tallennetaan jalkapohjalihaksen elektromyografiset vasteet. Maksimaalisen H-refleksin, M-aallon ja maksimaalisen H-refleksin sekä maksimaalisen M-aallon suhteen (H/M-suhde) arvot saadaan rekrytointikäyrän kautta. Rekrytointikäyrä alkaa ärsykkeen intensiteetillä, joka toimitetaan 2 milliampeerista (mA) ja kasvaa 1 mA:n askelin M-aaltokäyrän stabiloitumiseen (ei M-aallon amplitudin kasvua).
   • Homosynaptinen masennus (HD): HD saadaan kahden peräkkäisen ärsykkeen sarjalla, jotka erotetaan ärsykkeiden välisellä aikavälillä (30 ms - 10 000 ms). Ärsykkeet toimitetaan polvitaipeen kuoppaan ja jalkapohjalihaksen elektromyografiset vasteet tallennetaan. Ärsykkeet toimitetaan intensiteetillä, joka on tarpeen maksimaalisen H-refleksin tuottamiseksi (tämä tieto on saatavilla rekrytointikäyrässä, kuten edellä mainittiin). Ero ensimmäisen ja toisen ärsykkeen välillä kussakin välissä saa aikaan palautumiskäyrän.
   • Vetorefleksin (RIIIr) nosiseptiivinen komponentti: RIIIr saadaan aikaan antamalla perkutaanista sähköistä stimulaatiota suraalihermoon (oikean lateraalisen malleoluksen takana) ja tallentamalla vasteet hauis femoris -lihaksen ipsilateraalisesta brevis-päästä. Reflex Threshold (RT) -tietueessa alkuperäinen virran intensiteetti säädetään 2 mA:iin ja sitä lisätään 1 mA:n askelin, kunnes saavutetaan vähintään 20 µV vaste, johon liittyy kipuraportti. Sitten käytetään 5 ärsykettä (130 % RT) latenssin ja alueen keskiarvon saamiseksi. Lisäksi kivun havaitsemista ohjataan analogisella asteikolla 0 (ilman kivun havaitsemista) 10 pisteeseen (suurempi kipu on jo tuntunut).
6. tsDCS: Transkutaaninen selkäydinstimulaatio toimitetaan tasavirta- (DC) stimulaattorin (NeuroConn Plus, Saksa) kautta käyttämällä suolaliuokseen kostutettua sienielektrodia (35 cm²). Aktiivinen elektrodi (anodi tai katodi) sijoitetaan yhdennentoista ja kahdennentoista rintanikaman ja vertailuelektrodin väliin oikean käsivarren (hartialihaksen) päälle. Toimitetaan 2,5 mA:n virranvoimakkuudella, häipyy sisään ja loppuu 10 sekunnin kuluttua 20 minuutin aikana. Vale tsDCS:ää on käytetty useissa tutkimuksissa aktiivisten tsDCS-vaikutusten arvioimiseksi. Vale tsDCS:ää käytetään käyttäen samaa elektrodien sijoittelua ja anodisen tsDCS:n parametriasetuksia, mutta stimulaatio kestää vain 30 sekuntia, mutta vapaaehtoiset jatkavat elektrodien asennusta 20 minuuttia. Näin ollen varhaiset aistimukset (esim. lievää tai kohtalaista pistelyä tai kutinaa) stimulaatiokohdassa ilman, että se aiheuta moduloivia vaikutuksia. Lisäksi jokaisen tsDCS-istunnon jälkeen sovelletaan haittavaikutuksia koskevaa kyselylomaketta.
7. rTMS: Aluksi ensimmäisen oikean selkäluun välisen lihaksen (FDI) korkeampi aivokuoren esitysalue (hotspot) määritetään magneettistimulaattoriin (Rapid2, Magstim, UK) yhdistetyn numeron kahdeksan kelan kautta, jota pidetään käsin ja sijoitetaan päänahan päälle ( C3 - 10/20 System) 45 asteen kulmassa keskiviivasta kohdelihakseen (FDI). Sen jälkeen RMT on mitta. rTMS-protokollat ​​perustuivat aikaisempiin tutkimuksiin. Matalataajuinen protokolla: 1 hertsi (Hz), 90 % RMT, 1500 ärsykettä (1 juna). Korkeataajuusprotokolla: 20 Hz, 90 % RMT, 45 junaa, 40 ärsykettä per juna, 28 sekunnin väli, 1800 ärsykettä. Huijaus rTMS suoritetaan matalataajuisella protokollalla käyttämällä kahta kelaa. Ensimmäinen - yhdistetty stimulaattoriin - sijoitetaan kelatuelle lähelle vapaaehtoista, mutta ei näy. Siksi tyypillisiä stimulaatioääniä kuuluu. Toinen - irrotettuna stimulaattorista - sijoitetaan vasemman ensisijaisen motorisen alueen päälle. Jokaisen rTMS-istunnon jälkeen haitallisten vaikutusten esiintyminen lasketaan.
8. Kävelyharjoittelu: Se koostuu kohtalaisesta 20 minuutin kävelyharjoittelusta. Sen varmistamiseksi, että harjoitus suoritetaan kohtuullisella intensiteetillä, käytetään 64 % - 76 % maksimisykkeestä (HRmax = 220-ikä). Sykettä seurataan kolmen minuutin välein sydämen polaarisen kautta. Lisäksi seurataan havaittua rasitusta, askelnopeutta ja juoksumaton kaltevuutta. Borgin asteikkoa käytetään arvioitaessa havaittua työtä. Tämä on analoginen asteikko 6 (kevyt harjoitus) 20 pisteeseen (kattava harjoitus). Tiedot juoksumatolla harjoituksesta merkitään evoluutiotietueeseen.
9. Selkäytimen aktiivisuus: tämä arviointi suoritetaan välittömästi (T0), 30 minuuttia (T1) ja 1 tunti (T2) kävelyharjoittelun jälkeen. Toimenpiteet suoritetaan samaa protokollaa noudattaen.
10. Kortikaalinen aivotoiminta: tämä arviointi suoritetaan jokaisen selkäytimen toiminnan uudelleenarvioinnin jälkeen (T0, T1 ja T2). Toimenpiteet suoritetaan samaa protokollaa noudattaen.