Aivojen värähtelystä riippuvan TMS:n vaikutus moottorin toimintaan

Tutkimuksen kuvaus:

Tutkimme, vaihteleeko kortikospinaalinen kiihtyvyys (ensisijainen tulosmitta) eri sensorimotoristen alfa-EEG-aaltomuodon värähtelyvaiheiden välillä terveillä iäkkäillä aikuisilla ja kroonisista aivohalvauspotilailla. Sensorimotorinen aivokuoren hermosolujen piikitys on suurin sensomotorisen alfavärähtelyn aallonpohjassa ja pienin sensomotorisen alfavärähtelyn huipuissa (Haegens et al. 2011), mikä viittaa siihen, että aivokuoren kiihtyvyys on suurempi sensorimotoristen alfavärähtelyjen aallonalueilla verrattuna huippuihin. Käsittelemme näitä kysymyksiä suljetun silmukan TMS:n avulla. Tämän aiemman työn perusteella oletamme, että kortikospinaalinen kiihtyvyys (ensisijainen tulosmittaus) lisääntyy sensomotoristen alfavärähtelyjen pohjassa verrattuna huippuihin terveillä iäkkäillä aikuisilla (koe 1) ja kroonista aivohalvausta sairastavilla potilailla (koe 2).

Tavoitteet:

Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) on mahdollinen lisähoito aivohalvauksen jälkeiseen neurorehabilitaatioon. Toistaiseksi sitä on tavallisesti käytetty irti aivojen värähtelevästä aktiivisuudesta (mitattuna EEG-aaltomuodoilla), mikä on johtanut vaihteluun biologisessa vasteessa jokaiselle ärsykkeelle, pieniin vaikutuskokoihin ja merkittävään yksilöiden väliseen vaihteluun. Aivojen värähtelyaktiivisuus (eli EEG-aaltomuodon värähtelyaktiivisuus) alfa-kaistalla (8-12 Hz) liittyy aivokuoren estoon (Haegens et al. 2011; Mathewson ym. 2011), motoriseen toimintaan ja kognitiiviseen prosessointiin (Sauseng et al. 2005; Busch ym. 2009; Dugue ym. 2011), ja siksi se vaikuttaa aivojen toimintaan (Klimesch 1999). Rajoitukset avoimen silmukan järjestelmissä, jotka perustuvat EEG-tilaan perustuvaan post-hoc-kokeilulajitteluun, ovat osoittaneet ristiriitaisia ​​tuloksia (Schulz ym. 2014, Keil ym. 2014, Iscan ym. 2016). Esimerkiksi kortikospinaalinen kiihtyvyys (TMS:llä mitattuna) terveillä ihmisillä vaihtelee sensomotorisen alfa-värähtelyvaiheen mukaan, jonka aikana TMS:ää annetaan: kortikospinaalinen kiihtyvyys on korkeampi, kun TMS toimitetaan sensorimotoristen alfavärähtelyjen aikana (eli maksimi pinnan negatiivisuus) ja pienempi. kun TMS toimitetaan sensomotoristen alfavärähtelyhuippujen (eli maksimipinnan positiivisuuden) aikana (Zrenner ym. 2016; Triesch et al. 2016). Eräs aikaisempi suljetun silmukan tutkimus osoitti vain tehon, mutta ei vaihekulman vaikutuksen aivokuoren kiihtyvyyteen (Madsen et al. 2019), mutta käyttämällä samanlaista järjestelyä, mutta olemme toistaneet havainnon lisääntyneestä aivokuoren kiihottavuudesta sensomotoristen alfa-alusten aikana nuorilla terveillä. aikuiset (katso liite A). Siksi pyrimme laajentamaan nämä havainnot kahteen uuteen populaatioon: terveisiin iäkkäisiin aikuisiin (koe 1) ja potilaisiin, joilla on krooninen aivohalvaus (koe 2). Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että vanhemmilla aikuisilla on merkittäviä eroja motorisessa aivokuoren fysiologiassa verrattuna nuoriin aikuisiin (Peinemann ym. 2001; Oliviero et al. 2006; Fathi et al. 2010), joten koe 1 suoritetaan sen selvittämiseksi, onko Sensomotorinen alfa-värähtelyvaihe ja kortikospinaalinen kiihtyvyys on läsnä terveessä ikääntymisessä. Lisäksi suoritetaan koe 2 sen määrittämiseksi, onko odotettu yhteys sensomotorisen alfavärähtelyvaiheen ja kortikospinaalisen kiihottumisen välillä myös kroonisen aivohalvauksen jälkeen. Tärkeää on, että tiedon hankkiminen siitä, kuinka ikääntyneet ja vaurioituneet aivot reagoivat EEG-aaltomuodosta riippuvaiseen suljetun silmukan TMS:ään, on ratkaisevan tärkeää kehitettäessä tehokkaampia TMS-pohjaisia ​​(eli suljetun silmukan) interventioita. Molemmissa kokeissa TMS-toimitus ajoitetaan tiettyihin sensorimotorisiin alfavärähtelyvaiheisiin. Odotamme tämän työn tulosten antavan uusia näkemyksiä siitä, kuinka sensomotorinen alfavärähtelyvaihe vaikuttaa kortikospinaaliseen kiihtymiseen ikääntyneissä ja aivohalvauksen jälkeisissä aivoissa, mikä voisi johtaa sensomotoristen alfavärähtelyjen riippuvaisten neuromodulatoristen TMS-protokollien tehokkaampaan käyttöön tulevaisuudessa. .

Päätepisteet:

Molemmissa kokeissa ensisijainen tulosmitta on kortikospinaalinen kiihtyvyys. Tutkivia tulosmittauksia ovat MEP-amplitudin vaihtelu ja TMS:n aiheuttamat värähtelyt.

Tutkimusväestö:

Jopa 24 vanhempaa tervettä vapaaehtoista (50-vuotiaat ja sitä vanhemmat) ja enintään 28 aivohalvauspotilasta (18-vuotiaat ja sitä vanhemmat).

Vaihe:

Ei käytössä

Kuvaus sivustoista/tiloista, joihin osallistujat ilmoittautuvat:

Tämä on yhden keskuksen tutkimus, joka suoritetaan NIH Clinical Centerissä

Kuvaus tutkimusinterventiosta:

Ei käytössä

Opintojen kesto:

6 vuotta

Osallistujan kesto:

Jopa 1 vuosi