Kortikaaliset vauriot potilailla, joilla on MS-tauti (CLiMS)

TAUSTA. Viime vuosina useat tutkimuslinjat ovat osoittaneet, että multippeliskleroosi (MS) vaikuttaa aivokuoren harmaaseen aineeseen ja että aivokuoren harmaan aineen osallistumisen aste liittyy kognitiiviseen ja fyysiseen vammaan, mutta aivokuoren leesion erityinen vaikutus alueelliseen toimintaan on edelleen selvennettävä.

High-field Magnetic Resonance Imaging (MRI) 3T:ssä on käytetty MS-taudin aivokuoren leesioiden havaitsemiseen, mutta histologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että vain "jäävuoren huippu" havaitaan. Erittäin korkean kentän 7T MRI:llä on korkeampi diagnostinen herkkyys kuin 3T MRI:llä. Vaikka jokaista aivokuoren vauriota ei havaita edes 7T:ssä, äskettäin tehdyssä post mortem -verifiointitutkimuksessa pääteltiin, että ultrakorkean kentän MRI "yli kaksinkertaistaa aivokuoren MS-leesioiden havaitsemisen 3T MRI:hen verrattuna". 7T MRI:n käyttöönotto aivokuoren leesioiden havaitsemisessa ja aivokuoren leesioiden käyttäytymis- ja neurofysiologisten vaikutusten selvittämisessä on siksi hyvä ehdokas MS-taudissa raportoidun kliinis-radiologisen paradoksin ratkaisemisessa.

TAVOITTEET ja HYPOTEESIT. Tämä tutkimus on suunniteltu selventämään aivokuoren leesioiden esiintymistä ensisijaisella sensori-motorisella käden alueella (SM1-HAND) ja niiden vaikutusta manuaaliseen motoriseen ja sensoriseen toimintaan sekä alueelliseen aivokuoren yhteyksiin. SM1-HAND sopii hyvin tähän kysymykseen, koska SM1-HANDin toiminnallista integraatiota voidaan tutkia yksityiskohtaisesti transkraniaalisella magneettistimulaatiolla (TMS) ja korkearesoluutioisella fMRI:llä.

Hyödyntämällä 7T MRI:n lisääntynyttä herkkyyttä aivokuoren leesioiden havaitsemiseksi, aivokuoren leesioiden lukumäärä, koko ja alueellinen jakautuminen SM1-HANDissa arvioidaan ja SM1-HANDin vauriokuormitus liittyy MRI-pohjaisiin, sähköfysiologisiin ja käyttäytymiseen liittyviin korrelaatteihin. käsitoiminto.

Erityisesti seuraavat parametrit arvioidaan:

1. Se, missä määrin kortikaalivauriot vaikuttavat primaariseen sensorimotoriseen aivokuoreen potilailla, joilla on relapsoiva ja sekundaarisesti progressiivinen multippeliskleroosi (MS).
2. Yhden aivokuoren MS-leesion vaikutus sensomotorisessa aivokuoressa yläraajojen sensorimotoriseen toimintaan.
3. Yksittäisen aivokuoren MS-leesion vaikutus sensomotorisessa aivokuoressa alueelliseen aivokuorensisäiseen yhteyteen.

Hypoteesit:

1) Primaarisen sensorimotorisen aivokuoren aivokuoren vaurion laajuutta ei tunneta, mutta motorisen toiminnan kliinisten oireiden perusteella on odotettavissa, että jopa 40 %:lla potilaista esiintyy fokaalisia aivokuoren vaurioita tällä alueella ja että tämä sisältää kaikki aivokuoren vaurioiden alatyypit .

2a) Oletuksena on, että unimanuaalinen motorinen toiminta korreloi negatiivisesti aivokuoren kokonaisvauriokuormituksen kanssa kontralateraalisessa sensorimotorisessa aivokuoressa, riippumatta iästä, sukupuolesta, kädestä, valkoisen aineen leesion tilavuudesta, kortiko-selkäydinkanavan aksonin eheydestä, keskusmotorisen johtumisajasta ja Sensomotorisen aivokuoren kortikaalinen paksuus. 2b) Oletetaan, että aivokuoren leesioiden määrä ja koko primaarisessa sensorimotorisessa aivokuoressa korreloi positiivisesti motorisen väsymyksen kanssa. 2c) Oletuksena on, että unimanuaalinen aistintarkkuus korreloi negatiivisesti aivokuoren kokonaisvauriokuormituksen kanssa kontralateraalisessa sensomotorisessa aivokuoressa.

3a) Aivokuoren leesioiden odotetaan aiheuttavan siirtymän numeroesitykseen, mitattuna kontralateraalisen somatosensorisen aivokuoren tehtävään liittyvänä BOLD-signaalina, poispäin vauriosta. 3b) Oletetaan, että aivokuoren vauriot primaarisessa sensorimotorisessa aivokuoressa vaikuttavat alueelliseen aivokuoren sisäiseen kiihotus-/inhibiittoritasapainoon.

4) Lisäksi odotetaan, että alueellisten aivokuoren vaurioiden toiminnallinen vaikutus on riippumaton iästä, sukupuolesta, kädestä, valkoisen aineen leesion tilavuudesta, aivokuoren ja selkäydinkanavan aksonin eheydestä, keskusliikkeen johtumisajasta ja sensomotorisen aivokuoren ja suomujen aivokuoren paksuudesta. leesion tyypin, lukumäärän ja tilavuuden kanssa.

3. TUTKIMUSSUUNNITELMA.

Osa 1. Kokoaivojen 7T MRI-tutkimus aivokuoren leesioiden tunnistamiseksi.

Osallistujat: Hankkeeseen on suunniteltu osallistuvan 80 lievästi tai kohtalaisesti sairasta potilasta (laajennettu vammaisuusasteikko

Erittäin korkean kentän MRI. Kaikki osallistujat tutkitaan kokoaivojen ultra-high field MRI:llä 7T:ssä käyttäen vain tutkimukseen tarkoitettua 7T Achieva MR -järjestelmää (Philips, Best, Alankomaat), joka sijaitsee Hvidovren sairaalassa. Koko aivojen MR-skannaus suoritetaan kaksoislähettimellä, 32-kanavaisella vastaanottopääkelalla (Nova Medical Products), mukaan lukien 3-ulotteinen (3-D), magnetointiin valmisteltu nopea gradienttikaikujen (MPRAGE) -kuvaus 0,65-asteella. mm:n isotrooppinen resoluutio ja kolmiulotteinen, magnetointivalmistettu, nestevaimennettu inversioresoluutio (MPFLAIR) -kuvaus 0,7 mm:n isotrooppisella resoluutiolla (5). Myös kokoaivojen semi-kvantitatiivinen (MP2RAGE) sekä kvantitatiivinen T2*-sekvenssi suoritetaan.

Lisätutkimukset. MR-skannerin ulkopuolella fyysinen vamma (EDSS), väsymys (motoristen ja kognitiivisten toimintojen väsymisasteikko, FSMC), kognitio (symbolinumeromodaliteettitesti, SMDT ja tahdistettu kuulosarjan lisäystesti, PASAT), masennus (Beck Depression Inventory, BDI II ) sekä sensomotorisen käden toiminta (9HPT, Jebsen Taylor Hand Function Test (JTT), Finger Tapping, Grating Orientation Discrimination Test (GODT)) arvioidaan.

Osa 2. Valittu SM1-HANDin 7T MRI.

Osallistujat: Osaan 1 osallistuneiden henkilöiden alaryhmää pyydetään osallistumaan osaan 2: Odotetaan, että vähintään 20 potilaalla näkyy vähintään yksi aivokuoren vaurio oikeassa tai vasemmassa SM1-HANDissa 7T MRI:ssä. Tutkimuksessa tutkitaan leesiopositiivisia potilaita (n>20), ikä- ja EDSS-sovitettua leesionegatiivista MS-ryhmää (n>20) ja ikää vastaavaa tervettä kontrolliryhmää (n=20). Rekrytointia tehdään jatkuvasti, jotta osien 1 ja 2 välinen viive minimoidaan.

Osallistujat skannataan uudelleen 7T Achieva MR -järjestelmällä käyttämällä supistettua koronaalista näkökenttää, joka kattaa oikean ja vasemman SM1-HANDin sekä kortikospinaalisen alueen. Rakennekuvaus sisältää 0,7 mm:n isotrooppisen FLAIR-sekvenssin ja ultrakorkean resoluution MP2RAGE-sekvenssin (0,5 mm isotrooppinen) sekä koko aivojen diffuusiopainotteisen kuvantamisen (DWI). Protoni-magneettiresonanssispektroskopia (MRS) suoritetaan alueellisen N-asetyyliaspartaatin (NAA), GABA:n ja glutamaattipitoisuuden mittaamiseksi oikeasta ja vasemmasta SM1-HANDista. Lopuksi korkean spatiaalisen resoluution toiminnallista veren happitasosta riippuvaa (BOLD) (fMRI) käytetään kartoittamaan SM1-HANDin sensoristen ja motoristen edustajien somatotopiaa. Aktivointikartat asetetaan yksittäisten leesiokarttojen päälle.

TMS. Kortikospinaalinen johtuminen kvantifioidaan transkraniaalisella magneettistimulaatiolla (TMS). Toteutetaan myös tämän ryhmän kehittämä uusi neuronavigoitu TMS-kartoitusmenetelmä, joka on herkkä käsien sisäisten lihasten kortikomotoristen esitysten muutoksille. Lopuksi suoritetaan aivokuorensisäisen inhibition näkökohdat sekä SM1-HANDissa, joissa on vakiintunut yksipulssi- ​​ja kaksipulssi-TMS-paradigma. Johtumista afferentissa somatosensorisessa reitissä arvioidaan tallentamalla somatosensoriset herätepotentiaalit (SSEP).