Neurofysiologinen arviointi potilailla, joilla on multippeliskleroosi

Multippeliskleroosi (MS) on keskushermoston (CNS) demyelinisoiva sairaus, jonka patogeneesi sisälsi sekä demyelinisoivia tapahtumia että hermoston rappeutumista. Se on yksi yleisimmistä nuorten aikuisten vamman syistä. Sille on ominaista erilaiset kliiniset fenotyypit: tällä hetkellä tunnetaan MS:n yleisin relapsoiva-remittoiva muoto (RR) ja etenevät muodot (primary progressive -PP, Secondary progressive -SP). Uusiutuvalle remittoivalle muodolle on tunnusomaista kliinisten tapahtumien akuutti/subakuutti alkaminen, uusien leesioiden ilmaantuminen magneettikuvauksessa (MRI) tai gadoliniumin otto uuteen tai olemassa olevaan vaurioon. Progressiivisissa muodoissa sitä vastoin esiintyy hidasta vamman kertymistä alusta alkaen (PP-MS) tai relapsoivaa-remittoivaa suuntausta (SP-MS). Pääasiassa MS-potilaiden arvioinnissa käytetty kliininen asteikko on Expanded Disability Status Scale (EDSS). Tällä hetkellä taudin hallintaan on saatavilla useita hoitoja, ja oikean terapeuttisen valinnan tunnistaminen voi johtaa taudin kliinisen kulun merkittävään hidastumiseen aina stabiloitumiseen asti. Erilaisten hoitostrategioiden olemassaolon vuoksi on siksi olennaista tunnistaa varhain ne potilaat, jotka reagoivat terapiaan heikommin. Toistaiseksi hoidon tehokkuuden arviointi perustuu kliinisiin ja radiologisiin tietoihin. Useissa tutkimuksissa on yritetty tunnistaa uusia vammaisuuden merkkejä, mutta mikään niistä ei ole tullut rutiininomaiseen kliiniseen käyttöön. Tässä yhteydessä hahmotellaan neurofysiologian mahdollista roolia tulehduksellisten/degeneratiivisten sairauksien aktiivisuuden varhaisessa tunnistamisessa.

Niistä neurofysiologisista menetelmistä, joilla voidaan tunnistaa taudin tulehduksellinen tai hermostoa rappeuttava vaihe, lupaavimmat tulokset saatiin kallonvälisellä magneettistimulaatiolla (TMS) ja elektroenkefalografialla (EEG). Näille menetelmille, joita käytetään jo laajasti kliinisessä ympäristössä, on tunnusomaista, että ne ovat toistettavia, ei-invasiivisia ja edullisia. Magneettistimulaation kanssa yhteensopivien EEG-järjestelmien kehittämisen ansiosta on mahdollista tutkia TMS:n (TEP) aiheuttamia aivokuoren potentiaalia. TEP:t muodostavat herkän ja toistettavan kokeellisen indeksin aivokuorensisäiselle kiihottavuudelle ja mahdollistavat erilaisten neurologisten tilojen spesifisten muutosten tunnistamisen. TEP-tutkimus tarjoaa paremman suorituskyvyn kuin yksittäisillä tekniikoilla, TMS:llä ja EEG:llä, saavutettava erikseen.

Neurofysiologiset arviot valkoisen aineen eheydestä Useat todisteet ovat vahvistaneet, että valkoisen aineen myelinisoitumisaste vaikuttaa toiminnallisen yhteyden EEG-indekseihin. Näistä EEG-yhteyden indekseistä kortikokortikaalinen koherenssi on lineaarinen korrelaatioindeksi kahden kortikaalialueen värähtelysignaalin välillä, ja sen on osoitettu olevan herkkä indeksi aivojen myelinaatiotilasta fysiologisissa olosuhteissa ja erilaisissa neurologisissa patologioissa.

Selkeät EEG-värähtelyt eri taajuuskaistoilla paljastivat useissa tutkimuksissa monia vankkoja suhteita käyttäytymiseen, kognitiivisiin ja kliinisiin tiloihin. EEG:n tallentamat spatiaal-ajalliset värähtelydynaamiset kuviot ovat tärkeitä aivojen tilasta riippuvaisia ​​neokortikaalisen dynamiikan mittareita, mukaan lukien toiminnallinen yhteys. Myeliini on kriittinen ylläpitämään värähtelevää hermotoimintaa ja "generaattoreiden" (esim. solukokoonpanot tai useissa mittakaavassa olevat verkostot) välistä kulkeutumista aivojen alueilla, joita erottavat merkittävät johtumisviiveet. Päänahan EEG:llä suuressa mittakaavassa arvioituun toiminnalliseen liitettävyyteen uskotaan vaikuttavan voimakkaasti valkoisen aineen reitit, erityisesti aivokuoren ulokkeet. Standardi Fourier-muunnokseen perustuva monikanavaisen signaalin koherenssimittaus on neliökorrelaatiokerroin ilmaistuna taajuuden funktiona; se voi tarjota vankkoja kognitiivisen tilan ja valkoisen aineen (WM) kypsymisen tai sairauden mittareita. WM-eheys määrittää synaptisten tulojen etenemisviiveet (eli ajoituksen) määrätyssä aivoverkossa, mikä mahdollistaa paikallisten värähtelyjen vaihesynkronoinnin. Suhteellisen pienillä muutoksilla johtumisviiveissä voi olla merkittäviä vaikutuksia värähtelevään kytkeytymiseen ja vaiheen synkronointiin etäisten aivoalueiden välillä. Aivojen synkronoinnin häiriöt aiheuttavat toimintahäiriöitä monissa neurologisissa ja psykiatrisissa häiriöissä. Verrattuna päänahan EEG:hen korkearesoluutioisissa EEG-menetelmissä (HR-EEG) käytetään tietokonealgoritmeja (esim. Laplacian tai dura-kuvaa) arvioiden aivojen tai kovakalvon pintapotentiaalia noin 2-3 cm:n asteikolla. HR-EEG:n toiminnalliset liitettävyysmitat, kuten kapeakaistainen (esim. 1 Hz) alfa- ja theta-koherenssi, on yhdistetty aivokuoren signaalin etenemiseen (enimmäkseen) myelinoituneiden aksonien kautta. Etenemisaika aivopuoliskojen välillä on noin 30 ms myelinisoituneiden kallosäikeiden läpi ja 150-300 ms myelinisoituneiden kuitujen läpi. Päänahan rekisteröidyn aivopuoliskon välisen koherenssin tutkiminen vasemman ja oikean sensomotorisen käden alueiden välillä HR-EEG:llä paljasti sekä kahdenvälisesti koherenttien että epäkoherenttien rytmisen toimintojen päällekkäisyyden alfa-alueella. Intercallosaalisten aksonien myelinisoitumisasteen voidaan odottaa vaikuttavan voimakkaasti synaptiseen integraatioon. Yhdistetty EEG ja HR-EEG voivat tarjota toisiaan täydentäviä toiminnallisia liitettävyysarvioita, jotka ovat maksimaalisesti herkkiä suuren/globaalin (~5-10 cm) ja keskitason/paikallisen {-2-3 cm) spatiaalisen mittakaavan lähdealueille, vastaavasti. Valkoisen aineen eheys on tärkeä aivokuoren yhteyksille ja on kriittinen näille toiminnallisille liitettävyysarvioille, erityisesti päänahan värähtelevälle kytkennälle ja etäisten lähteiden vaihekoherenssille.

Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) on ei-invasiivinen aivojen stimulaatiotekniikka. Tuottamalla korkean intensiteetin magneettipulssia TMS indusoi lyhyitä sähkövirtoja, jotka voivat herättää tai estää pienen alueen aivokuoresta. Tätä aktivoivaa ominaisuutta käytetään perinteisesti ensisijaisessa motorisessa aivokuoressa (M1) tuottamaan toimintapotentiaalia pitkin kortiko-selkäydinkimppua ja herättämään motorisen potentiaalin (MEP, moottorin aiheuttama potentiaali) kontralateraalisessa lihaksistossa. MS-potilailla EEG:tä ja TMS:ää käytetään laajalti diagnostisina työkaluina demyelinaation osoittamiseksi epänormaalin johtumisajan avulla valkoisen aineen reiteillä, jopa potilailla, joilla on normaali MRI-skannaus. Lisäksi kun magneettinen ärsyke annetaan stimulaation kohdelihaksen vapaaehtoisen lihasten supistumisen aikana, M1:n TMS voi aiheuttaa lyhyen keskeytyksen vapaaehtoisessa elektromyografiassa (EMG) sekä kontralateraalisessa (CSP: kontralateraalinen hiljainen jakso) että ipsilateraalisessa ("ipsilateral hiljainen"). jakso" -IpSP). lpSP on puolipallojen välisen motorisen eston mitta, jonka on todettu muuttuvan potilailla, joilla on MS-tauti ja kovettumavaurioita.

Verrattuna erilliseen EEG-signaalien ja TMS:n tuottamien signaalien tallentamiseen, kahden menetelmän - TMS-EEG - samanaikainen suoritus mahdollistaa TMS:n herättämien potentiaalien (TEP) tallennuksen suoraan päänahasta. TEP:ien tallentaminen stimulaatiopaikasta kaukana olevilta alueilta mahdollistaa tiedon saamisen stimuloidun aivokuoren liitettävyydestä. "Interhemispheric signaalin eteneminen" (ISP) on puolipallojen välisen yhteyden mitta, joka perustuu TMS-EEG-vasteiden etenemiseen stimuloidusta pallonpuoliskosta kontralateraaliseen. ISP korreloi callosaalisten mikrokuitujen mikrorakenteen eheyden ja käden kätevyyden kanssa motorisen kehityksen aikana.

Harmaan aineen eheyden neurofysiologiset arviot:

Harmaan aineen (GM) patologian osalta TMS- ja EEG-tutkimuksista saadut todisteet ovat auttaneet paljastamaan aivokuoren toimintahäiriön roolin MS-taudissa. Sensomotorisen integraation ja motorisen ohjauksen kannalta tärkeiksi pidetyt muutokset EEG-värähtelyissä on yhdistetty kliinisiin häiriöihin ja radiologisiin muutoksiin MS-potilailla. Lisäksi paripulssi-TMS-protokollat ​​ovat osoittaneet muutoksia M1-herätyksessä MS-potilailla ja että nämä muutokset korreloivat kliinisen vamman kanssa. TMS-EEG:n mittareista paikallisesti tallennetut TEP:t heijastavat stimuloidun aivokuoren kiihtyvyys- ja aktivaatiotilaa ja siten aivokuoren harmaan aineen eheyden astetta.

Yhteenvetona voidaan todeta, että EEG- ja TMS-EEG-mittaukset ovat tehokkaita työkaluja WM- ja GM-funktionaalisen eheyden arvioimiseen MS-potilailla. Sellaisenaan EEG ja TMS-EEG tarjoavat myös mahdollisen objektiivisen kehyksen MS-taudin sairautta modifioivien hoitojen (DMT) tehokkuuden systemaattiselle arvioimiselle.

Tutkimuksen tavoitteet ja hypoteesit Tämän tutkimuksen päätavoitteena on arvioida TMS-EEG-neurofysiologisia mittareita sekä harmaan että valkoisen aineen toiminnallisen eheyden korvikkeina MS-potilailla. Saatuja tietoja verrataan sukupuolen ja iän suhteen vertailukelpoisten terveiden koehenkilöiden ryhmään. Terveet koehenkilöt tunnistetaan henkilöiksi, joilla on normaali neurologinen tutkimus ja negatiivinen sairaushistoria. Yhdistämällä neurofysiologisia muuttujia kliinisiin muuttujiin yritetään tunnistaa neurofysiologisia markkereita, jotka ilmaisevat MS-potilaiden vamman astetta (ensisijainen tavoite). Toissijaisena tavoitteena on tunnistaa neurofysiologiset muuttujat, joilla voi olla ennustava rooli patologian kliinisissä tai radiologisissa uusiutumisissa ja pitkäaikaisessa kliinis-radiologisessa tilassa. Tätä tarkoitusta varten neurofysiologiset TMS-EEG-mittaukset toistetaan pitkittäisesti tutkimukseen osallistuvilla potilailla ja korreloidaan kliinisen ja radiologisen kliinisen käytännön mukaisesti. Tunnistetut neurofysiologiset markkerit voivat tarjota tukea sellaisten potilaiden tunnistamisessa, joiden kliininen tila on heikentynyt tai joiden vaste hoitoon ei ole optimaalinen.

Ilmoittautuminen: Taatakseen riittävän määrän tutkimukseen osallistujia ja saadakseen tietoja, jotka ovat paremmin jäljitettävissä todellisiin olosuhteisiin, tutkijat tekevät yhteistyötä muiden MS-keskusten kanssa (luettelo ja asiaankuuluvat johtajat liitteenä). Kaikki neurofysiologiset arvioinnit suoritetaan osastollamme ja keskusmme toimii koordinaattorina.

Neurofysiologisen arvioinnin siedettävyys Valitut neurofysiologiset menetelmät ovat ei-invasiivisia, laajalti käytettyjä toimenpiteitä, jotka perustuvat tällä hetkellä kliinisessä käytännössä käytössä oleviin työkaluihin. Nämä menetelmät ovat kivuttomia ja siksi helposti toteutettavissa suurelle henkilöjoukolle, koska ne ovat turvallisia eivätkä aiheuta sivuvaikutuksia.