Henkilökohtaisten aivojen tilojen tunnistaminen aivohalvauksen jälkeisen kortikospinaalikanavan jäännösmäärän ennustaminen

Transkraniaalisen magneettisen stimulaation (TMS) interventiot voisivat vahvistaa jäännöskortikospinaalikanavan (CST) yhteyksiä ja edistää aivohalvauksen jälkeistä käden motorista palautumista. Tällaisten interventioiden vaikutusten maksimoimiseksi ne on annettava aivojen toimintamallien aikana, jolloin TMS aktivoi parhaiten jäännös-CST:n ja tehostaa sen hermovälitystä. Tätä lähestymistapaa kutsutaan aivotilasta riippuvaiseksi TMS:ksi. Tutkijat ovat äskettäin kehittäneet koneoppimiskehyksen, joka tunnistaa yksilölliset aivojen toimintamallit, jotka heijastavat vahvaa CST-aktivaatiota neurotyyppisillä aikuisilla. Tässä tutkimuksessa tutkijat soveltavat tätä kehystä aivohalvauksen jälkeisiin aivoihin ensimmäistä kertaa. He arvioivat myös suhteita tämän kehyksen kyvyn havaita vahvat ja heikot CST-aktivaatiotilat ja CST-reitin eheysmittaukset.

Osallistujat vierailevat laboratoriossa kahdella testauspäivällä, joiden välillä on vähintään yksi yöunet. Ensimmäisenä päivänä osallistujat antavat tietoisen suostumuksensa. MacArthurin pätevyyden arviointityökalua ja Frenchay Aphasia -seulontatestiä käytetään suostumuskapasiteetin arvioimiseen ja ekspressiivisen afasian olemassaolon vahvistamiseen tarvittaessa. Jälkeenpäin osallistujat suorittavat kelpoisuusseulonnan ja kliinisen arvioinnin yläraajojen motorisesta vajaatoiminnasta, motorisista toiminnoista ja vammoista käyttämällä yläraajojen Fugl-Meyer-arviointia, Wolf Motor Function Test -testiä ja modifioitua Rankin-asteikkoa. Tämän jälkeen osallistujilta seulotaan jäljellä olevien CST-yhteyksien esiintyminen vaurioituneesta pallonpuoliskosta sairastuneeseen ensimmäiseen selkäluun väliseen lihakseen. Tallennuselektrodit kiinnitetään tähän lihakseen TMS:n aiheuttamien nykimisten tallentamiseksi näissä lihaksissa. Tämän toimenpiteen aikana yksipulssista TMS:ää sovelletaan jokaiseen pisteeseen 1 cm:n resoluutioruudukossa, joka kattaa vaurioituneen pallonpuoliskon ensisijaiset ja toissijaiset motoriset alueet stimulaattorin maksimiteholla. Jos TMS saa luotettavasti aikaan lihasnykityksen sairastuneessa ensimmäisessä selkäluun sisäosissa, kyseisellä osallistujalla katsotaan olevan jäljellä olevia CST-yhteyksiä ja hän on kelvollinen osallistumaan koko tutkimukseen. Jos lihasnykitystä ei havaita, osallistuja ei ole oikeutettu koko tutkimukseen. Tämän jälkeen tallennuselektrodit poistetaan ja osallistuja poistuu laboratoriosta.

Toisena päivänä osallistujat palaavat laboratorioon. Tutkijat vahvistavat kelpoisuuden jatkamisen ja asettavat tallennuselektrodit päänahkaan uimalaisella. Tutkijat sijoittavat myös tallennuselektrodit sairastuneisiin ensimmäisiin selkäluun välisiin sekä sairastuneisiin abductor pollicis brevis- ja digitorum communis -lihaksiin. Tunnistattuaan päänahan paikan, jossa TMS saa parhaiten aikaan lihasnykitykset sairastuneessa ensimmäisessä selkäluun välisessä lihaksessa, tutkijat määrittävät pienimmän mahdollisen TMS-intensiteetin, joka aiheuttaa lihaksen nykimistä vähintään puolet ajasta. Sitten tutkijat antavat kuusi lohkoa 100 yksittäistä TMS-pulssia, kun osallistujat lepäävät hiljaa silmät auki. Stimulaatiota annetaan intensiteetillä, joka on 20 % suurempi kuin pienin mahdollinen TMS-intensiteetti, joka aiheuttaa lihasnykistymistä vähintään puolet ajasta. Tämän jälkeen kaikki elektrodit poistetaan, osallistuminen on päättynyt ja osallistujat poistuvat laboratoriosta.

Tutkijat värväävät tähän tutkimukseen yhteensä 20 kroonisesta aivohalvauksesta selvinnyt.