Reaaliaikainen personoitu aivojen tilasta riippuvainen TMS aivohalvauksen jälkeen

Transkraniaalisen magneettisen stimulaation (TMS) interventiot voisivat vahvistaa jäljellä olevia kortikospinaalisia yhteyksiä ja parantaa pareettisen käden toiminnan palautumista aivohalvauksen jälkeen. Tällaisten interventioiden terapeuttisten vaikutusten maksimoimiseksi ne on annettava aivohalvauksen jälkeisten aivotoimintamallien aikana, jolloin TMS aktivoi parhaiten jäljellä olevan kortikospinaalikanavan ja tehostaa hermovälitystä sen sisällä (eli aivojen tilasta riippuvainen TMS). Tässä tutkimuksessa tutkijat testaavat reaaliaikaisen, henkilökohtaisen aivojen tilasta riippuvan TMS:n toteutettavuutta kroonisista aivohalvauksista selviytyneillä. Tutkijat määrittävät myös aivohalvauksen jälkeisen henkilökohtaisen aivohalvauksen jälkeisen aivotilasta riippuvan aktivoitumisen ja käden motorisen vajaatoiminnan välisen suhteen; tulokset tulevat olemaan tulevien kliinisten tutkimusten sisällyttämistä koskeviin kriteereihin.

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. Myöhemmin tutkijat suorittavat kelpoisuusseulonnan ja kliinisen arvioinnin yläraajojen motorisesta vajaatoiminnasta käyttämällä yläraajojen Fugl-Meyer-arviointia, pito- ja puristusvoimamittauksia sekä kätevyysmittauksen, jossa osallistujat asettavat pieniä tappeja pyöreisiin reikiin sairastuneen käden avulla. . Osallistujat seulotaan sitten jäljellä olevien kortikospinaalisten yhteyksien esiintymisen suhteen vaurioituneesta aivopuoliskosta levossa olevaan käsien lihakseen. Tallennuselektrodit kiinnitetään sairastuneisiin ensimmäisiin selkälihakseen, abductor pollicis brevis-, opponens pollicis- ja extensor digitorum communis -lihaksiin TMS:n aiheuttamien nykimisten tallentamiseksi näissä lihaksissa. Tämän seulontamenettelyn aikana yksipulssista TMS:ää sovelletaan jokaiseen pisteeseen 1 cm:n resoluutiossa olevasta ruudukosta, joka kattaa vaurioituneen pallonpuoliskon ensisijaiset ja toissijaiset motoriset alueet stimulaattorin maksimiteholla. Jos TMS saa luotettavasti aikaan lihasnykityksen jossakin näistä lihaksista, kyseisellä osallistujalla katsotaan olevan jäljellä kortikospinaalisia yhteyksiä ja hän on kelvollinen koko tutkimukseen. Jos lihasnykitystä ei saada esiin missään näistä lihaksista, kyseinen osallistuja ei ole oikeutettu koko tutkimukseen. Tämän jälkeen kaikki tallennuselektrodit poistetaan ja osallistuja poistuu laboratoriosta.

Toisena päivänä osallistujat palaavat laboratorioon. Tutkijat asettavat tallennuselektrodit päänahkaan uimatyyppisellä lippalla. Tutkijat sijoittavat myös tallennuselektrodit kärsivään käsilihakseen, jossa nykiminen havaittiin luotettavimmin ensimmäisen päivän aikana, sekä neljä muuta sairaan käden ja ranteen lihasta. Määritettyään paikan, jossa TMS saa parhaiten aikaan lihasnykimistä, tutkijat määrittävät pienimmän mahdollisen intensiteetin, jolla TMS saa aikaan lihasnykistymistä vähintään puolet ajasta. Sitten he lähettävät 6 lohkoa 100 yksittäistä TMS-pulssia osallistujan lepääessä hiljaa silmät auki; stimulaatiota annetaan intensiteetillä, joka on 20 % suurempi kuin pienin mahdollinen intensiteetti, jolla TMS saa aikaan lihasnykimistä vähintään puolet ajasta. Myöhemmin tutkijat käyttävät näiden kuuden lohkon aikana hankittuja lihas- ja aivotoimintatallenteita rakentaakseen henkilökohtaisen matemaattisen mallin, joka tunnistaa, mitkä aivotoiminnan mallit vastaavat suurimpia TMS:n aiheuttamia lihasnykistyksiä. Tämän jälkeen tutkijat käyttävät tätä mallia havaitakseen näiden aivojen toimintamallien esiintymisen reaaliajassa; kun nämä kuviot havaitaan, yksittäiset TMS-pulssit toimitetaan. Vertailun vuoksi tutkijat toimittavat myös yksittäisiä TMS-pulsseja satunnaisten aivotoimintamallien aikana. Tämän jälkeen kaikki tallennuselektrodit poistetaan, osallistuminen on suoritettu ja osallistuja poistuu laboratoriosta.

Tutkijat värväävät tähän tutkimukseen yhteensä 37 kroonisesta aivohalvauksesta selvinnyt. Tähän tutkimukseen tarvittava osallistujamäärä määritettiin heidän alustavista tutkimuksistaan ​​ja aikaisemmista tutkimuksistaan, joissa selvitettiin kortikospinaalisen kanavan aktivaation vaihtelun (tarpeellinen komponentti vahvojen yksilöityjen luokittimien rakentamisessa) ja kortikospinaalisen kanavan eheyden (motorisen vajaatoiminnan ja palautumispotentiaalin korrelaatti) välillä. ).