Motor Evoked Potential and Cortical Silent Period in Migraine

Perustelut ja tausta:

Migreeni on neurologinen sairaus, joka heikentää merkittävästi yksilön elämänlaatua ja aiheuttaa huomattavia taloudellisia taakkoja terveydenhuoltojärjestelmille maailmanlaajuisesti. Vaikka sen patofysiologiaa ei täysin ymmärretä, viimeaikainen tutkimus viittaa siihen, että migreeni liittyy paitsi verisuonimuutoksiin myös neurologisiin ja aivokuorimuutoksiin (Goadsby et al., 2017). Todisteet osoittavat yhä enemmän keskushermoston alueiden, mukaan lukien motorisen aivokuoren, lisääntyneen ärtyvyyden ja häiriintyneiden estomekanismien esiintymistä (Coppola et al., 2007).

Transkraniaalinen magneettistimulaatio (TMS) on kajoamaton ja luotettava neurofysiologinen tekniikka, joka stimuloi motorista aivokuorta ja tallentaa lihasvasteita. TMS:llä saatuja parametreja, kuten motorista evokoitupotentiaalia (MEP) ja kortikaalista hiljaisjaksoa (CSP), käytetään aivokuoren ärtyvyyden ja estokontrollin arviointiin (Chen et al., 1999). CSP on erityisen hyödyllinen GABA-B-välitteisten estomekanismien arvioinnissa. Oletusta, että migreenipotilailla on alentunut aivokuoren esto, voidaan testata suoraan CSP-mittauksilla.

Aiemmat tutkimukset ovat raportoineet lyhentyneistä CSP-kestoista ja lisääntyneistä MEP-amplitudeista migreenipotilailla, mikä viittaa aivokuoren hyperärtyvyyteen (Brighina et al., 2002; Afra et al., 1998). Nämä löydökset ovat kuitenkin epäjohdonmukaisia, ja miten ne vaihtelevat migreenin alatyyppien (aura vs. ei-aura) välillä, on edelleen epäselvää. Siksi tämän tutkimuksen tavoitteena on kuvata migreenin aiheuttamia aivokuoren fysiologisia muutoksia objektiivisin ja kvantitatiivisin menetelmin, täyttää kirjallisuuden aukkoja ja edistää kliinistä arviointia. Lisäksi näiden parametrien suhdetta kliinisiin piirteisiin, kuten migreenityyppiin, kestoon ja kohtausten tiheyteen, tutkitaan yksilöllisen neurofysiologisen profilointiperustan luomiseksi.

Ensisijaiset ja toissijaiset tavoitteet:

Ensisijainen tavoite:

Tutkimuksen ensisijainen tavoite on arvioida objektiivisesti migreenipotilaiden motorisen aivokuoren estokontrollia kajoamattomilla menetelmillä. TMS:llä saatuja motorisia evokoitupotentiaaleja (MEP) ja kortikaalisia hiljaisjaksoja (CSP) mitataan ja verrataan migreenipotilaiden ja terveiden verrokkien välillä. CSP-kesto, joka heijastaa GABA-B-välitteisiä estomekanismeja, mahdollistaa migreenin vaikutuksen suoran arvioinnin aivokuoren estossa (Chen et al., 1999).

Toissijaiset tavoitteet:

Motorisen tuotoksen analyysi: Elektromyografisia (EMG) signaaleja analysoidaan käyttäen peristimulusaikahistogrammia (PSTH) ja peristimulustaajuusgrammia (PSF) menetelmiä arvioimaan motoristen yksiköiden vasteiden ajallista kuviota ja taajuusmuutoksia TMS:n jälkeen. PSTH analysoi yksittäisten motoristen yksiköiden ajoitusta stimulaation jälkeen, kun taas PSF tarjoaa tarkemman näkymän stimulaationjälkeisistä taajuusmuutoksista (Türker & Powers, 2001). Nämä analyysit auttavat paljastamaan aivokuoren stimulaation selkäydinheijastuksen ja sen vaikutuksen motoriseen tuotokseen.

Biomerkkipotentiaali: TMS:stä johdettuja parametreja, kuten CSP:ta ja MEP:ää, arvioidaan niiden potentiaalin osalta migreenin patofysiologian biomerkkeinä, edistäen objektiivisten mittareiden kehittämistä tulevaa diagnosointia ja hoitoa varten.

Odotetut hyödyt:

Tutkimuksen lopussa odotetaan saatavan objektiivista tietoa migreenipotilaiden motorisen aivokuoren estokyvystä. TMS-parametreja, erityisesti CSP:ta ja MEP:ää, voidaan käyttää migreenin neurofysiologisen perustan ymmärtämiseen. Tulokset voivat tarjota:

Parannetun ymmärryksen aivokuoren ärtyvyyden ja eston tasapainosta migreenin patofysiologiassa.

Perustietoja objektiivisten diagnostisten biomerkkien kehittämiseksi migreenille.

Todisteita aivokuoren toimintahäiriöistä migreenipotilailla, tukien personoituja hoitomenetelmiä.

Kattavan ymmärryksen motorisesta tuotoksesta aivokuoresta selkäydintasolle elektrofysiologisten analyysien (PSTH/PSF) kautta.

Kaikki toimenpiteet ovat kajoamattomia ja turvallisia, tarjoten toistettavan ja eettisen tutkimuslähestymistavan.

Tutkimusmenetelmät:

Osallistujat:

Tutkimukseen otetaan mukaan oikeakätisiä 18–45-vuotiaita henkilöitä, joilla on aiempi migreenidiagnoosi kansainvälisen päänsärkyseuran (IHS) kriteerien mukaisesti.

Datan keruu:

Tutkimus käyttää kajoamatonta aivostimulaatiota (TMS) yhdessä pintaelektromyografian (sEMG) ja neula-EMG:n kanssa. Mittaukset suoritetaan sekä lepotilassa että vapaaehtoisen lihassupistuksen aikana. TMS:ää sovelletaan motorisen aivokuoren yläpuolelle, ja lihasvasteet tallennetaan samanaikaisesti sEMG-elektrodeilla. Yksityiskohtaista motorineuronianalyysiä varten saadaan myös yksittäisten motoristen yksiköiden (SMU) tallenteita.

Neula-EMG/SMU-tallennus:

SMU-tallenteissa käytetään steriilejä, teflonilla päällystettyjä neuloja, jotka sisältävät kuparijohtimia (noin 70 µm halkaisija, 25G) ja jotka asetetaan ensimmäiseen selkäpuoliseen väliluuhun (FDI). Neuloja vedetään osittain takaisin elektrodien vakauden säilyttämiseksi, mahdollistaen yksittäisten motoristen yksiköiden aktiivisuuden tallentamisen liikkeen aikana.

TMS-sovellus:

TMS suoritetaan Magstim 200^2 Monophasic Stimulatorilla (Magstim Ltd, UK) 70 mm:n kahdeksikon kelalla, joka asetetaan hallitsevan aivopuoliskon ensisijaisen motorisen aivokuoren (M1) kohdalle vastaamaan FDI-lihasta. Määritetään lepomotorinen kynnys (RMT), minkä jälkeen suoritetaan stimulaatio MEP:ien aikaansaamiseksi.

Pinta-EMG-tallennus:

sEMG-signaalit saadaan Ag/AgCl-elektrodeilla, jotka asetetaan FDI-lihakkeen päälle. Signaalit vahvistetaan CED 1902-vahvistimella ja digitoidaan CED 3601 Power 1401 DAC-yksiköllä. MEP-latenssit ja amplitudit sekä CSP-kestot lasketaan. Osallistujat ylläpitävät noin 20 % maksimaalisesta vapaaehtoisesta supistuksesta mittauksien aikana.

Datan analyysi:

Dataa analysoidaan IBM SPSS Statistics 26:lla. Normaalisuus testataan Kolmogorov-Smirnov- ja Shapiro-Wilk-testeillä. Parametrista dataa analysoidaan riippumattomilla t-testeillä ja ANOVA:lla, kun ei-parametrista dataa analysoidaan Mann-Whitney U- tai Kruskal-Wallis-testeillä. Kliinisten parametrien (migreenin kesto, tiheys, vakavuus) ja neurofysiologisten mittareiden (MEP, CSP) välisiä korrelaatioita arvioidaan Pearsonin tai Spearmanin korrelaatiokertoimilla, merkitsevyys asetetaan p < 0,05.