TMS - Électrodes Intracrâniennes

Au cours des dernières années, les techniques de stimulation cérébrale non invasive telles que la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), la stimulation par courant transcrânien et la stimulation multimodale périphérique ont montré des applications cliniques étendues. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est une méthode non invasive de stimulation focale du cerveau qui utilise l'induction électromagnétique et ne nécessite pas de chirurgie. Il y a un optimisme que TMS et d'autres formes de NIBS révolutionneront la façon dont nous traitons les troubles neurologiques et psychiatriques, comme en témoignent plus de 1000 essais cliniques enregistrés utilisant TMS. Une grande partie de cet optimisme découle de l'utilisation réussie de la TMS comme traitement de la dépression. Malgré le grand nombre d'essais cliniques utilisant le NIBS, le nombre d'indications thérapeutiques a stagné, limité à la dépression majeure et plus récemment au trouble obsessionnel-compulsif. Il existe des questions fondamentales sur les mécanismes d'action sous-jacents du NIBS qu'il sera essentiel de comprendre afin de faire progresser cette modalité de traitement. Ici, nous proposons un projet de collaboration unique entre la neurologie et la neurochirurgie qui ouvrira une fenêtre sans précédent sur la compréhension de l'impact du NIBS sur le cerveau humain. Plus précisément, nous effectuerons diverses formes de TMS ciblées chez les patients neurochirurgicaux avec une surveillance par électroencéphalographie intracrânienne (iEEG) pour enregistrer les effets en temps réel de la NIBS sur les zones cérébrales locales et distantes avec une combinaison inégalée de résolution spatiale et temporelle par rapport à d'autres études humaines. La TMS peut présenter le plus de risques pour les patients avec des électrodes intracrâniennes et nous avons déjà démontré la sécurité de cette approche en utilisant un cerveau fantôme à base de gel et avons des résultats de sept patients démontrant la sécurité et des résultats préliminaires. Pour la proposition actuelle, nous visons à : 1) caractériser la réponse du NIBS sur le cerveau humain enregistrée à partir de l'iEEG entre les conditions actives et factices, et 2) relier les réponses électrophysiologiques à distance du NIBS aux mesures de la connectivité cérébrale entre les sites de stimulation et d'enregistrement évalués avec IRM de connectivité fonctionnelle à l'état de repos (rs-fcMRI). Cela nous permettra d'évaluer la relation entre les réponses iEEG évoquées par NIBS et la force de la connectivité fonctionnelle au site de stimulation dans un modèle de régression. Pour la partie TMS de l'étude, nous émettons l'hypothèse que 1) le TMS aura des effets focaux détectés à partir des électrodes de surface sous-jacentes au site de stimulation ainsi qu'un engagement au niveau du réseau détecté sur des sites distants, 2) le TMS répétitif induira des effets spécifiques à la fréquence qui diffèrent entre protocoles de stimulation de 0,5 et 10 Hz, et 3) l'ampleur des réponses iEEG évoquées par TMS répétitives à travers les électrodes sera liée à la force de rs-fcMRI entre les sites de stimulation et d'enregistrement. En étudiant les réponses électrophysiologiques du TMS avec une précision spatio-temporelle élevée chez l'homme, cette étude fournira de nouvelles informations mécanistes sur les effets du TMS sur l'engagement de la cible et reliera ces résultats aux méthodes d'imagerie déjà largement utilisées. De plus, le TMS sera appliqué de manière cliniquement significative en ciblant le cortex préfrontal dorsolatéral gauche dans un protocole utilisé pour traiter la dépression. La génération de résultats pour ces objectifs sera essentielle pour faire progresser notre compréhension de la manière dont la TMS et d'autres formes de NIBS engagent les réseaux cérébraux, qui peuvent être exploités pour développer de manière rationnelle des NIBS thérapeutiques personnalisées et guidées par imagerie pour la dépression et d'autres troubles.