Établir des biomarqueurs fonctionnels pour la stimulation espacée de Theta-Burst

Conception globale de l'étude :

Les chercheurs proposent une étude IRM fonctionnelle de 10 participants en bonne santé recrutés dans la communauté en utilisant une conception croisée sur deux jours. Le jour 1, la moitié des participants seront randomisés pour recevoir iTBS et l'autre moitié recevra cTBS. Le jour 2 de l'analyse, la forme alternative de TBS sera appliquée de sorte que tous les participants auront terminé les sessions iTBS et cTBS à la fin des deux jours d'étude.

Les jours d'IRM 1 et 2 seront identiques sauf que l'iTBS sera appliqué un jour et le cTBS l'autre. La durée de la séance d'examen IRM sera d'environ 120 minutes par jour. Les sessions d'analyse iTBS et cTBS seront séparées d'au moins 3 jours pour s'assurer que les effets du jour 1 de l'analyse ne sont pas reportés au jour 2 de l'analyse.

Chaque journée de numérisation comprendra les sessions suivantes :

1. Session de pré-scan
2. Analyse de base
3. TBS (ciblé individuellement sur M1)
4. Analyse post-TBS

Participants et projection :

10 personnes en bonne santé de la communauté seront recrutées. Les participants potentiels seront sélectionnés à l'aide du questionnaire de dépistage de la sécurité de l'IRM, du dépistage de la sécurité des adultes par stimulation magnétique transcrânienne (TASS) et du mini-examen de l'état mental (MMSE) pour exclure les personnes présentant des contre-indications à l'IRM, au TMS ou à des troubles cognitifs, respectivement. Les participants éligibles fourniront un consentement éclairé écrit.

Conception expérimentale:

Il sera demandé aux participants de s'abstenir de prendre tout médicament analgésique pendant 24 heures avant les jours d'examen. Au début de chaque journée de numérisation, les participants subiront d'abord une session de pré-scan à l'extérieur du scanner. Dans cette session, les seuils moteurs au repos de base et les seuils de douleur aux stimuli laser seront obtenus. Les participants auront également l'occasion de pratiquer les tâches motrices et de douleur qu'ils effectueront lors des séances d'IRM pendant cette période. Pour la tâche motrice, les participants seront invités à taper du doigt lorsqu'un signal verbal et/ou auditif est fourni. Pour la tâche de la douleur, les participants expérimenteront et évalueront passivement les stimuli laser appliqués à différentes régions du dos de leurs doigts/mains à l'aide d'une échelle d'évaluation numérique (NRS) de 0 à 10. Des évaluations seront faites pour l'intensité de la douleur et le désagrément de la douleur.

Les deux jours d'examen (iTBS et cTBS), des examens IRM de référence seront acquis. Ces analyses comprendront les éléments suivants : une analyse anatomique haute résolution, une analyse à l'état de repos, une analyse des tâches motrices, une analyse des tâches douloureuses, une imagerie du flux sanguin cérébral et une analyse TMS-fMRI entrelacée.

Les participants seront ensuite retirés du scanner et recevront une session TBS espacée (iTBS ou cTBS selon le jour) au cours de laquelle 2 protocoles TBS sont appliqués avec une pause de 15 minutes entre les deux. Le TBS sera appliqué à La stimulation sera délivrée à 90 % du seuil moteur au repos. La région du cerveau qui sera ciblée est la région M1 avec l'activité la plus élevée de la tâche motrice IRMf qui s'est produite lors de l'analyse de base. De cette façon, chaque participant recevra du TBS ciblé individuellement en fonction de sa fonction cérébrale.

Après le TBS, les participants recevront ensuite leurs IRM post-TBS comme décrit dans la session d'analyse de base.

Spécificités de l'étude :

Administration rTMS : À l'aide d'une TMS à impulsion unique, la position du cuir chevelu du seuil moteur le plus bas pour les premiers muscles interosseux dorsaux droits ou abducteur du pouce court sera déterminée. Le seuil moteur au repos (rMT) sera défini par le réglage de puissance le plus bas produisant une contraction musculaire visible dans 50 % des essais utilisant le logiciel PEST. Les enquêteurs effectueront ensuite 40 secondes de cTBS ou iTBS (selon la session), qui seront suivies de 15 minutes d'espacement, puis 40 secondes supplémentaires de cTBS ou iTBS comme cela a été décrit précédemment. L'emplacement cible individualisé du TBS pour le M1 gauche sera déterminé en utilisant l'IRM de la tâche motrice fonctionnelle de chaque participant et la Localite Neuronavigation. L'analyse structurelle de base obtenue lors de l'analyse 1 sera également utilisée pour ce processus de localisation.

Procédures d'évaluation de l'induction de la douleur : les jours de numérisation, le seuil de sensation de chaleur de base, le seuil de chaleur-douleur (HPTpre) et les intensités de stimulus supraliminaires et la température maximale de tolérance à la chaleur (HTTpre) seront déterminés pour chaque volontaire à l'aide d'un stimulateur laser à diode infrarouge sans danger pour l'IRM. Une rampe de chauffage de 1,5 s jusqu'à 20 °C/s sera appliquée sur 10 à 20 points (40 mm2) sur la peau velue de la main et des doigts (mais pas du pouce) des participants.

Le seuil de douleur sera déterminé à l'aide d'une méthode d'évaluation en escalier aléatoire. La puissance laser moyenne nécessaire pour produire une note de "1" sera utilisée pour établir le seuil de douleur. Pour déterminer une relation intensité-effet, des impulsions seront ensuite appliquées avec des intensités de stimulus croissantes à différentes zones du dos de la main/doigts avec au moins 30 s entre les stimuli. Les sujets seront invités à évaluer l'intensité de la douleur et le désagrément immédiatement après chaque stimulus (0 à 10, NRS).

Les intensités de stimulation seront augmentées par incréments de 300 mW. Les augmentations d'intensité seront poursuivies jusqu'à ce qu'un sujet donné signale un niveau d'intensité de douleur modérée (5 sur 10, NRS). Cette intensité sera considérée comme "supra-seuil" pour les études par balayage. Afin de former les volontaires à évaluer leur douleur avec une échelle d'évaluation numérique de 11 points (0 à 10, NRS), la température du laser sera ensuite réglée pour évoquer des températures cutanées aléatoires pendant 5 s entre le HPTpre individuel et le HTTpre séparés par intervalles de 30 s, et les volontaires ont été invités à évaluer leur douleur. Pour les scans après analgésie hypnotique augmentée par SMTr ou analgésie hypnotique seule (SMTr factice + analgésie hypnotique), les scores de douleur thermique évoqués par le seuil préétabli et les puissances laser supraliminaires seront évalués après chaque scan. La diminution des cotes de douleur déterminera la force de tout effet analgésique TBS. Les sujets seront invités à évaluer leur douleur provoquée par le laser après chaque stimulus au cours de chaque scan.

Acquisition de données physiologiques : tout au long de la procédure de numérisation, nous surveillerons la physiologie autonome périphérique à l'aide de dérivations ECG compatibles IRM et d'une ceinture thoracique qui surveille la respiration. Cela nous permettra de calculer l'arythmie sinusale respiratoire, qui fournit une bonne estimation du tonus vagal, qui, à son tour, est associé à une meilleure santé cardiaque et à l'auto-apaisement. Des algorithmes personnalisés développés ici à Stanford pour l'IRMf/EEG simultanée afin de supprimer l'artefact du scanner IRM du tracé ECG seront appliqués.

Scanners d'imagerie cérébrale :

1. Scanner pondéré en T1 (image anatomique haute résolution)
2. Balayage à l'état de repos
3. Balayage des tâches de tapotement moteur BOLD
4. Analyse des tâches douloureuses
5. Balayage de marquage de spin artériel (flux sanguin cérébral)
6. Scan TMS-fMRI entrelacé