A kisagy kutatása ultrahang-stimulációban (CERBERUS)

1. kísérlet: Az élettani tremor modulációja egészséges önkéntesekben Ez egy randomizált, kettős vak, keresztbe tervezett tanulmány, amelyben 30 egészséges önkéntes vesz részt. Az egészséges önkénteseket egy plakát segítségével és a közösségi média platformokon keresztül toborozzák az egyetemi campusról. Minden résztvevő két feltételnek lesz kitéve: célzott transzkraniális fókuszált ultrahang stimuláció (TUS) a dentátus magra és nem célzott (sham) stimuláció. A kezdeti szűrést telefonon végzik el, majd tájékoztatott beleegyezést írnak alá. A teljes kísérlet négy különálló látogatási napból áll, amelyek közül csak az első fog az UZ Leuven Radiológiai Osztályán történni. A 2-4. látogatási napok teljes egészében a KU Leuven Brainshub létesítményében, a De Nayer épületben fognak zajlani.

• 1. látogatás: Képalkotás Az első látogatáson a résztvevők MRI vizsgálatokon esnek át, hogy strukturális (T1-súlyozott) és ultrarövid echo idő (UTE) MRI képeket kapjanak. Ezek a felvételek segítenek az egyéni fejmodellek rekonstruálásában a koponyajellemzők becsléséhez és a TUS célzás optimalizálásához. Az MRI adatok felhasználásával szimulációkat végeznek az ultrahang sugár optimális pozíciójának, alakjának, méretének és nyomásának kiszámításához. Ez biztosítja a dentátus mag pontos célzását az egyéni szinten a következő stimulációs ülések során.
• 2. látogatás: Azonnali hatások a tremor modulációra és a fázis beállításra Ezen a látogatáson a résztvevők egy feladatot hajtanak végre az élettani tremor indukálására (pl. súly tartása az ujjukon). A tremor amplitúdóját egy gyorsulásmérővel mérik. A TUS-t két feltételben alkalmazzák: célzott stimuláció a dentátus magra és nem célzott sham stimuláció. A stimuláció egy rövid távú protokollt követ (1 perc be, 1 perc ki, 12 percig ismételve). EEG-t rögzítenek a neurális oszcillációk változásainak és a cerebello-thalamo-kortikális hálózat fázis beállításának értékelésére. Ennek a látogatásnak a célja a TUS azonnali hatásainak értékelése a tremor modulációra és a neurális aktivitásra.
• 3. látogatás: Hosszú távú hatások a tremor modulációra Ez a látogatás a TUS hosszú távú hatásait értékeli a tremor modulációra. A stimulációs protokollt 30 perces szonikációra bővítik, hogy megfigyeljék, hogy a hosszabb stimuláció erősebb vagy tartós tremor csökkentést eredményez-e. Ahogy a 2. látogatásnál, gyorsulásmérő adatokat gyűjtenek a tremor amplitúdójának mérésére, és EEG-t rögzítenek az agyi aktivitás változásainak nyomon követésére a meghosszabbított stimulációs időszak alatt. A cél a hatások tartósságának felmérése és az optimális stimulációs időtartam finomítása.
• 4. látogatás: Zárt hurkú stimuláció a tremor csillapítására A negyedik látogatáson egy zárt hurkú stimulációs protokollt tesztelnek. Ez magában foglalja a TUS beadásának szinkronizálását a tremor oszcilláció csúcsára vagy mélypontjára annak megállapításához, hogy a fázisspecifikus stimuláció fokozza-e a tremor modulációt. Valós idejű tremor adatokat gyűjtenek egy gyorsulásmérővel, és EEG-t használnak a neurális válaszok nyomon követésére. Ennek a látogatásnak a célja annak feltárása, hogy a zárt hurkú TUS pontosabb ellenőrzést tud-e biztosítani a tremor amplitúdó felett a szabványos be/ki stimulációhoz képest.

2. kísérlet: Tremor moduláció esszenciális tremor betegekben Az 1. kísérlet eredményeire építve 30 ET beteg vesz részt egy hasonló keresztbe tervezett kísérletben. A betegeket a projekten együttműködő neurológus toborozza. Az 1. kísérletből származó optimalizált TUS paramétereket használják a dentátus mag célzására. A tremor csökkentés legoptimálisabb protokollját ebben a kísérletben választják ki. Így a 2. kísérlet egy látogatási napból fog állni a képalkotásra és egy másik látogatási napból a legoptimálisabb TUS protokoll tesztelésére. Hasonlóan, a tremor amplitúdóját gyorsulásmérővel mérik, és EEG figyeli a neurális aktivitást a stimuláció alatt.