Influenza sulla plasticità della temperatura cerebrale

1. Obbiettivo

   La disregolazione della trasmissione sinaptica in alcune aree del cervello può essere responsabile di alcuni disturbi neurologici. È stato dimostrato che la trasmissione sinaptica può essere modulata attraverso la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) e questo può essere un componente degli effetti terapeutici della rTMS. Tuttavia, l'utilità rTMS è limitata a causa dell'incapacità di focalizzare la stimolazione e la variabilità nella risposta all'intervento. È stato dimostrato che il raffreddamento riduce l'attività neuronale in aree cerebrali mirate. L'obiettivo di questo protocollo è

   esaminare la capacità del raffreddamento di influenzare la rTMS.

   Sottostudio: stimolazione associativa accoppiata innescata dalla fase (PAS)

   Allo stesso modo, la risposta alla stimolazione magnetica transcranica (TMS) è variabile. Tuttavia, è stato dimostrato che l'EEG contiene informazioni che influiscono sui risultati misurabili della TMS. L'obiettivo di questo studio è ottimizzare l'erogazione della TMS utilizzando la TMS attivata dalla fase EEG.

2. Popolazione di studio

   Intendiamo studiare 18 volontari sani adulti su base ambulatoriale. Il limite massimo di competenza richiesto è di 23 soggetti per tenere conto degli abbandoni e dei fallimenti di screening. Questa parte dello studio è stata completata e il reclutamento non continuerà per il raffreddamento

   parte dello studio.

   Sottostudio: stimolazione associativa accoppiata innescata dalla fase (PAS)

   Intendiamo eseguire un sottostudio per sviluppare un nuovo metodo di stimolazione associativa accoppiata (PAS) innescata dalla fase di induzione della plasticità. Questo sottostudio richiede una popolazione di studio aggiuntiva prevista di 24 soggetti che completano i 3 bracci dello studio che possono essere un sottoinsieme dei 18 soggetti inizialmente richiesti dallo studio principale. Il limite di competenza aggiuntivo è di 40 soggetti per consentire abbandoni e fallimenti di screening (24 partecipanti completano il sottostudio/40 partecipanti iscritti al sottostudio). Il tetto totale per l'intero protocollo è 63.

3. Progetto

   L'analisi dei dati raccolti durante lo studio principale dimostra che la condizione di controllo del raffreddamento rPAS/sham non ha comportato un aumento dei potenziali evocati motori (MEP) come previsto. Questo effetto nullo della condizione di controllo rendeva difficile accertare eventuali effetti dovuti alla condizione di raffreddamento. Pertanto, proponiamo un nuovo sottostudio che indaga su una migliore forma di induzione della plasticità utilizzando la TMS attivata dalla fase EEG.

   Per la parte dello studio completata e correlata al raffreddamento, proponiamo di utilizzare la stimolazione associativa accoppiata a velocità rapida (rPAS), modulata applicando il raffreddamento al cuoio capelluto, per esaminare l'effetto del raffreddamento su rTMS. La nostra ipotesi è che il raffreddamento del cervello impedirà il potenziamento normalmente indotto da rPAS. Ridurremo la temperatura cerebrale fino a 1,5 gradi Celsius applicando un casco di raffreddamento sul cuoio capelluto e quindi testeremo l'effetto sul potenziamento applicando rPAS. Uno dei nostri criteri di arresto sarà la riduzione della riduzione della temperatura misurata di 2 gradi Celsius.

   Questo studio consiste in un esperimento con 18 soggetti e l'accrual è stato completato. La sperimentazione è suddivisa in tre sessioni di visita, ciascuna da svolgersi a distanza di almeno 1 giorno l'una dall'altra.

   Il potenziamento del controllo in risposta a rPAS senza raffreddamento sarà misurato durante la visita della sessione 1 utilizzando il potenziale evocato motorio evocato da TMS (MEP). Nella sessione visita 2, dopo aver applicato un casco di raffreddamento a liquido disponibile in commercio per 45 minuti per ridurre la temperatura della corteccia cerebrale sottostante fino a 1,5 gradi Celsius, valuteremo la risposta a rPAS. Nella sessione 3, il MEP verrà misurato dopo aver applicato il casco di raffreddamento ma con la procedura rPAS sostituita con un rPAS sham. La visita di sessione 3 è necessaria per determinare se ci sono modifiche al MEP in risposta al solo raffreddamento. Pertanto, nelle tre visite di sessione, valuteremo il solo raffreddamento, il solo rPAS ei due insieme.

   Sottostudio: stimolazione associativa accoppiata innescata dalla fase (PAS)

   Il sottostudio proposto è quello di testare una metodologia per ridurre la variabilità in risposta e migliorare l'affidabilità della TMS, utilizzando PAS innescato dalla fase EEG. Il nuovo metodo utilizzerà la stimolazione associativa accoppiata innescata dalla fase EEG. Analogamente al rPAS utilizzato nello studio principale, anche il PAS innescato dalla fase EEG utilizza la stimolazione del nervo mediano accoppiato con TMS alla corteccia motoria. Tuttavia, gli stimoli vengono attivati ​​quando l'EEG registrato dalla corteccia motoria (M1; EEGM1) si trova in una fase pre-specificata dell'oscillazione della banda alfa (8-12 Hz).

   Il sottostudio per sviluppare i parametri ottimali della PAS innescata dalla fase consisterà in un massimo di 4 visite e 3 bracci. La prima visita è una visita di screening e pilota, le visite successive sono diversi rami dello studio. Due bracci attivi attiveranno il nervo mediano accoppiato e la corteccia motoria TMS in base alla fase dell'EEG in corso. Un braccio attiverà gli stimoli nella depressione dell'EEG in corso (fase -90 se l'EEG è modellato come un'onda sinusoidale). Un altro braccio attiverà gli stimoli al picco dell'EEG in corso (fase +90). Un braccio di controllo attiverà gli stimoli accoppiati con un ritardo casuale rispetto all'EEG in corso. Questo braccio di controllo serve a fornire stimoli accoppiati a una velocità corrispondente all'EEG in corso, ma stimola in una fase casuale di ciascun ciclo di oscillazione alfa. Queste braccia saranno pseudo-randomizzate.

   La nostra ipotesi è che la stimolazione al termine dell'EEG in corso si tradurrà in un aumento dei cambiamenti plastici nel cervello misurati attraverso le nostre misure di esito TMS di MEP a impulso singolo, rispetto alla condizione di controllo della stimolazione e della stimolazione in fase casuale al picco del EEG in corso. Ipotizziamo inoltre che la stimolazione al picco dell'EEG in corso si tradurrà in una diminuzione delle misure dei risultati della TMS rispetto al braccio di controllo e alla stimolazione al minimo dell'EEG in corso. Questo sarà un progetto all'interno della materia di 3 visite per ciascuna delle 40 materie del sottostudio.

4. Misure di risultato

La misura dell'esito primario sarà l'ampiezza dei MEP indotti da singoli impulsi TMS.

Sottostudio: stimolazione associativa accoppiata innescata dalla fase (PAS)

L'esito primario saranno i cambiamenti pre-post nel MEP indotti dalla TMS innescata dalla fase. Verranno inoltre analizzate le modificazioni pre-post dell'EEG a riposo (rs-EEG). Le associazioni tra questi risultati e i dati demografici saranno incluse nelle analisi.