Connettività funzionale visiva e miglioramento visivo dopo il trattamento TMS/binoculare

Prima dello studio, il disallineamento oculare e le anomalie di rifrazione saranno corrette Questa correzione fa parte della cura standard del paziente piuttosto che una componente procedurale dello studio attuale.

Procedura I partecipanti saranno sottoposti a risonanza magnetica strutturale e funzionale di un'ora prima del loro trattamento. Effettueremo un'analisi ad interim dei risultati fMRI una volta che cinque pazienti ambliopici avranno completato lo studio fMRI. Se i dati mostrano differenze significative nella rete visiva dello stato di riposo nei pazienti con ambliopia rispetto al normale stato di riposo visivo esistente, proseguiremo lo studio fMRI con i restanti 15 partecipanti. Il disallineamento degli occhi verrà corretto prima della partecipazione dei pazienti utilizzando prismi (se indicato dal punto di vista medico). Questa correzione fa parte della cura standard del paziente piuttosto che una componente procedurale del presente studio. I partecipanti verranno nominati in modo casuale per far parte inizialmente del gruppo fittizio o di trattamento (10 pazienti in ciascun gruppo). Tutti i pazienti riceveranno cinque giorni di formazione binoculare visiva di un'ora giocando a un videogioco di blocchi cadenti appositamente progettato su uno schermo di computer che sarà calibrato individualmente per ogni persona. Il primo gruppo riceverà 18 minuti di rTMS all'inizio del loro allenamento visivo ogni giorno per 5 giorni. Il secondo gruppo riceverà 18 minuti di TMS seguiti da un finto allenamento visivo ogni giorno per 5 giorni. Alla fine dei cinque giorni, i partecipanti cambieranno gruppo. I partecipanti saranno ciechi sul fatto che ricevano un finto o un vero trattamento binoculare in ogni occasione.

Un profilo visivo sensomotorio, comprendente acuità visiva, soppressione, stereovisione, binocularità, sensibilità al contrasto e allineamento oculare, sarà completato per ciascun paziente al basale, dopo cinque sessioni e alla fine del trattamento. Questo profilo sarà completato utilizzando il sistema PVVAT, Worth-4-Dot test, test di stereovisione Randot, soglia di movimento di coerenza dicoptica anaglifica con occhiali rosso-verdi (utilizzando il sistema di visione Psykinematix), test di copertura incrociata con barre prismatiche. La fMRI verrà ripetuta dopo il trattamento solo per le persone che hanno mostrato fMRI anormale al basale. Questa seconda scansione esaminerà se il trattamento ha influenzato e normalizzato la rete visiva dello stato di riposo.

RM funzionale:

Tutte le scansioni saranno eseguite su uno scanner Siemens Tim Trio da 3.0 T dotato di una testina a 12 canali. La scansione avverrà in un massimo di tre visite: pre-trattamento (mappatura retinotopica) e due scansioni post-trattamento.

Pre-trattamento: verranno acquisiti i dati strutturali, dello stato di riposo e della risonanza magnetica funzionale BOLD (fMRI). I partecipanti completeranno una scansione MRI strutturale all'inizio di ogni sessione di risonanza magnetica. Questa è un'immagine tridimensionale ad alta risoluzione dell'intero cervello (parametri di imaging: MPRAGE, fette spesse 1 mm, spaziatura zero tra le fette, TR = 1900 ms, TE = 2,2 ms, con risoluzione piana di 0,94 x 0,94, 256 x 256 dimensione della matrice con un campo visivo di 24 cm, 176 volumi, con un tempo di scansione di 8 minuti e 6 secondi.

Dopo l'acquisizione dell'immagine ad alta risoluzione, i dati della risonanza magnetica funzionale in stato di riposo verranno acquisiti con i seguenti parametri: sequenza di imaging planare (EPI) Siemens, fette spesse 3 mm, spaziatura zero tra le fette, tempo di ripetizione di 3000 ms, eco tempo di 30 ms, angolo di rotazione di 90°, dimensione matrice 64 x 64, campo visivo 24 cm, 140 volumi, con un tempo di scansione di 7 minuti e 9 secondi. Durante questa sessione i pazienti chiuderanno gli occhi e si riposeranno.

Dopo la sessione fMRI in stato di riposo, eseguiremo la mappatura retinotopica e basata sui compiti utilizzando protocolli standard di cuneo e anello per evocare la risposta dipendente dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD) nella corteccia visiva. (Li X, Dumoulin SO, Mansouri B, Hess RF. La fedeltà della mappa retinotopica corticale nell'ambliopia umana. Eur J Neurosci. 2007;25:1265-1277.29). I dati funzionali saranno acquisiti utilizzando una sequenza EPI gradient echo pesata in T2 (mappatura retinotopica, TR = 1200 ms, TE = 30 ms, flip angle = 65°, risoluzione voxel 2,5 x 2,5 x 2,5 mm; scansioni post-trattamento, TR = 2000 ms, TE = 30 ms, angolo di inversione = 90°, risoluzione voxel = 3,0 x 3,0 x 3,0 mm). Gli stimoli saranno presentati monocularmente e ogni occhio sarà mappato separatamente. I confini delle aree retinotopiche e le corrispondenti regioni di interesse saranno definiti utilizzando una mappa media dell'occhio sinistro e destro in ciascun partecipante. Durante la fMRI, ai partecipanti verranno presentati stimoli visivi (visualizzati su uno schermo bianco compatibile con la risonanza magnetica attraverso uno specchio montato sulla bobina) ed eseguiranno un'attività del tempo di reazione in cui premeranno semplicemente un pulsante quando rilevano un cambiamento nel punto di fissazione. Il compito non sarà correlato agli stimoli utilizzati.

Le successive sessioni di scansione fMRI verranno eseguite dopo due settimane di stimolazione magnetica transcranica (TMS) e trattamento binoculare, che valuterà l'effetto di rTMS più trattamento binoculare fittizio/reale sulla risposta della corteccia visiva agli input dall'ambliope rispetto al collega fissaggio occhio. Useremo le informazioni di localizzazione dalla prima sessione. Verranno ripetuti lo stato di riposo e la fMRI basata sulle attività.

1. Visita pre-trattamento:

UN. Localizzatore per trovare il piano delle sezioni (1-2 min) b. MPRAGE anatomico (7-10 min) c. Stato di riposo - gli occhi chiusi rimangono svegli (7-10 min) d. Mappatura retinotopica (48 minuti PIÙ tempo per alternare la benda sull'occhio tra le corse) i. 4 scansioni dell'occhio ambliope con design a blocchi coperti

1. 2 eccentricità,
2. 2 angolo polare,
3. 2 in senso orario,
4. 2 in senso antiorario, ii. 4 scansioni dell'occhio di fissaggio del compagno di design a blocchi coperto

Una settimana di Gruppo A) rTMS e vero trattamento binoculare o Gruppo B) rTMS e trattamento binoculare fittizio 2. Visita post-trattamento:

1. Localizzatore (1-2 min)
2. MPRAGE anatomico (7-10 min)
3. Stato di riposo - gli occhi chiusi rimangono svegli (
4. mappatura non retinotopica
5. Progettazione del blocco fMRI

io. stimolo a scacchiera 4 scansioni per sessione per occhio Una settimana di trattamento CROSS OVER Gruppo A) rTMS e trattamento binoculare sham o Gruppo B) rTMS e trattamento binoculare Analisi fMRI I dati fMRI dello stato di riposo saranno pre-elaborati per ridurre gli artefatti e le componenti del segnale correlate al rumore . Dopo la pre-elaborazione, i dati verranno analizzati a livello individuale utilizzando l'analisi delle componenti indipendenti. I dati analizzati individualmente saranno quindi standardizzati nello spazio stereotassico utilizzando un atlante di Talairach. I dati standardizzati verranno eseguiti attraverso un ICA raggruppato auto-organizzato che riassumerà i dati ICA di tutti i partecipanti. Verrà utilizzata un'analisi della varianza per valutare le differenze nella connettività funzionale nelle regioni cerebrali tra i gruppi (trattamento pre e post-rTMS).

Potenziali danni e benefici La nostra speranza è che, come risultato della loro partecipazione a questo studio, i pazienti vedranno un miglioramento in molti aspetti della loro visione, tra cui l'acuità visiva complessiva e la sensibilità al contrasto.

Esiste la possibilità che il miglioramento della vista nell'occhio debole possa causare una visione doppia se la posizione degli occhi (allineamento) non è ottimale. Questa visione doppia può diminuire spontaneamente nel tempo man mano che l'effetto dell'allenamento svanisce (in assenza di ulteriore allenamento). Se la visione doppia persiste, i partecipanti potrebbero dover essere indirizzati a cliniche di neurologia, optometria o oftalmologia per la gestione dei sintomi. Potrebbe essere necessario applicare una patch sull'occhio debole per eliminare la visione doppia, diminuendo la vista nell'occhio debole nel tentativo di riportare la vista a ciò che era prima della partecipazione allo studio. Altri trattamenti per la visione doppia includono la correzione ottica con occhiali che contengono prismi o un intervento chirurgico per allineare i due occhi. Questi ultimi metodi aiutano a fondere le immagini dei due occhi nella maggior parte dei casi.

Le procedure rTMS proposte per questo studio rientrano ampiamente nelle linee guida di sicurezza raccomandate, quindi il rischio di eventi avversi è ridotto. La TMS può causare contrazioni del cuoio capelluto o dei muscoli facciali durante la stimolazione, che possono essere fastidiose. Circa 1 soggetto su 10 riporta un mal di testa dopo la misurazione TMS, che di solito è lieve e transitorio. Se necessario, il mal di testa può essere trattato con un leggero antidolorifico da banco, come il paracetamolo/Tylenol. Il rischio di convulsioni da rTMS è elevato negli individui con una storia di epilessia o una storia familiare di convulsioni, motivo per cui queste condizioni sono criteri di esclusione per questo studio.