Influenza della TMS dipendente dall'oscillazione cerebrale sulla funzione motoria

Descrizione dello studio:

Studieremo se l'eccitabilità corticospinale (misura dell'esito primario) varia tra le diverse fasi di oscillazione della forma d'onda alfa EEG sensomotoria negli anziani sani e nei pazienti con ictus cronico. Il picco neuronale corticale sensomotorio è più alto nelle depressioni di oscillazione alfa sensomotoria e più basso nei picchi di oscillazione alfa sensomotoria (Haegens et al. 2011), suggerendo che l'eccitabilità corticale è più alta nelle depressioni di oscillazione alfa sensomotoria rispetto ai picchi. Affronteremo queste domande utilizzando TMS a circuito chiuso. Sulla base di questo lavoro precedente, ipotizziamo che l'eccitabilità corticospinale (misura dell'esito primario) sarà aumentata ai trogoli di oscillazione alfa sensomotoria rispetto ai picchi negli anziani sani (Esperimento 1) e nei pazienti con ictus cronico (Esperimento 2).

Obiettivi:

La stimolazione magnetica transcranica (TMS) è una potenziale terapia aggiuntiva per la neuroriabilitazione post-ictus. Finora, è stato abitualmente applicato disaccoppiato dall'attività oscillatoria cerebrale (misurata utilizzando forme d'onda EEG), con conseguente variabilità nella risposta biologica a ciascuno stimolo, piccole dimensioni dell'effetto e significativa variabilità interindividuale. L'attività oscillatoria cerebrale (cioè l'attività oscillatoria della forma d'onda EEG) nella banda alfa (8-12 Hz) è collegata all'inibizione corticale (Haegens et al. 2011; Mathewson et al. 2011), alla funzione motoria e all'elaborazione cognitiva (Sauseng et al. 2005; Busch et al. 2009; Dugue et al. 2011), e quindi influenza la funzione cerebrale (Klimesch 1999). Le limitazioni nei sistemi a circuito aperto che si basano sull'ordinamento di prova post-hoc basato sullo stato EEG hanno mostrato risultati contrastanti (Schulz et al. 2014, Keil et al. 2014, Iscan et al. 2016). Ad esempio, l'eccitabilità corticospinale (misurata con la TMS) negli esseri umani sani varia a seconda della fase oscillatoria alfa sensomotoria durante la quale viene erogata la TMS: l'eccitabilità corticospinale è maggiore quando la TMS viene erogata durante le depressioni dell'oscillazione alfa sensomotoria (cioè massima negatività superficiale) e minore quando la TMS viene erogata durante i picchi di oscillazione alfa sensomotoria (ovvero, massima positività superficiale) (Zrenner et al. 2016; Triesch et al. 2016). Uno studio precedente a circuito chiuso ha mostrato solo un effetto della potenza ma non dell'angolo di fase sull'eccitabilità corticale (Madsen et al. 2019), ma utilizzando una configurazione simile, ma abbiamo replicato il ritrovamento di una maggiore eccitabilità corticale durante le depressioni alfa sensomotorie in giovani sani adulti (vedi Appendice A). Ci proponiamo quindi di estendere questi risultati a due nuove popolazioni: anziani sani (Esperimento 1) e pazienti con ictus cronico (Esperimento 2). Precedenti studi hanno dimostrato che gli anziani mostrano differenze significative nella fisiologia corticale motoria rispetto ai giovani adulti (Peinemann et al. 2001; Oliviero et al. 2006; Fathi et al. 2010), quindi l'Esperimento 1 sarà condotto per determinare se un'associazione tra La fase oscillatoria alfa sensomotoria e l'eccitabilità corticospinale sono presenti nell'invecchiamento sano. Inoltre, l'esperimento 2 verrà eseguito per determinare se l'associazione attesa tra la fase oscillatoria sensomotoria alfa e l'eccitabilità corticospinale è presente anche dopo l'ictus cronico. È importante sottolineare che l'acquisizione di informazioni su come il cervello invecchiato e danneggiato risponde alla TMS a circuito chiuso dipendente dall'oscillazione della forma d'onda EEG sarà fondamentale per lo sviluppo di interventi più efficaci basati su TMS (cioè a circuito chiuso). In entrambi gli esperimenti, l'erogazione della TMS sarà sincronizzata con specifiche fasi di oscillazione alfa sensomotoria. Ci aspettiamo che i risultati di questo lavoro forniscano nuove informazioni su come l'eccitabilità corticospinale è influenzata dalla fase di oscillazione alfa sensomotoria nel cervello invecchiato e post-ictus, che potrebbe portare a un uso più efficace dei protocolli TMS neuromodulatori dipendenti dall'oscillazione alfa sensomotoria in futuro .

Endpoint:

Per entrambi gli esperimenti, la misura dell'esito primario è l'eccitabilità corticospinale. Le misure di esito esplorativo includono la variabilità dell'ampiezza MEP e le oscillazioni indotte da TMS.

Popolazione di studio:

Fino a 24 volontari sani anziani (dai 50 anni in su) e fino a 28 pazienti con ictus (dai 18 anni in su).

Fase:

N / A

Descrizione dei siti/strutture Iscrizione partecipanti:

Questo è uno studio a centro singolo, eseguito presso il Centro clinico NIH

Descrizione dell'intervento di studio:

N / A

Durata dello studio:

6 anni

Durata del partecipante:

Fino a 1 anno