Metodi iTBS ed eccitabilità della corteccia motoria

rTMS è un metodo di neuromodulazione non invasivo. Sebbene la TMS (stimolazione magnetica transcranica) sia stata ampiamente utilizzata come metodo di ricerca per comprendere meglio la neurofisiologia del cervello, i protocolli rTMS hanno dimostrato di essere clinicamente vantaggiosi per i pazienti affetti da disturbi neurologici come il morbo di Parkinson e l'ictus, nonché malattie psichiatriche come gravi depressione. Nell'ottobre del 2008 la FDA ha approvato la stimolazione della corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) a 10 Hertz (Hz) per i pazienti con depressione resistente ai farmaci. La durata tipica di un singolo trattamento rTMS per la depressione è di circa 30 minuti, ma deve essere ripetuta giornalmente per diverse settimane. La decisione di utilizzare la stimolazione DLPFC era dovuta in parte a studi di imaging, che suggerivano che i pazienti depressi avevano una ridotta attività nella regione. Pertanto, rTMS potrebbe essere utilizzato per invertire quegli effetti comportamentali della depressione aumentando l'attività nel DLPFC. Tradizionalmente la stimolazione di 5 Hertz (Hz) e verso l'alto ha dimostrato di essere eccitatoria mentre la stimolazione di 0,2-1 Hertz (Hz) ha dimostrato di avere effetti inibitori sulla corteccia. Sebbene questi parametri sembrino efficaci, lo sviluppo di nuovi metodi rTMS è ancora in fase di studio.

La stimolazione theta burst (TBS) è un metodo con il potenziale di fornire effetti eccitatori o inibitori sulla corteccia, che sono potenti quanto i tradizionali metodi rTMS ma più efficienti nella durata e nell'intensità richiesta. Le prove di studi precedenti che esaminavano il theta burst come trattamento per la depressione hanno evidenziato l'importanza dello sviluppo del metodo. Uno studio ha indicato che la stimolazione theta-burst sulla corteccia prefrontale dorsomediale (DMPFC) per una durata di soli 6 minuti può produrre effetti antidepressivi paragonabili alla tradizionale stimolazione a 10 Hz per 30 minuti. Gli effetti della stimolazione theta burst sono stati testati empiricamente sulla corteccia motoria umana da Huang et al. 2005. Gli effetti della stimolazione (80% della soglia motoria attiva) sulla corteccia motoria sono stati misurati prima e dopo il trattamento con registrazioni elettromiografiche (EMG) di potenziali evocati motori (MEP) su un piccolo muscolo della mano controlaterale in risposta a singoli impulsi di TMS. Due protocolli hanno mostrato cambiamenti nell'eccitabilità del tratto corticospinale, tra cui cTBS definito come tre stimoli burst a 50 Hz con 20 ms tra stimoli ripetuti ogni 200 ms a 5 Hz e iTBS definito come un treno di 2 secondi di TBS ripetuto ogni 10 secondi. Sebbene entrambi i protocolli forniscano un totale di 600 impulsi, i protocolli cTBS durano 40 secondi mentre il protocollo iTBS dura 190 secondi. Huan et al. 2005 ha stabilito che la cTBS sulla corteccia motoria diminuiva l'eccitabilità mentre la iTBS aumentava l'eccitabilità che erano presenti un'ora dopo il trattamento.

L'eccitabilità della corteccia motoria può essere modulata in modo diverso a seconda del tipo di protocollo di stimolazione theta burst utilizzato. iTBS è stato originariamente descritto da Huang et al. 2005 con conseguente effetto eccitatorio (tipo LTP) sulla corteccia. Gamboa et al. Il 2010 ha successivamente confermato questo risultato, ma ha mostrato che c'era una diminuzione dell'eccitabilità (simile a LTD) quando il protocollo veniva raddoppiato. Entrambi questi protocolli devono essere replicati e in aggiunta 2 nuovi protocolli. Al fine di studiare come cambia l'eccitabilità corticale in funzione del protocollo, i MEP saranno registrati utilizzando EMG sul muscolo della mano controlaterale alla corteccia stimolata. I MEP di base saranno ottenuti pretrattamento, seguito da uno dei quattro protocolli theta burst o da un trattamento fittizio. I protocolli Theta Burst devono essere somministrati a ciascun partecipante in ordine casuale. Dopo la somministrazione di theta burst, verranno raccolti 20 MEP a 0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60 minuti.

Obiettivo specifico 1: Determinare gli effetti simili al potenziamento a lungo termine (LTP) e alla depressione a lungo termine (LTD) di quattro diversi protocolli di stimolazione theta burst sull'eccitabilità della corteccia motoria.