Lesioni corticali in pazienti con sclerosi multipla (CLiMS)

SFONDO. Negli ultimi anni, diverse linee di ricerca hanno dimostrato che la sclerosi multipla (SM) colpisce la materia grigia corticale e che il grado di coinvolgimento della materia grigia corticale è associato a disabilità cognitiva e fisica, ma l'impatto specifico di una lesione corticale sulla funzione regionale rimane da essere chiarito.

La risonanza magnetica ad alto campo (MRI) a 3T è stata utilizzata per rilevare le lesioni corticali nella SM, ma gli esami istologici hanno dimostrato che viene rilevata solo "la punta dell'iceberg". La risonanza magnetica 7T a campo ultraelevato ha una sensibilità diagnostica superiore rispetto alla risonanza magnetica 3T. Sebbene non tutte le lesioni corticali vengano rilevate anche a 7T, un recente studio di verifica post mortem ha concluso che la risonanza magnetica a campo ultraelevato "più che raddoppia il rilevamento delle lesioni corticali della SM, rispetto alla risonanza magnetica a 3T". L'implementazione della risonanza magnetica 7T nel rilevamento delle lesioni corticali e nel chiarire l'impatto comportamentale e neurofisiologico delle lesioni corticali è quindi un buon candidato per aiutare a risolvere il paradosso clinico-radiologico riportato nella SM.

OBIETTIVI E IPOTESI. Questo studio è progettato per chiarire l'insorgenza di lesioni corticali all'interno dell'area mano sensoriale-motoria primaria (SM1-HAND) e il loro impatto sulla funzione motoria e sensoriale manuale, nonché sulla connettività corticale regionale. SM1-HAND è adatto per rispondere a questa domanda, perché l'integrazione funzionale in SM1-HAND può essere studiata in dettaglio con la stimolazione magnetica transcranica (TMS) e fMRI ad alta risoluzione.

Sfruttando l'aumentata sensibilità della 7T MRI per rilevare le lesioni corticali, saranno valutati il ​​numero, le dimensioni e la distribuzione regionale delle lesioni corticali in SM1-HAND e il carico lesionale in SM1-HAND sarà correlato ai correlati basati su MRI, elettrofisiologici e comportamentali di funzione della mano.

Nello specifico verranno valutati i seguenti parametri:

1. La misura in cui la corteccia sensomotoria primaria è interessata da lesioni corticali in pazienti con sclerosi multipla (SM) recidivante remittente e secondariamente progressiva.
2. L'impatto di una singola lesione MS corticale nella corteccia sensomotoria sulla funzione sensomotoria dell'estremità superiore.
3. L'impatto di una singola lesione corticale della SM nella corteccia sensomotoria sulla connettività intracorticale regionale.

Ipotesi:

1) L'entità del danno corticale alla corteccia sensomotoria primaria non è nota, ma sulla base dei sintomi clinici della funzione motoria si prevede che fino al 40% dei pazienti mostri lesioni corticali focali in quest'area e che ciò includa tutti i sottotipi di lesioni corticali .

2a) Si ipotizza che la funzione motoria unimanuale sia correlata negativamente con il carico totale della lesione corticale all'interno della corteccia sensomotoria controlaterale, indipendentemente da età, sesso, manualità, volume della lesione della sostanza bianca, integrità assonale del tratto cortico-spinale, tempo di conduzione motoria centrale e spessore corticale della corteccia sensomotoria. 2b) Si ipotizza che la quantità e la dimensione delle lesioni corticali all'interno della corteccia sensomotoria primaria sia correlata positivamente con l'affaticamento motorio. 2c) Si ipotizza che l'acuità sensoriale unimanuale sia correlata negativamente con il carico lesionale corticale totale all'interno della corteccia sensomotoria controlaterale.

3a) Si prevede che le lesioni corticali causino uno spostamento nella rappresentazione delle dita, misurato come segnale BOLD correlato al compito della corteccia somatosensoriale controlaterale, lontano dalla lesione. 3b) Si ipotizza che le lesioni corticali all'interno della corteccia sensomotoria primaria influenzino l'equilibrio eccitatorio/inibitorio intracorticale regionale.

4) Si prevede inoltre che l'impatto funzionale delle lesioni corticali regionali sia indipendente da età, sesso, manualità, volume della lesione della sostanza bianca, integrità assonale del tratto cortico-spinale, tempo di conduzione motoria centrale e spessore corticale della corteccia sensomotoria e delle squame con tipo, numero e volume della lesione.

3. PIANO DI RICERCA.

Parte 1. Studio MRI 7T dell'intero cervello per identificare le lesioni corticali.

Partecipanti: Il progetto prevede il coinvolgimento di 80 pazienti affetti da lieve a moderata (Expanded Disability Status Scale of

Risonanza magnetica ad altissimo campo. Tutti i partecipanti saranno studiati con risonanza magnetica a campo ultra-alto dell'intero cervello a 7T, utilizzando un sistema RM Achieva 7T solo per la ricerca (Philips, Best, Paesi Bassi) situato presso l'ospedale di Hvidovre. La scansione RM dell'intero cervello verrà eseguita con una doppia trasmissione, bobina di ricezione a 32 canali (Nova Medical Products), inclusa l'acquisizione rapida di echi gradiente (MPRAGE) a 0,65- Risoluzione isotropica mm e imaging 3-D, preparato per la magnetizzazione, recupero dell'inversione del fluido attenuato (MPFLAIR) con risoluzione isotropica di 0,7 mm (5). Verranno anche condotte una sequenza semiquantitativa dell'intero cervello (MP2RAGE) e una sequenza T2* quantitativa.

Ulteriori esami. Al di fuori dello scanner RM, menomazione fisica (EDSS), affaticamento (Fatigue Scale for Motor and Cognitive Functions, FSMC), cognizione (Symbol Digit Modalities Test, SMDT & Paced Auditory Serial Addition Test, PASAT), depressione (Beck Depression Inventory, BDI II ) così come la funzione sensomotoria della mano (9HPT, Jebsen Taylor Hand Function Test (JTT), Finger tapping, Grating Orientation Discrimination Test (GODT)).

Parte 2. Risonanza magnetica 7T selezionata dell'SM1-HAND.

Partecipanti: verrà chiesto a un sottogruppo di individui che hanno partecipato alla parte 1 di partecipare alla parte 2: si prevede che almeno 20 pazienti mostreranno almeno una lesione corticale nella mano destra o sinistra SM1 su 7T MRI. Saranno studiati i pazienti positivi alla lesione (n> 20), un gruppo SM con lesione negativa corrispondente per età ed EDSS (n> 20) e un gruppo di controllo sano corrispondente all'età (n = 20). Il reclutamento verrà effettuato continuamente per ridurre al minimo il ritardo tra la parte 1 e 2.

I partecipanti verranno nuovamente scansionati con il sistema 7T Achieva MR utilizzando un campo visivo coronale ridotto, coprendo la SM1-HAND destra e sinistra e il tratto corticospinale. L'imaging strutturale includerà una sequenza FLAIR isotropica di 0,7 mm e una sequenza MP2RAGE ad altissima risoluzione (isotropica di 0,5 mm), oltre all'imaging pesato in diffusione dell'intero cervello (DWI). Verrà eseguita la spettroscopia di risonanza magnetica protonica (MRS) per misurare la concentrazione regionale di N-acetil-aspartato (NAA), GABA e glutammato nell'SM1-HAND destro e sinistro. Infine, verrà utilizzata la funzionalità Blood Oxygen Level Dependent (BOLD) (fMRI) ad alta risoluzione spaziale per mappare la somatotopia delle rappresentazioni sensoriali e motorie in SM1-HAND. Le mappe di attivazione saranno sovrapposte alle singole mappe di lesione.

TMS. La conduzione corticospinale sarà quantificata mediante stimolazione magnetica transcranica (TMS). Verrà inoltre implementato un nuovo metodo di mappatura TMS neuronavigato sviluppato da questo gruppo, che è sensibile ai cambiamenti nelle rappresentazioni cortico-motorie dei muscoli intrinseci della mano. Infine, verranno esaminati gli aspetti dell'inibizione intracorticale sia in SM1-HAND con i paradigmi TMS single-pulse e double-pulse stabiliti. La conduzione nel percorso somatosensoriale afferente sarà valutata registrando i potenziali evocati somatosensoriali (SSEP).