TMS - Elettrodi intracranici

Negli ultimi anni, tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva come la stimolazione magnetica transcranica (TMS), la stimolazione transcranica della corrente e la stimolazione multimodale periferica hanno mostrato applicazioni cliniche diffuse. La stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un metodo non invasivo di stimolazione focale del cervello che utilizza l'induzione elettromagnetica e non richiede un intervento chirurgico. C'è ottimismo sul fatto che TMS e altre forme di NIBS rivoluzioneranno il modo in cui trattiamo i disturbi neurologici e psichiatrici, evidenziato da oltre 1000 studi clinici registrati utilizzando TMS. Gran parte di questo ottimismo deriva dall'uso riuscito della TMS come trattamento per la depressione. Nonostante il gran numero di studi clinici che utilizzano la NIBS, il numero di indicazioni terapeutiche è stato stagnante, limitato alla depressione maggiore e, più recentemente, al disturbo ossessivo-compulsivo. Ci sono domande fondamentali sui meccanismi di azione alla base della NIBS che sarà fondamentale comprendere per far progredire questa modalità di trattamento. Qui proponiamo un progetto di collaborazione unico tra neurologia e neurochirurgia che consentirà una finestra senza precedenti per comprendere come la NIBS influisce sul cervello umano. Nello specifico, eseguiremo varie forme di TMS mirato in pazienti neurochirurgici con monitoraggio dell'elettroencefalografia intracranica (iEEG) per registrare gli effetti in tempo reale della NIBS su aree cerebrali locali e remote con una combinazione senza precedenti di risoluzione spaziale e temporale rispetto ad altri studi sull'uomo. La TMS può presentare il rischio maggiore per i pazienti con elettrodi intracranici e abbiamo già dimostrato la sicurezza di questo approccio utilizzando un cervello fantasma basato su gel e abbiamo risultati da sette pazienti che dimostrano sicurezza e risultati preliminari. Per l'attuale proposta miriamo a: 1) caratterizzare la risposta di NIBS sul cervello umano registrata da iEEG tra condizioni attive e fittizie, e 2) mettere in relazione le risposte elettrofisiologiche remote da NIBS a misure di connettività cerebrale tra i siti di stimolazione e registrazione valutati con connettività funzionale allo stato di riposo MRI (rs-fcMRI). Questo ci consentirà di valutare la relazione tra le risposte iEEG evocate da NIBS e la forza della connettività funzionale al sito di stimolazione in un modello di regressione. Per la parte TMS dello studio ipotizziamo che 1) TMS avrà effetti focali rilevati dagli elettrodi di superficie sottostanti il ​​sito di stimolazione così come l'impegno a livello di rete rilevato in siti remoti, 2) TMS ripetitivo indurrà effetti frequenza-specifici che differiscono tra Protocolli di stimolazione a 0,5 e 10 Hz e 3) l'entità delle risposte iEEG evocate da TMS ripetitive attraverso gli elettrodi sarà correlata alla forza della rs-fcMRI tra i siti di stimolazione e di registrazione. Indagando le risposte elettrofisiologiche della TMS con elevata precisione spaziotemporale negli esseri umani, questo studio fornirà nuove intuizioni meccanicistiche sugli effetti della TMS sull'impegno del bersaglio e collegherà questi risultati ai metodi di imaging già ampiamente utilizzati. Inoltre, il TMS verrà applicato in modo clinicamente significativo mirando alla corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra in un protocollo utilizzato per trattare la depressione. La generazione di risultati per questi obiettivi sarà la chiave per far progredire la nostra comprensione di come la TMS e altre forme di NIBS coinvolgano le reti cerebrali, che possono essere sfruttate per sviluppare razionalmente NIBS terapeutici personalizzati e guidati dall'imaging per la depressione e altri disturbi.