Identificazione degli stati cerebrali personalizzati che prevedono la produzione residua del tratto corticospinale dopo l'ictus

Gli interventi di stimolazione magnetica transcranica (TMS) potrebbero rafforzare le connessioni residue del tratto corticospinale (CST) e promuovere il recupero motorio della mano dopo l’ictus. Per massimizzare gli effetti di tali interventi, essi devono essere somministrati durante i modelli di attività cerebrale durante i quali la TMS attiva al meglio il CST residuo e ne migliora la trasmissione neurale. Questo approccio è chiamato TMS dipendente dallo stato cerebrale. I ricercatori hanno recentemente sviluppato un quadro di apprendimento automatico che identifica modelli personalizzati di attività cerebrale che riflettono una forte attivazione del CST negli adulti neurotipici. In questo studio, i ricercatori applicheranno per la prima volta questo quadro al cervello post-ictus. Valuteranno inoltre le relazioni tra la capacità di questa struttura di rilevare stati di attivazione CST forti e deboli e le misure dell'integrità del percorso CST.

I partecipanti visiteranno il laboratorio per due giorni di test separati da almeno una notte di sonno. Il giorno 1, i partecipanti forniranno il loro consenso informato. Lo strumento di valutazione delle competenze MacArthur e il test di screening dell'afasia di Frenchay verranno utilizzati per valutare la capacità di consenso e confermare la presenza di afasia espressiva secondo necessità. Successivamente, i partecipanti completeranno lo screening di idoneità e la valutazione clinica della compromissione motoria, della funzione motoria e della disabilità degli arti superiori utilizzando la valutazione Fugl-Meyer degli arti superiori, il test della funzione motoria Wolf e la scala Rankin modificata. I partecipanti verranno quindi selezionati per la presenza di connessioni CST residue dall'emisfero lesionato al primo muscolo interosseo dorsale interessato. Gli elettrodi di registrazione verranno attaccati a questo muscolo per registrare le contrazioni evocate dalla TMS in questi muscoli. Durante questa procedura, la TMS a impulso singolo verrà applicata a ciascun punto di una griglia con risoluzione di 1 cm che copre le aree motorie primarie e secondarie dell'emisfero lesionato alla massima potenza dello stimolatore. Se la TMS suscita in modo affidabile una contrazione muscolare nel primo interosseo dorsale interessato, verrà considerato che quel partecipante abbia connessioni CST residue e sarà idoneo per lo studio completo. Se non si osserva alcuna contrazione muscolare, il partecipante non sarà idoneo per lo studio completo. Successivamente, gli elettrodi di registrazione verranno rimossi e il partecipante lascerà il laboratorio.

Il giorno 2, i partecipanti torneranno al laboratorio. Gli investigatori confermeranno l'idoneità continua e posizioneranno gli elettrodi di registrazione sul cuoio capelluto utilizzando una cuffia da nuoto. Gli investigatori posizioneranno anche gli elettrodi di registrazione sul primo interosseo dorsale interessato, nonché sui muscoli interessati dell'abduttore breve del pollice e dell'estensore delle dita comuni. Dopo aver identificato la posizione del cuoio capelluto in cui la TMS suscita al meglio le contrazioni muscolari nel primo muscolo interosseo dorsale interessato, i ricercatori determineranno l'intensità della TMS più bassa possibile tale da evocare contrazioni muscolari almeno la metà delle volte. Quindi, gli investigatori rilasceranno 6 blocchi di 100 singoli impulsi TMS mentre i partecipanti riposano tranquillamente con gli occhi aperti. La stimolazione verrà erogata a un'intensità maggiore del 20% rispetto all'intensità TMS più bassa possibile che evoca contrazioni muscolari almeno la metà delle volte. Successivamente, tutti gli elettrodi verranno rimossi, la partecipazione sarà completa e i partecipanti lasceranno il laboratorio.

I ricercatori recluteranno un totale di 20 sopravvissuti all'ictus cronico per questo studio.