TMS cerebrale personalizzata in tempo reale dipendente dallo stato dopo l'ictus

Gli interventi di stimolazione magnetica transcranica (TMS) potrebbero effettivamente rafforzare le connessioni corticospinali residue e migliorare il recupero della funzione paretica della mano dopo un ictus. Per massimizzare gli effetti terapeutici di tali interventi, devono essere somministrati durante i modelli di attività cerebrale post-ictus durante i quali la TMS attiva al meglio il tratto corticospinale residuo e migliora la trasmissione neurale al suo interno (cioè, TMS dipendente dallo stato cerebrale). In questo studio, i ricercatori testeranno la fattibilità di una TMS personalizzata in tempo reale, dipendente dallo stato cerebrale, nei sopravvissuti a ictus cronico. I ricercatori quantificheranno anche la relazione tra l'attivazione personalizzata post-ictus del tratto corticospinale residuo e la compromissione motoria della mano; i risultati informeranno i futuri criteri di inclusione negli studi clinici.

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 ricercatori completeranno lo screening di idoneità e la valutazione clinica della compromissione motoria degli arti superiori utilizzando la valutazione Fugl-Meyer degli arti superiori, misurazioni della forza di presa e presa e una misurazione della destrezza che richiede ai partecipanti di posizionare piccoli pioli in fori rotondi utilizzando la mano interessata . I partecipanti verranno quindi selezionati per la presenza di connessioni corticospinali residue dall'emisfero lesionato a un muscolo della mano interessato a riposo. Gli elettrodi di registrazione saranno attaccati al primo interosseo dorsale interessato, all'abduttore breve del pollice, all'avversario del pollice e all'estensore delle dita comuni per registrare le contrazioni evocate dalla TMS in questi muscoli. Durante questa procedura di screening, 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 in uno qualsiasi di questi muscoli, quel partecipante verrà considerato dotato di connessioni corticospinali residue e sarà idoneo per lo studio completo. Se non è possibile suscitare alcuna contrazione muscolare in nessuno di questi muscoli, quel partecipante non sarà idoneo per lo studio completo. Successivamente, tutti gli elettrodi di registrazione verranno rimossi e il partecipante lascerà il laboratorio.

Il giorno 2, i partecipanti torneranno al laboratorio. Gli investigatori posizioneranno gli elettrodi di registrazione sul cuoio capelluto utilizzando una cuffia da nuoto. Gli investigatori posizioneranno anche gli elettrodi di registrazione sul muscolo della mano interessato in cui è stata osservata una contrazione in modo più affidabile durante il primo giorno, nonché su altri quattro muscoli della mano e del polso interessati. Dopo aver determinato la posizione in cui la TMS suscita al meglio le contrazioni muscolari, i ricercatori determineranno l'intensità più bassa possibile alla quale la TMS suscita contrazioni muscolari almeno la metà delle volte. Quindi, forniranno 6 blocchi di 100 singoli impulsi TMS mentre il partecipante riposa tranquillamente con gli occhi aperti; la stimolazione verrà erogata a un'intensità maggiore del 20% rispetto all'intensità più bassa possibile alla quale la TMS suscita contrazioni muscolari almeno la metà delle volte. Successivamente, i ricercatori utilizzeranno le registrazioni dell'attività muscolare e cerebrale acquisite durante questi 6 blocchi per costruire un modello matematico personalizzato che identifichi quali modelli di attività cerebrale corrispondono alle più grandi contrazioni muscolari evocate dalla TMS. I ricercatori utilizzeranno quindi questo modello per rilevare il verificarsi di questi modelli di attività cerebrale in tempo reale; quando vengono rilevati questi modelli, verranno erogati singoli impulsi TMS. Per fare un confronto, i ricercatori forniranno anche singoli impulsi TMS durante modelli casuali di attività cerebrale. Successivamente, tutti gli elettrodi di registrazione verranno rimossi, la partecipazione sarà completa e il partecipante lascerà il laboratorio.

I ricercatori recluteranno un totale di 37 sopravvissuti all'ictus cronico per questo studio. Il numero di partecipanti necessari per questo studio è stato determinato dai loro studi preliminari e da studi precedenti che hanno esplorato la relazione tra variabilità nell'attivazione del tratto corticospinale (una componente necessaria per costruire robusti classificatori personalizzati) e integrità del tratto corticospinale (una correlazione tra compromissione motoria e potenziale di recupero ).