Neuromodulazione e fMRI nello studio delle malattie neurodegenerative

I partecipanti verranno scansionati per la prima volta su un sistema MRI 3T (presso il Sunnybrook Health Sciences Center) utilizzando una bobina per la testa di ricezione multicanale.

Il protocollo MRI comprenderà una scansione strutturale ponderata T1 per fornire informazioni anatomiche e guidare la prescrizione della geometria delle successive scansioni funzionali e del successivo montaggio TACS (geometria dell'elettrodo di stimolazione). Successivamente, verrà eseguita una sequenza di trasferimento di saturazione di scambio chimico (CEST). Il CEST è un'alternativa non invasiva all'imaging della tomografia a emissione di positroni (PET) che ci consentirà di effettuare misurazioni del metabolismo cerebrale. La glucosamina verrà utilizzata come agente di contrasto somministrato per via orale. La sequenza successiva del protocollo MRI sarà il livello di ossigenazione del sangue di riposo a livello di ossigenazione del sangue (BOLD), esaminando la funzione cerebrale mentre il paziente è inattivo (cioè non esegue un compito specifico). Infine, verrà acquisita una sequenza pseudo-continue di spin arteriosa (PCASL)/BOLD fMRI durante la quale il partecipante può ascoltare a intermittenza una varietà di suoni ed essere chiesto di eseguire un semplice compito di memoria, inducendo le attivazioni neuronali relative all'elaborazione dello stimolo/delle attività nel cervello. La sequenza PCASL utilizza i campi di radifrequenza (RF) per "tag" magneticamente nelle arterie carotidi, consentendo così la stima del flusso sanguigno cerebrale.

Le registrazioni EEG verranno eseguite dopo la scansione della risonanza magnetica. I partecipanti avranno elettrodi apposti sul loro cuoio capelluto con una pasta solubile in acqua. Dopo l'applicazione dell'elettrodo, i partecipanti verranno scortati in una camera che attenua il suono per il test. Il partecipante sarà seduto su una comoda sedia reclinabile. Le istruzioni verranno fornite al soggetto e i test sono iniziati poco dopo. Le procedure di test includeranno il monitoraggio delle risposte cerebrali ai suoni o durante le prestazioni della suddetta attività di memoria. I suoni saranno presentati a un livello di ascolto confortevole attraverso cuffie o altoparlanti.

Dopo che sono state acquisite la risonanza magnetica e l'elettricità di base iniziali, i partecipanti riceveranno 20 minuti di TACS. Il TACS verrà consegnato tramite un sistema ad alta definizione TACS (Soterix Medical, New York, NY). Il sistema è attualmente approvato dalla legge federale degli Stati Uniti come dispositivo investigativo. Il sistema include un cappuccio con 32 elettrodi che possono essere utilizzati per fornire stimolazione. Gli elettrodi verranno scelti attraverso la modellazione alla testa finita per stimolare al meglio la corteccia occipitoparietale. L'intensità della stimolazione erogata tramite ciascun elettrodo non supererà 3 mA, come prescritto dai limiti di sicurezza basati su hardware.

I partecipanti subiranno l'imaging post-TACS, nei primi e ultimi giorni di somministrazione del trattamento e in una visita di follow-up di 1 mese, usando le stesse sequenze delle scansioni di base descritte sopra.