반복적 경두개 자기 자극(rTMS)으로 뇌졸중에서 손 회복 촉진 (rTMS)

제안된 연구는 뇌졸중 후 편마비의 문제를 관통합니다. 이 문제는 매년 수천 명의 사람들의 삶의 질을 황폐화시킵니다. 뇌는 뇌졸중 후를 포함하여 특정 조건에서 재구성하는 놀라운 능력을 보여줍니다. 불행하게도 일부 변화는 부적응적이며 허혈성 손상에 의해 직접적으로 야기된 것 이상으로 추가적인 기능 손실을 개인에게 남깁니다. 구체적으로, 뇌졸중에서 살아남은 동측(뇌졸중) 반구의 운동 뉴런은 경뇌량 경로를 통해 반대측(비뇌졸중) 반구의 뉴런에서 부과된 과장된 반구간 억제로 인해 흥분성의 손실을 겪을 수 있습니다. 다행스럽게도 부적응적 재구성은 만성 뇌졸중에서도 마비된 사지의 강제 사용 및 강제 학습 패러다임을 통해 되돌릴 수 있습니다. 그러나 우리는 행동 훈련의 효과가 신경 흥분성에 영향을 미치는 전기생리학적 개입과 결합될 때 풍부하게 향상될 수 있다고 가정합니다. 반복적 경두개 자기 자극(rTMS)은 뇌의 흥분성에 영향을 미치는 강력하고 비침습적인 방법입니다. 낮은 자극 주파수에서 rTMS는 신경 기능을 저하시킵니다. 반대측 운동 피질을 저주파로 자극하여 반구간 억제를 억제함으로써, 순 흥분 효과(탈억제)가 병변측 운동 피질에 유도됩니다. 또한, 자극된 반구에 대한 우울 효과가 6-hz "프라이밍" rTMS로 저주파 rTMS를 선행함으로써 확대될 수 있다는 것이 동물과 건강한 인간에서 나타났습니다. 이 배열을 6Hz 프라이밍된 저주파 rTMS라고 합니다. 우리는 6Hz 프라이밍된 저주파 rTMS를 행동 운동 학습 훈련과 결합함으로써 편마비로부터의 회복에 있어 전례 없는 향상을 달성할 수 있다고 주장합니다. 우리는 최근 뇌졸중에서 6Hz 프라이밍된 저주파 rTMS의 단일 치료의 안전성을 입증했지만 운동 학습과 결합된 6Hz 프라이밍된 저주파 rTMS의 연속 치료의 효과를 알지 못하는 지식의 큰 격차가 여전히 존재합니다. 훈련. 이 격차를 해결하지 못하면 뇌졸중 재활에서 보수적 전략의 사용을 영속화할 뿐이며, 이는 개인이 가능한 한 최대한의 회복을 앗아갈 수 있습니다.

우리의 장기 목표는 뇌졸중 후 운동 회복을 최대화하는 것입니다. 이 제안의 목적은 rTMS에 의해 외인성으로 유도된 흥분 효과를 모터 학습에 의해 내인성으로 생성된 것과 통합하여 강력하면서도 안전한 상호 작용 효과를 생성하여 편마비로부터 회복을 개선하는 것입니다. 중심 가설은 운동 학습 훈련과 결합된 6Hz 프라이밍된 저주파 rTMS의 연속 치료가 효과적이고 안전할 것이라는 것입니다. 우리 연구팀은 1) rTMS의 국제적 리더의 연구실에서 PI가 rTMS에 대한 특별 교육을 수행하고, 2) 이 리더가 컨설턴트로 참여하고, 3) 전문 지식을 갖춘 신경 과학자의 참여로 인해 이 프로젝트를 수행할 수 있는 독보적인 자격을 갖추고 있습니다. 뇌졸중 신경가소성 분야 컨설턴트로, 4) 뇌혈관 질환 분야에서 인정받은 전문가가 공동 연구자로 참여, 5) 환자 보호 극대화를 위해 미네소타 대학교 일반 임상 연구 센터에서 연구 수행, 6) 센터 참여 뇌 재구성 연구를 위한 자기 공명 연구를 위해.

이 프로젝트의 구체적인 목표는 다음과 같습니다.

특정 목표 #1. 뇌졸중에서 손 기능을 개선하기 위해 6Hz 프라이밍된 저주파 rTMS의 직렬 치료를 단독으로 사용하고 운동 학습 훈련과 함께 사용하는 효능을 결정합니다.

뇌졸중이 있는 40명의 피험자(약한 손에 부분적인 움직임이 있고, 100피트를 걸을 수 있고, 지시를 따를 수 있고, 발작 이력이 없고, 의료 기기가 없거나 MRI와 호환되지 않는 금속)가 4개의 치료 그룹 중 하나에 동일한 수로 무작위로 할당됩니다. : rTMS 단독군은 10분으로 구성된 병변 반대쪽 반구의 일차운동영역(M1)에 rTMS를 5회 시행한다. 휴식 모터 임계값의 90%에서 6Hz("프라이밍") rTMS가 열차 사이에 25초 간격으로 5초 지속 시간의 20개 열차로 중단된 후 즉시 10분이 추가됩니다. 휴지 모터 임계값의 90%에서 지속적으로 1Hz("저주파") rTMS. 치료는 2주 동안 격일로 진행됩니다. Trackonly 그룹은 2주 동안 격일로 5회의 전산화된 손가락 추적 교육을 받게 됩니다. rTMScombined 그룹은 rTMSonly 그룹과 동일한 rTMS를 받게 되며 2주 동안 각각 5일이 발생할 때까지 Trackonly 그룹과 동일한 추적 교육으로 번갈아 가며 진행됩니다. rTMSsham 그룹은 비슷한 소리를 포함하여 동일한 rTMS 절차를 받지만 자기 자극은 발생하지 않습니다. 4가지 처리는 rTMS 및 추적을 요인으로 하는 2x2 요인 설계를 가지고 있어 추적과 결합된 rTMS의 시너지 효과를 추정할 수 있습니다. 마비된 손의 행동 향상은 손가락 prehension/손재주 테스트, 손가락 추적 정확도, 피험자 자체 평가 및 심사관 평가로 측정됩니다. 작업 가설은 다음과 같습니다.

1. rTMScombined 그룹은 사후 테스트 및 1개월 추적에서 rTMSonly 및 Trackonly 그룹보다 마비된 손 기능에서 더 큰 개선을 보일 것입니다.
2. rTMSonly 및 Trackonly 그룹은 rTMSsham 그룹보다 더 큰 개선 사항을 보여줍니다.

특정 목표 #2. 추적 교육과 결합된 6Hz 프라이밍 저주파 rTMS와 관련된 신경 메커니즘을 탐색합니다.

목표 #1에 설명된 치료에 따라 M1 흥분성은 동측 반구에서 쌍 펄스 TMS 테스트로 측정됩니다. 이 테스트를 통해 피질 억제와 흥분을 모두 검사할 수 있습니다. 또한 마비된 손가락 추적 동안 활성 복셀의 볼륨 및 신호 강도에 대한 데이터를 생성하는 기능적 MRI로 자발적 활성화와 관련된 뇌 재구성을 측정합니다. 작업 가설은 다음과 같습니다.

1. rTMScombined 그룹은 사후 테스트 및 1개월 추적에서 rTMSonly 및 Trackonly 그룹보다 동측 반구에서 피질 흥분성 및 뇌 재구성의 더 큰 증가를 보여줄 것입니다.
2. rTMSonly 및 Trackonly 그룹은 rTMSsham 그룹보다 더 크게 증가합니다.

특정 목표 #3. 뇌졸중에서 직렬 6Hz 프라이밍 저주파 rTMS 치료의 안전성을 결정합니다.

목표 #1에 기술된 치료와 관련하여 치료 시점의 발작을 관찰하여 부작용을 측정합니다. 신경인지 테스트는 기분, 언어 이해, 지각 조직, 작업 기억 및 처리 속도를 측정합니다. 또한 손가락 추적 테스트는 마비되지 않은 손의 운동 제어를 측정합니다. 작업 가설은 다음과 같습니다.

1. 단독으로 또는 운동 학습 훈련과 함께 제공되는 5개의 6Hz 프라이밍 저주파 rTMS 치료는 발작 활동이나 기타 심각한 부작용을 일으키지 않습니다.