Interhemisferische remmende interacties (InHIb)

De algemene doelstelling van dit voorstel is het onderzoeken van de doeltreffendheid van nieuwe benaderingen voor het herstel van een beroerte op basis van recente rapporten van interhemisferische bijdragen aan neuroplastische verandering en het aanleren van motorische vaardigheden. Na een beroerte is de corticale prikkelbaarheid verminderd in de ipsilesionale en toegenomen in de contralesionale primaire motorische cortex (M1). Gecombineerd belemmeren deze veranderingen het gebruik van de hemiparetische arm en belemmeren ze functioneel herstel. Toenemend gebruik van de hemiparetische arm verhoogt de prikkelbaarheid van de ipsilesionale cortex en verbetert de functie. Belangrijk is dat bekwame motorische oefening de corticale exciteerbaarheid in nog grotere mate verhoogt dan alleen maar toenemend algemeen gebruik. De impact van toenemende corticale prikkelbaarheid op het herstel van functie na een beroerte is echter beperkt, misschien omdat de mate van verandering die gepaard gaat met zowel toenemend gebruik als het aanleren van nieuwe motorische vaardigheden laag is.

Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) is een niet-invasieve methode van hersenstimulatie. Bij mensen kan rTMS toegepast bij hoge frequenties de corticale prikkelbaarheid verhogen; omgekeerd kan het bij lage frequenties de corticale prikkelbaarheid verminderen. Hoewel geïsoleerd rTMS de corticale exciteerbaarheid na een beroerte kan veranderen, is de impact op de neuroplastische verandering klein, wat waarschijnlijk een weerspiegeling is van een gebrek aan consolidatie bij afwezigheid van gepaard motorisch gedrag. Het moduleren van de activiteit in een bepaald neuraal netwerk met hersenstimulatie voorafgaand aan het oefenen van motorische vaardigheden kan in wezen het systeem voorbereiden en de neuroplastische effecten versterken die gepaard gaan met het leren van nieuwe motorische vaardigheden. Tot op heden hebben echter weinig studies rTMS gekoppeld aan het oefenen van een nieuwe motorische taak en veranderingen in motorische functie of gedrag beoordeeld.

Intuïtief lijkt het het eenvoudigst om rTMS met hoge frequentie in de ipsilesionale cortex te gebruiken om de corticale prikkelbaarheid te verbeteren. Vanwege de moeilijkheid om stimulatiedoelen in de beschadigde hemisfeer te lokaliseren, kan laagfrequente rTMS toegepast op de contralesionale cortex echter de betere aanpak zijn. Hoewel het directe effect van laagfrequent rTMS in de menselijke cortex is dat het de activiteit in het gestimuleerde gebied onderdrukt, verhoogt het indirect ook de activiteit op afstand. Laagfrequente rTMS boven M1 verhoogt de corticale activiteit in de contralaterale M1-homoloog. We hebben deze bevinding onlangs uitgebreid naar de primaire sensorische cortex (S1); wat aantoont dat laagfrequente rTMS over linker S1 de prikkelbaarheid verhoogde in (d.w.z. ongeremd) rechter S1. Daarom kan het onderdrukken van de contralesionale cortex om ipsilesionale corticale activiteit te versterken een neurale omgeving vergemakkelijken die bevorderlijk is voor neuroplastische verandering.

Alles bij elkaar genomen suggereren deze gegevens dat remmende hersenstimulatie over de contralesionale cortex, gecombineerd met vaardige motorische oefening, een nieuwe benadering kan bieden voor revalidatie na een beroerte. Om beter te begrijpen of deze aanpak de moeite waard is, stellen we voor om twee specifieke doelen in afzonderlijke experimenten te testen.

Specifiek doel: Het testen van de cumulatieve effecten van herhaalde sessies die hersenstimulatie over M1c versus S1c combineren met vaardige motorische oefening bij personen met een beroerte.

We zullen de motorische en sensorische functie van de hemiparetische arm, het verwerven van motorische prestaties/motorische vaardigheden (responstijden van herhaalde reeksen), corticale prikkelbaarheid en neuro-elektrische activiteit beoordelen bij personen met een chronische subcorticale beroerte. Pre-hersenstimulatiemetingen zullen worden vergeleken met die verkregen na 5 dagen training gecombineerd met hersenstimulatie bij een afzonderlijke no-rTMS-retentietest om de cumulatieve effecten van hersenstimulatie te beoordelen.