Invloed van hersenoscillatie-afhankelijke TMS op motorische functie

Studiebeschrijving:

We zullen onderzoeken of corticospinale prikkelbaarheid (primaire uitkomstmaat) varieert over verschillende sensomotorische alfa-EEG-golfvormoscillatiefasen bij gezonde oudere volwassenen en patiënten met een chronische beroerte. Sensomotorische corticale neuronale pieken zijn het hoogst bij sensomotorische alfa-oscillatiedalen en het laagst bij sensomotorische alfa-oscillatiepieken (Haegens et al. 2011), wat suggereert dat de corticale prikkelbaarheid hoger is bij sensomotorische alfa-oscillatiedalen ten opzichte van pieken. We zullen deze vragen beantwoorden met behulp van closed-loop TMS. Op basis van dit eerdere werk veronderstellen we dat corticospinale prikkelbaarheid (primaire uitkomstmaat) verhoogd zal zijn bij sensomotorische alfa-oscillatiedalen in vergelijking met pieken bij gezonde oudere volwassenen (experiment 1) en patiënten met een chronische beroerte (experiment 2).

Doelstellingen:

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een mogelijke aanvullende therapie voor neurorevalidatie na een beroerte. Tot nu toe is het gewoonlijk toegepast losgekoppeld van hersenoscillerende activiteit (zoals gemeten met behulp van EEG-golfvormen), resulterend in variabiliteit in de biologische respons op elke stimulus, kleine effectgroottes en significante interindividuele variabiliteit. Hersenoscillerende activiteit (d.w.z. oscillerende activiteit van de EEG-golfvorm) in de alfaband (8-12 Hz) is gekoppeld aan corticale remming (Haegens et al. 2011; Mathewson et al. 2011), motorische functie en cognitieve verwerking (Sauseng et al. 2005; Busch et al. 2009; Dugue et al. 2011), en beïnvloedt daardoor de hersenfunctie (Klimesch 1999). Beperkingen in open-lussystemen, het vertrouwen op post-hoc proefsortering op basis van de EEG-status, hebben gemengde resultaten opgeleverd (Schulz et al. 2014, Keil et al. 2014, Iscan et al. 2016). De corticospinale prikkelbaarheid (zoals gemeten met TMS) bij gezonde mensen varieert bijvoorbeeld afhankelijk van de sensomotorische alfa-oscillatiefase waarin TMS wordt afgegeven: de corticospinale prikkelbaarheid is hoger wanneer TMS wordt afgegeven tijdens sensomotorische alfa-oscillatiedalen (d.w.z. maximale oppervlaktenegativiteit) en lager wanneer TMS wordt afgegeven tijdens sensomotorische alfa-oscillatiepieken (d.w.z. maximale oppervlaktepositiviteit) (Zrenner et al. 2016; Triesch et al. 2016). Een eerdere closed-loop studie toonde alleen een effect aan van kracht maar niet van fasehoek op corticale prikkelbaarheid (Madsen et al. 2019), maar met een vergelijkbare opstelling, maar we hebben de bevinding van verhoogde corticale prikkelbaarheid gerepliceerd tijdens sensomotorische alfa-dalen bij jonge gezonde volwassenen (zie Bijlage A). We streven er daarom naar deze bevindingen uit te breiden naar twee nieuwe populaties: gezonde oudere volwassenen (experiment 1) en patiënten met een chronische beroerte (experiment 2). Eerdere studies hebben aangetoond dat oudere volwassenen significante verschillen vertonen in motorische corticale fysiologie in vergelijking met jonge volwassenen (Peinemann et al. 2001; Oliviero et al. 2006; Fathi et al. 2010), dus experiment 1 zal worden uitgevoerd om te bepalen of er een verband bestaat tussen sensomotorische alfa-oscillerende fase en corticospinale prikkelbaarheid is aanwezig bij gezond ouder worden. Daarnaast zal experiment 2 worden uitgevoerd om te bepalen of de verwachte associatie tussen sensorimotorische alfa-oscillerende fase en corticospinale prikkelbaarheid ook aanwezig is na een chronische beroerte. Belangrijk is dat het verkrijgen van informatie over hoe de verouderde en beschadigde hersenen reageren op EEG-golfvormoscillatie-afhankelijke closed-loop TMS van cruciaal belang zal zijn voor het ontwikkelen van effectievere TMS-gebaseerde (d.w.z. closed-loop) interventies. In beide experimenten zal de TMS-afgifte worden getimed op specifieke sensomotorische alfa-oscillatiefasen. We verwachten dat de resultaten van dit werk nieuwe inzichten zullen opleveren in hoe corticospinale prikkelbaarheid wordt beïnvloed door de sensomotorische alfa-oscillatiefase in de verouderde hersenen en hersenen na een beroerte, wat zou kunnen leiden tot een effectiever gebruik van sensorimotorische alfa-oscillatie-afhankelijke neuromodulerende TMS-protocollen in de toekomst. .

Eindpunten:

Voor beide experimenten is de primaire uitkomstmaat corticospinale prikkelbaarheid. Verkennende uitkomstmaten omvatten MEP-amplitudevariabiliteit en TMS-geïnduceerde oscillaties.

Studiepopulatie:

Maximaal 24 oudere gezonde vrijwilligers (50 jaar en ouder) en maximaal 28 patiënten met een beroerte (18 jaar en ouder).

Fase:

NVT

Beschrijving van sites/faciliteiten die deelnemers inschrijven:

Dit is een studie in één centrum, uitgevoerd in het NIH Clinical Center

Beschrijving van de studie-interventie:

NVT

Studieduur:

6 jaar

Deelnemer Duur:

Tot 1 jaar