iTBS-methoden en prikkelbaarheid van de motorische cortex

rTMS is een methode van niet-invasieve neuromodulatie. Hoewel TMS (transcraniële magnetische stimulatie) op grote schaal wordt gebruikt als onderzoeksmethode om de neurofysiologie van de hersenen beter te begrijpen, is aangetoond dat rTMS-protocollen klinisch gunstig zijn voor patiënten die lijden aan neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson en beroerte, evenals psychiatrische aandoeningen zoals ernstige depressie. In oktober 2008 keurde de FDA 10 Hertz (Hz) dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC)-stimulatie goed voor patiënten met medicatieresistente depressie. De typische duur van een enkele rTMS-behandeling voor depressie duurt ongeveer 30 minuten, maar moet gedurende meerdere weken dagelijks worden herhaald. De beslissing om DLPFC-stimulatie te gebruiken was deels het gevolg van beeldvormingsonderzoeken, die suggereerden dat depressieve patiënten verminderde activiteit in de regio hadden. Zo zou rTMS kunnen worden gebruikt om die gedragseffecten van depressie om te keren door de activiteit in de DLPFC te verhogen. Van oudsher is aangetoond dat stimulatie van 5 Hertz (Hz) en hoger exciterend is, terwijl is aangetoond dat stimulatie van 0,2-1 Hertz (Hz) remmende effecten heeft op de cortex. Hoewel deze parameters effectief lijken te zijn, wordt de ontwikkeling van nieuwe rTMS-methoden nog steeds onderzocht.

Theta burst-stimulatie (TBS) is een methode met het potentieel om prikkelende of remmende effecten op de cortex te geven, die net zo krachtig zijn als traditionele rTMS-methoden, maar efficiënter in duur en vereiste intensiteit. Bewijs uit eerdere onderzoeken naar theta-burst als behandeling voor depressie heeft het belang van de ontwikkeling van de methode benadrukt. Een studie toonde aan dat theta-burst-stimulatie over de dorsomediale prefrontale cortex (DMPFC) gedurende slechts 6 minuten vergelijkbare antidepressieve effecten kan produceren als traditionele 10Hz-stimulatie gedurende 30 minuten. Theta burst-stimulatie-effecten werden voor het eerst empirisch getest op de menselijke motorcortex door Huang et al. 2005. De effecten van stimulatie (80% van de actieve motordrempel) op de motorische cortex werden voor en na de behandeling gemeten met elektromyografie (EMG)-opnamen van motor evoked potentials (MEP's) op een kleine contralaterale handspier als reactie op enkele pulsen van TMS. Twee protocollen toonden veranderingen in prikkelbaarheid van het corticospinale kanaal, waaronder cTBS gedefinieerd als drie burst-stimuli bij 50 Hz met 20 ms tussen stimuli die elke 200 ms bij 5 Hz worden herhaald en iTBS gedefinieerd als een trein van 2 seconden TBS die elke 10 seconden wordt herhaald. Hoewel beide protocollen in totaal 600 pulsen leveren, duren de cTBS-protocollen 40 seconden terwijl het iTBS-protocol 190 seconden duurt. Huang et al. 2005 stelde vast dat cTBS over de motorische cortex de prikkelbaarheid verminderde, terwijl iTBS de prikkelbaarheid verhoogde die een uur na de behandeling aanwezig was.

De prikkelbaarheid van de motorcortex kan anders worden gemoduleerd, afhankelijk van het gebruikte type theta burst-stimulatieprotocol. iTBS werd oorspronkelijk beschreven door Huang et al. 2005 resulterend in prikkelende effecten (LTP-achtig) op de cortex. Gamboa et al. 2010 bevestigde later deze bevinding, maar toonde aan dat er een afname van de prikkelbaarheid (LTD-achtig) was wanneer het protocol werd verdubbeld. Beide protocollen moeten worden gerepliceerd en bovendien 2 nieuwe protocollen. Om te onderzoeken hoe corticale prikkelbaarheid verandert als functie van het protocol, zullen EP-leden worden opgenomen met behulp van EMG op de handspier contralateraal van de gestimuleerde cortex. Baseline MEP's krijgen een voorbehandeling, gevolgd door een van de vier theta burst-protocollen of een schijnbehandeling. Theta burst-protocollen moeten in willekeurige volgorde aan elke deelnemer worden toegediend. Nadat theta-burst is toegediend, worden 20 MEP's verzameld op 0, 10, 20, 30, 40, 50 en 60 minuten.

Specifiek doel 1: Het bepalen van de langetermijnpotentiëring (LTP)-achtige en langdurige depressie (LTD)-achtige effecten van vier verschillende theta burst-stimulatieprotocollen op de prikkelbaarheid van de motorcortex.