Karakterisering van het DELPhI-systeem bij het beoordelen van de functionaliteit van de hersenen bij verschillende neurologische aandoeningen

Evaluatie van de plasticiteit van het hersennetwerk is op grote schaal essentieel gebleken voor het begrijpen en monitoren van hersenfunctieveranderingen en hersenaandoeningen. Bestaande klinisch gebruikte beeldvormingsmethoden zijn echter niet in staat om plasticiteit of plasticiteitsveranderingen robuust aan te geven. Daarom is er een grote behoefte aan de ontwikkeling van een dergelijke beeldvormingstool voor evaluatie van de hersenfunctie. In fundamenteel neurowetenschappelijk onderzoek wordt plasticiteitsevaluatie uitgevoerd door elektrofysiologische metingen in vivo uit te voeren. Door gebruik te maken van EEG - gecombineerd met TMS-stimulatie, kan deze methodologie worden omgezet in klinisch gebruikte plasticiteits- en connectiviteitsbeoordelingen voor evaluatie van de functionele hersenstatus. Deze studie kan dus een nieuwe, niet-invasieve en efficiënte methode voor hersenfunctionele beeldvorming introduceren. DELPhI-evaluatie zal een echte multimodale beeldvorming bieden door EEG en TMS te combineren, wat een kwantitatieve doelstelling en directe identificatie van ziektebeoordeling mogelijk maakt. Er is een reële onvervulde behoefte aan een nauwkeurige en objectieve evaluatie die samen met de gangbare klinische praktijk neurologen en psychiaters een meer definitief en persoonlijk behandelingsvoorschrift zal bieden.

Studies die TMS integreren met EEG (TMS-EEG) hebben aangetoond dat TMS golven van activiteit produceert die door de cortex weerkaatsen en die reproduceerbaar en betrouwbaar zijn en zo directe informatie verschaffen over corticale prikkelbaarheid en connectiviteit met een uitstekende tijdresolutie. Door de voortplanting van opgeroepen activiteit in verschillende gedragstoestanden en bij verschillende taken te evalueren, is TMS-EEG gebruikt om de dynamische effectieve connectiviteit van menselijke hersennetwerken causaal te onderzoeken. Wanneer de TMS-spoel boven de motorcortex wordt aangebracht, wordt een cascade-effect, het motor-evoked potential (MEP) genoemd, geïnitieerd. De MEP is meetbaar bij perifere spieren. De motorische cortex is een hersenstructuur die zich tussen de frontale en pariëtale cortex bevindt. Piramidale neuronen in de motorische cortex, het bovenste motorneuron dat door de hersenstam gaat, sturen signalen naar het onderste motorneuron in het ruggenmerg dat spiervezels stimuleert. TMS-stimulatie van de motorische cortex roept een hersenreactie op die zich verspreidt naar verschillende hersengebieden naast de spieren van de perifere ledematen [20]. Een belangrijk kenmerk van TEP-topografie is dat hoewel slechts één corticale hemisfeer wordt gestimuleerd, bihemisferische EEG-opgewekte reacties worden opgeroepen met verschillende kenmerken. Door TMS opgewekte activiteit plant zich vanaf de stimulatieplaats ipsilateraal voort via associatievezels en contralateraal via transcallosale vezels en naar subcorticale structuren via projectievezels. Deze TMS-opgewekte corticale potentialen (TEP's) duren tot 300 ms in zowel de buurt van de stimulatie als in afgelegen onderling verbonden hersengebieden en weerspiegelen langetermijnveranderingen in de excitatie-remmingsbalans van het corticale netwerk die wordt teruggevoerd naar de plasticiteit van het hersennetwerk. Een enkele TMS-puls die wordt afgegeven via de primaire motorcortex (M1) resulteert in een reeks positieve en negatieve EEG-pieken met specifieke latenties (d.w.z. P25, N45, P70, N100 en P180).

In dit onderzoek zal een brede populatie van proefpersonen worden gerekruteerd. deze populatie omvat verschillende neurologische aandoeningen en gezonde proefpersonen die aankomen in het hyperbare centrum van het Asaf-Harophe-ziekenhuis. Elke proefpersoon wordt één keer getest voordat de behandeling wordt gestart en daaropvolgende tests zullen ook worden uitgevoerd na beëindiging van de behandeling of op follow-up-tijdstippen. Elke evaluatie duurt maximaal 90 minuten en omvat een vast stimulatieprotocol met een bereik tot 1000 TMS-pulsen, met intensiteiten tussen 60-130% van de motordrempel (MT). Interstimuli-frequentie verandert van 0,01 tot 20 Hz. Bestaande klinische gegevens zoals MRI-scans, neurocognitieve beoordelingen en klinische evaluaties zullen worden verzameld uit patiëntendossiers. De geregistreerde EEG-gegevens worden geanalyseerd en correlaties met de klinische gegevens worden getest.