Neurofysiologische beoordeling bij patiënten met multiple sclerose

Multiple sclerose (MS) is een demyeliniserende ziekte van het centrale zenuwstelsel (CZS) waarvan de pathogenese zowel demyeliniserende gebeurtenissen als neurodegeneratie omvatte. Het is een van de meest voorkomende oorzaken van invaliditeit bij jonge volwassenen. Het wordt gekenmerkt door verschillende klinische fenotypes: momenteel worden de relapsing-remitting vorm (RR), de meest voorkomende, en de progressieve vormen van MS (primair progressief -PP, secundair progressief -SP) herkend. De relapsing-remitting-vorm wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van acuut/subacuut begin van klinische gebeurtenissen, het verschijnen van nieuwe laesies op magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) of de opname van gadolinium door een nieuwe of reeds bestaande laesie. De progressieve vormen daarentegen presenteren zich met een langzame accumulatie van invaliditeit vanaf het begin (PP-MS), of volgen een relapsing-remitting trend (SP-MS). De klinische schaal die voornamelijk wordt gebruikt voor het evalueren van patiënten met MS is de Expanded Disability Status Scale (EDSS). Momenteel zijn er verschillende behandelingen beschikbaar voor de controle van de ziekte en de identificatie van de juiste therapeutische keuze kan leiden tot een belangrijke vertraging, tot stabilisatie, van het klinisch beloop van de ziekte. Gezien het bestaan ​​van verschillende therapeutische strategieën is het daarom essentieel om patiënten die suboptimaal op therapie reageren vroegtijdig te herkennen. Tot op heden is de evaluatie van de effectiviteit van de behandeling gebaseerd op klinische en radiologische gegevens. Verschillende onderzoeken hebben geprobeerd nieuwe markers van invaliditeit te identificeren, maar geen van deze is in het routinematige klinische gebruik terechtgekomen. In deze context wordt de mogelijke rol van neurofysiologie bij het vroegtijdig identificeren van markers van inflammatoire/degeneratieve ziekteactiviteit geschetst.

Van de neurofysiologische methoden die mogelijk in staat zijn om de inflammatoire of neurodegeneratieve fase van de ziekte te identificeren, werden de meest veelbelovende resultaten verkregen met transcraniële magnetische stimulatie (TMS) en elektro-encefalografie (EEG). Deze methoden, die al veel worden gebruikt in de klinische setting, worden gekenmerkt doordat ze reproduceerbaar, niet-invasief en goedkoop zijn. Dankzij de ontwikkeling van EEG-systemen die compatibel zijn met magnetische stimulatie, is het mogelijk om de corticale potentialen te bestuderen die worden opgewekt door TMS (TEP's). De TEP's vormen een gevoelige en reproduceerbare experimentele index van intracorticale prikkelbaarheid en maken de identificatie van specifieke veranderingen van verschillende neurologische aandoeningen mogelijk. De studie van TEP's biedt een betere prestatie dan die welke kan worden verkregen met behulp van de afzonderlijke technieken, TMS en EEG, afzonderlijk.

Neurofysiologische schattingen van de integriteit van witte stof Verschillende bewijzen hebben bevestigd dat de EEG-indices van functionele connectiviteit worden beïnvloed door de mate van myelinisatie van de witte stof. Onder deze indices van EEG-connectiviteit is cortico-corticale coherentie een lineaire correlatie-index tussen het oscillerende signaal van twee corticale gebieden en er is aangetoond dat het een gevoelige index is van de myelinisatietoestand van de hersenen in fysiologische omstandigheden en in verschillende neurologische pathologieën.

Duidelijke EEG-oscillaties in de verschillende frequentiebanden onthulden in verschillende onderzoeken veel robuuste relaties met gedrags-, cognitieve en klinische toestanden. Ruimtelijk-temporele oscillerende dynamische patronen geregistreerd door EEG zijn belangrijke hersentoestandafhankelijke metingen van neocorticale dynamiek, inclusief functionele connectiviteit. Myeline is van cruciaal belang voor het in stand houden van oscillerende neurale activiteit en meesleuren tussen "generatoren" (bijvoorbeeld celassemblages of netwerken op meerdere schalen) in hersengebieden gescheiden door aanzienlijke geleidingsvertragingen. Aangenomen wordt dat functionele connectiviteit zoals beoordeeld door hoofdhuid-EEG op grote schaal sterk wordt beïnvloed door wittestofkanalen, met name de cortico-corticale projecties. De standaard op Fourier-transformatie gebaseerde meerkanaals signaalmaatcoherentie is een gekwadrateerde correlatiecoëfficiënt uitgedrukt als een functie van frequentie; het kan robuuste maatstaven bieden voor de cognitieve toestand en rijping of ziekte van witte stof (WM). WM-integriteit bepaalt voortplantingsvertragingen (d.w.z. de timing) van synaptische inputs in een bepaald hersennetwerk, waardoor fasesynchronisatie van lokale oscillaties mogelijk is. Relatief kleine veranderingen in geleidingsvertragingen kunnen significante effecten hebben op oscillerende koppeling en fasesynchronisatie tussen verre hersengebieden. Verstoring van de hersensynchronisatie draagt ​​bij aan het disfunctioneren van veel neurologische en psychiatrische stoornissen. Vergeleken met hoofdhuid-EEG, gebruiken EEG-methoden met hoge resolutie (HR-EEG) computeralgoritmen (bijv. Laplace- of dura-beeld) om schattingen te geven van hersen- of durale oppervlaktepotentialen op een schaal van ongeveer 2-3 cm. HR-EEG functionele connectiviteitsmetingen, zoals smalbandige (bijv. 1 Hz) alfa- en theta-coherentie, zijn gekoppeld aan cortico-corticale signaalvoortplanting via (meestal) gemyeliniseerde axonen. De voortplantingstijd tussen de hersenhelften is ongeveer 30 ms door gemyeliniseerde callosale vezels en 150-300 ms door niet-gemyeliniseerde vezels. Een onderzoek van door de hoofdhuid geregistreerde interhemisferische coherentie tussen de linker en rechter sensomotorische handgebieden met behulp van HR-EEG onthulde een superpositie van zowel bilateraal coherente als incoherente ritmische activiteiten binnen de alfaband. Van synaptische integratie kan worden verwacht dat deze sterk wordt beïnvloed door de mate van myelinisatie van intercallosale axonen. Gecombineerde EEG en HR-EEG kunnen complementaire functionele connectiviteitsschattingen opleveren die maximaal gevoelig zijn voor respectievelijk grote/globale (~5-10 cm) en intermediaire/lokale {-2-3 cm) brongebieden op ruimtelijke schaal. Integriteit van witte stof is belangrijk voor cortico-corticale verbindingen en is van cruciaal belang voor deze schattingen van functionele connectiviteit, met name oscillerende koppeling van de hoofdhuid en fasecoherentie op afstand.

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een niet-invasieve hersenstimulatietechniek. Door magnetische pulsen met hoge intensiteit te produceren, induceert TMS korte elektrische stromen die een klein deel van de hersenschors kunnen prikkelen of remmen. Deze activerende eigenschap wordt klassiek gebruikt op de primaire motorcortex (M1) om actiepotentialen langs de cortico-spinale bundel te produceren en een motorpotentiaal (MEP, motor evoked potential) op te roepen in de contralaterale musculatuur. Bij MS-patiënten worden EEG en TMS veel gebruikt als diagnostische hulpmiddelen om demyelinisatie aan te tonen door middel van abnormale geleidingstijd langs witte stofbanen, zelfs bij proefpersonen met normale MRI-scans. Bovendien, wanneer de magnetische stimulus wordt afgegeven tijdens vrijwillige spiercontractie van de stimulatiedoelspier, kan de TMS van M1 een korte onderbreking van vrijwillige elektromyografie (EMG) activiteit genereren, zowel contralateraal (CSP: contralaterale stille periode) als ipsilateraal (de "ipsilaterale stille periode"). punt" -IpSP). lpSP is een maat voor interhemisferische motorische remming waarvan is vastgesteld dat deze is veranderd bij patiënten met MS en callosale laesies.

Vergeleken met de afzonderlijke opname van de EEG-signalen en die gegenereerd door de TMS, maakt de gelijktijdige uitvoering van de twee methoden - TMS-EEG - het mogelijk om rechtstreeks vanaf de hoofdhuid de door de TMS opgewekte potentialen (TEP) op te nemen. De opname van TEP's uit gebieden die ver van de stimulatieplaats verwijderd zijn, maakt het mogelijk om informatie te verkrijgen over de connectiviteit van de gestimuleerde cortex. De "interhemisferische signaalvoortplanting" (ISP) is een maatstaf voor interhemisferische connectiviteit op basis van de voortplanting van TMS-EEG-responsen van de gestimuleerde hemisfeer naar de contralaterale. De ISP correleert met de microstructurele integriteit van de callosale microvezels en met de handvaardigheid tijdens de motorische ontwikkeling.

Neurofysiologische schattingen van grijze stof Integriteit:

Met betrekking tot grijze stof (GM) pathologie, hebben bewijzen verkregen uit TMS- en EEG-onderzoeken bijgedragen aan het onthullen van de rol van corticale disfunctie bij MS. Veranderingen in EEG-oscillaties die als belangrijk worden beschouwd bij sensomotorische integratie en motorische controle, zijn in verband gebracht met klinische stoornissen en radiologische veranderingen bij patiënten met MS. Bovendien hebben TMS-protocollen met gepaarde puls veranderingen in M1-exciteerbaarheid bij MS-patiënten aangetoond en dat deze veranderingen correleren met klinische invaliditeit. Van de metingen van TMS-EEG weerspiegelen de lokaal geregistreerde TEP's de prikkelbaarheid en activeringstoestand van de gestimuleerde cortex en dus de mate van integriteit van de corticale grijze massa.

Concluderend, EEG- en TMS-EEG-metingen zijn krachtige hulpmiddelen om de functionele integriteit van WM en GM bij patiënten met MS te beoordelen. Als zodanig bieden EEG en TMS-EEG ook een potentieel objectief raamwerk om systematisch de werkzaamheid van ziektemodificerende therapieën (DMT's) bij MS te beoordelen.

Onderzoeksdoelen en hypothesen Hoofddoel van deze studie is de evaluatie van TMS-EEG neurofysiologische metingen als surrogaten van functionele integriteit van zowel grijze als witte stof bij MS-patiënten. De verkregen gegevens worden vergeleken met die van een qua geslacht en leeftijd vergelijkbare groep gezonde proefpersonen. Gezonde proefpersonen worden geïdentificeerd als degenen met een normaal neurologisch onderzoek en een negatieve medische geschiedenis voor morbiditeit. Door de neurofysiologische variabelen te combineren met de klinische, zal getracht worden neurofysiologische markers te identificeren die de mate van invaliditeit van patiënten met MS uitdrukken (primaire doelstelling). Het secundaire doel is het identificeren van de neurofysiologische variabelen die een voorspellende rol kunnen spelen in de klinische of radiologische recidieven van de pathologie en van de klinisch-radiologische status op lange termijn. Hiertoe zullen de neurofysiologische TMS-EEG-metingen longitudinaal worden herhaald bij de patiënten die deelnemen aan de studie en worden gecorreleerd met de klinische en radiologische volgens de klinische praktijk. De geïdentificeerde neurofysiologische markers kunnen ondersteuning bieden bij het identificeren van patiënten in klinische achteruitgang of met een suboptimale respons op therapie.

Inschrijving: Om een ​​voldoende aantal deelnemers aan de studie te garanderen en gegevens te verkrijgen die beter herleidbaar zijn tot omstandigheden in het echte leven, zullen de onderzoekers samenwerken bij het werven met andere MS-centra (lijst met de relevante Managers bijgevoegd). Alle neurofysiologische evaluaties zullen worden uitgevoerd op onze afdeling en ons centrum zal de coördinator zijn.

Verdraagbaarheid van de neurofysiologische evaluatie De geselecteerde neurofysiologische methoden zijn niet-invasieve procedures, worden veel gebruikt en zijn gebaseerd op tools die momenteel in gebruik zijn in de klinische praktijk. Deze methoden zijn pijnloos en daarom gemakkelijk te implementeren bij een grote populatie proefpersonen, omdat ze veilig zijn en geen bijwerkingen hebben.