Realtime gepersonaliseerde hersentoestandafhankelijke TMS na een beroerte

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS)-interventies zouden op een haalbare manier de resterende corticospinale verbindingen kunnen versterken en het herstel van de paretische handfunctie na een beroerte kunnen bevorderen. Om de therapeutische effecten van dergelijke interventies te maximaliseren, moeten ze worden toegediend tijdens hersenactiviteitspatronen na een beroerte, waarbij TMS het resterende corticospinale kanaal het beste activeert en de neurale transmissie daarbinnen verbetert (d.w.z. hersentoestandafhankelijke TMS). In deze studie zullen de onderzoekers de haalbaarheid testen van real-time, gepersonaliseerde hersentoestandafhankelijke TMS bij overlevenden van een chronische beroerte. De onderzoekers zullen ook de relatie kwantificeren tussen gepersonaliseerde hersentoestandafhankelijke activering van het resterende corticospinale kanaal na een beroerte en handmotorische stoornissen; De resultaten zullen toekomstige inclusiecriteria voor klinische onderzoeken bepalen.

Deelnemers bezoeken het laboratorium voor twee dagen testen, gescheiden door minimaal één nacht slaap. Op dag 1 geven de deelnemers hun geïnformeerde toestemming. De MacArthur Competence Assessment Tool en de Frenchay Aphasia Screening Test zullen worden gebruikt om de toestemmingscapaciteit te evalueren en indien nodig de aanwezigheid van expressieve afasie te bevestigen. Daarna zullen de onderzoekers de geschiktheidsscreening en de klinische beoordeling van de motorische stoornissen van de bovenste ledematen voltooien met behulp van de Fugl-Meyer Assessment van de bovenste ledematen, metingen van de grijp- en knijpkracht en een behendigheidsmeting waarbij deelnemers met hun aangedane hand kleine pinnetjes in ronde gaten moeten plaatsen. . Deelnemers zullen vervolgens worden gescreend op de aanwezigheid van resterende corticospinale verbindingen van de beschadigde hemisfeer naar een aangetaste handspier in rust. Er zullen opname-elektroden worden bevestigd aan de aangetaste spieren van de eerste dorsale interosseus, abductor pollicis brevis, opponens pollicis en extensor digitorum communis om door TMS opgewekte schokken in deze spieren te registreren. Tijdens deze screeningprocedure wordt TMS met één puls toegepast op elk punt van een raster met een resolutie van 1 cm dat de primaire en secundaire motorgebieden van de beschadigde hemisfeer bestrijkt met maximale stimulatoroutput. Als TMS op betrouwbare wijze een spiertrekking in een van deze spieren teweegbrengt, wordt aangenomen dat de deelnemer resterende corticospinale verbindingen heeft en in aanmerking komt voor het volledige onderzoek. Als er in geen van deze spieren spiertrekkingen kunnen worden opgewekt, komt die deelnemer niet in aanmerking voor het volledige onderzoek. Daarna worden alle registratie-elektroden verwijderd en verlaat de deelnemer het laboratorium.

Op dag 2 keren de deelnemers terug naar het laboratorium. De onderzoekers plaatsen registratie-elektroden op de hoofdhuid met behulp van een zwemmuts. De onderzoekers zullen ook opname-elektroden plaatsen op de aangedane handspier waarbij tijdens dag 1 een spiertrekking het meest betrouwbaar werd waargenomen, evenals op vier extra spieren van de aangedane hand en pols. Na het bepalen van de locatie waar TMS het beste spiertrekkingen uitlokt, zullen de onderzoekers de laagst mogelijke intensiteit bepalen waarbij TMS tenminste de helft van de tijd spiertrekkingen uitlokt. Vervolgens geven ze 6 blokken van 100 enkele TMS-pulsen af, terwijl de deelnemer rustig rust met zijn ogen open; De stimulatie wordt geleverd met een intensiteit die 20% hoger is dan de laagst mogelijke intensiteit waarbij TMS ten minste de helft van de tijd spiertrekkingen uitlokt. Daarna zullen de onderzoekers de tijdens deze zes blokken verkregen spier- en hersenactiviteitsregistraties gebruiken om een ​​gepersonaliseerd wiskundig model te bouwen dat identificeert welke patronen van hersenactiviteit overeenkomen met de grootste door TMS opgewekte spiertrekkingen. De onderzoekers zullen dit model vervolgens gebruiken om het voorkomen van deze hersenactiviteitspatronen in realtime te detecteren; wanneer deze patronen worden gedetecteerd, worden afzonderlijke TMS-pulsen afgegeven. Ter vergelijking: de onderzoekers zullen ook enkele TMS-pulsen afgeven tijdens willekeurige hersenactiviteitspatronen. Daarna worden alle registratie-elektroden verwijderd, is de deelname voltooid en verlaat de deelnemer het laboratorium.

De onderzoekers zullen voor dit onderzoek in totaal 37 overlevenden van een chronische beroerte rekruteren. Het aantal deelnemers dat nodig was voor deze studie werd bepaald op basis van hun voorbereidende studies en eerdere studies die de relatie onderzochten tussen de variabiliteit in de activering van het corticospinale kanaal (een noodzakelijk onderdeel van het bouwen van robuuste gepersonaliseerde classificaties) en de integriteit van het corticospinale kanaal (een correlaat van motorische stoornissen en herstelpotentieel). ).