Cerebellaire Onderzoek naar Ultrasone Stimulatie (CERBERUS)

Experiment 1: Modulatie van Fysiologische Tremor bij Gezonde Vrijwilligers Dit is een gerandomiseerde, dubbelblinde, cross-over studie met 30 gezonde vrijwilligers. Gezonde vrijwilligers worden geworven op de campus met een flyer en via sociale media platforms. Elke deelnemer ondergaat twee condities: gerichte transcraniële gefocuste ultrageluidstimulatie (TUS) naar de dentate nucleus en niet-gerichte (sham) stimulatie. Een eerste screening vindt plaats via telefoon, waarna een geïnformeerde toestemming wordt ondertekend. Het volledige experiment bestaat uit vier aparte bezoekdagen, waarvan alleen de eerste plaatsvindt op de afdeling Radiologie van UZ Leuven. Bezoekdagen 2-4 worden volledig uitgevoerd in de KU Leuven Brainshub faciliteit in gebouw De Nayer.

• Bezoek 1: Beeldvorming Tijdens het eerste bezoek ondergaan deelnemers MRI-scans om structurele (T1-gewogen) en Ultrashort Echo Time (UTE) MRI-beelden te verkrijgen. Deze scans helpen bij het reconstrueren van individuele hoofdmodellen om schedelkenmerken te schatten en de TUS-doelbetrokkenheid te optimaliseren. Met behulp van de MRI-gegevens worden simulaties uitgevoerd om de optimale positie, vorm, grootte en druk van de ultrageluidbundel te berekenen. Dit zorgt voor precieze targeting van de dentate nucleus op individueel niveau tijdens daaropvolgende stimulatiesessies.
• Bezoek 2: Directe Effecten op Tremor Modulatie en Fase-Entrainment Tijdens dit bezoek voeren deelnemers een taak uit om fysiologische tremor op te wekken (bijvoorbeeld een gewicht op hun vinger houden). Tremoramplitude wordt gemeten met een versnellingsmeter. TUS wordt toegepast in twee condities: gerichte stimulatie naar de dentate nucleus en niet-gerichte sham stimulatie. De stimulatie volgt een kortdurend protocol (1 minuut aan, 1 minuut uit, herhaald gedurende 12 minuten). EEG wordt geregistreerd om veranderingen in neurale oscillaties en fase-entrainment in het cerebello-thalamo-corticale netwerk te beoordelen. Dit bezoek heeft als doel de directe effecten van TUS op tremor modulatie en neurale activiteit te evalueren.
• Bezoek 3: Langdurige Effecten op Tremor Modulatie Dit bezoek evalueert de langetermijneffecten van TUS op tremor modulatie. Het stimulatieprotocol wordt verlengd naar 30 minuten sonificatie om te observeren of langdurige stimulatie leidt tot sterkere of aanhoudende tremorvermindering. Zoals bij Bezoek 2 worden versnellingsmetergegevens verzameld om tremoramplitude te meten, en EEG wordt geregistreerd om veranderingen in hersenactiviteit tijdens de verlengde stimulatieperiode te volgen. Het doel is om de duurzaamheid van de effecten te beoordelen en de optimale stimulatieduur te verfijnen.
• Bezoek 4: Gesloten-lus Stimulatie voor Tremoronderdrukking Tijdens het vierde bezoek wordt een gesloten-lus stimulatieprotocol getest. Dit houdt in dat de TUS-toediening wordt gesynchroniseerd met de piek of het dal van de tremoroscillatie om te bepalen of fase-specifieke stimulatie tremor modulatie versterkt. Realtime tremorgegevens worden verzameld met een versnellingsmeter, en EEG wordt gebruikt om neurale reacties te volgen. Dit bezoek heeft als doel te onderzoeken of gesloten-lus TUS nauwkeurigere controle over tremoramplitude kan bieden vergeleken met standaard aan/uit stimulatie.

Experiment 2: Tremor Modulatie bij Essentiële Tremor Patiënten Voortbouwend op de resultaten van Experiment 1 nemen 30 ET-patiënten deel aan een vergelijkbaar cross-over ontwerp. Patiënten worden geworven door een neuroloog die aan dit project meewerkt. De geoptimaliseerde TUS-parameters van Experiment 1 worden gebruikt om de dentate nucleus te targeten. Het meest optimale protocol voor tremorvermindering wordt geselecteerd tijdens dit experiment. Experiment 2 bestaat dus uit één bezoekdag voor beeldvorming en een andere bezoekdag om het meest optimale TUS-protocol te testen. Evenzo wordt tremoramplitude gemeten met een versnellingsmeter, en EEG monitort neurale activiteit tijdens stimulatie.