Interhemisfæriske inhibitoriske interaksjoner (InHIb)

Det overordnede målet med dette forslaget er å undersøke effektiviteten av nye tilnærminger til slaggjenoppretting basert på nylige rapporter om interhemisfæriske bidrag til nevroplastisk endring og motorisk læring. Etter hjerneslag er kortikal eksitabilitet redusert i ipsilesional og økt i kontralesjons primærmotorisk cortex (M1). Kombinert hindrer disse endringene bruk av hemiparetiske armer og hindrer funksjonell restitusjon. Økende bruk av hemiparetiske armer øker eksitabiliteten til den ipsilesionale cortex og forbedrer funksjonen. Viktigere, dyktig motorisk praksis øker kortikal eksitabilitet i enda større grad enn bare økende generalisert bruk. Effekten av økende kortikal eksitabilitet på gjenoppretting av funksjon etter hjerneslag er imidlertid begrenset, kanskje fordi endringshastigheten knyttet til både økende bruk og innlæring av nye motoriske ferdigheter er lav.

Repeterende transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) er en ikke-invasiv metode for hjernestimulering. Hos mennesker kan rTMS påført ved høye frekvenser øke kortikal eksitabilitet; omvendt, ved lave frekvenser kan det redusere kortikal eksitabilitet. Mens rTMS isolert kan endre kortikal eksitabilitet etter hjerneslag, er innvirkningen på nevroplastisk endring liten, noe som sannsynligvis reflekterer mangel på konsolidering i fravær av paret motorisk atferd. Modulering av aktiviteten i et gitt nevralt nettverk med hjernestimulering før motoriske ferdigheter kan i hovedsak prime systemet og forsterke de nevroplastiske effektene forbundet med å lære nye motoriske ferdigheter. Til dags dato har få studier koblet rTMS med utøvelse av en ny motorisk oppgave og vurdert endringer i motorisk funksjon eller atferd.

Intuitivt virker det enklest å bruke høyfrekvent rTMS i den ipsilesionale cortex for å forbedre kortikal eksitabilitet. Men på grunn av vanskeligheten med å lokalisere stimuleringsmål i den skadede halvkulen, kan lavfrekvent rTMS påført over den kontralesjonelle cortex være den bedre tilnærmingen. Selv om den direkte effekten av lavfrekvent rTMS i den menneskelige cortex er å undertrykke aktivitet i den stimulerte regionen, øker den også indirekte fjernaktivitet. Lavfrekvent rTMS over M1 øker kortikal aktivitet i den kontralaterale M1-homologen. Vi utvidet nylig dette funnet til den primære sensoriske cortex (S1); demonstrerer at lavfrekvent rTMS over venstre S1 økte eksitabilitet i (dvs. dehemmet) høyre S1. Derfor kan undertrykking av den kontralesjonelle cortex for å forbedre ipsilesional kortikal aktivitet lette et nevralt miljø som bidrar til nevroplastisk forandring.

Til sammen antyder disse dataene at hemmende hjernestimulering over den kontralesjonelle cortex, sammen med dyktig motorisk praksis, kan tilby en ny tilnærming for slagrehabilitering. For bedre å forstå om denne tilnærmingen har fortjeneste, foreslår vi å teste to spesifikke mål i separate eksperimenter.

Spesifikt mål: Å teste de kumulative effektene av gjentatte økter som kobler hjernestimulering over M1c versus S1c med dyktig motorisk praksis hos personer med hjerneslag.

Vi vil vurdere motorisk og sensorisk funksjon i hemiparetisk arm, motorisk ytelse/motorisk ferdighet (gjentatte sekvensresponstider), kortikal eksitabilitet og nevroelektrisk aktivitet hos personer med kronisk sub-kortikalt slag. Pre-hjernestimuleringstiltak vil bli sammenlignet med de oppnådd etter 5 dagers trening sammen med hjernestimulering ved en separat no-rTMS retensjonstest for å vurdere de kumulative effektene av hjernestimulering.