Brain Rhythms in Fibromyalgia: A Magnetoencephalography (MEG) Study (FMP)

Etterforskerne vil bruke magnetoencefalografi (MEG) for ikke-invasivt å registrere hjerneaktivitet hos kvinner med fibromyalgi (FM) smerter og hos friske personer. MEG-dataene vil bli analysert med tanke på tilstedeværelsen av normal alfarytme og unormale lavfrekvente og gamma-oscillasjoner og deres kilde i personens hjerne ved hjelp av MR. Etterforskerne vil bruke klinisk evaluering, MEG-opptak og MR-skanning for å oppnå følgende mål:

1. Finn ut om unormale hjernerytmer i delta (<4Hz) og theta (4-8Hz) frekvensbånd er tilstede hos pasienter med FM mens de har smerter. Hypotesen forutsier at slik lavfrekvent aktivitet vil være tilstede hos FM-pasienter med smerter, men ikke hos friske kontroller eller pasienter som ikke har smerter.
2. For å finne ut om hjerneaktivitet i gamma (35-55Hz) frekvensområdet er tilstede hos FM-pasienter. Hypotesen forutsier at områder med lavfrekvent aktivitet hos FM-pasienter vil ha et "kantområde" med høyfrekvent aktivitet.
3. For å finne ut om hjerneaktivitet i alfa (8-12Hz) frekvensområdet er tilstede hos FM-pasienter og om det er en reduksjon i MEG-opptak gjort med åpne øyne sammenlignet med opptak med lukkede øyne. Slik normal aktivitet forventes både hos FM-pasienter og friske kontroller.
4. For å bestemme plasseringen av kildene som genererer unormale hjernerytmer og normale alfarytmer hos FM-pasienter med smerte og hos friske kontroller og pasienter uten smerte. Hypotesen forutsier at lavfrekvente områder med høyfrekvente "kanter" vil ha to steder: a) hvis smerten er lokalisert, den somatosensoriske cortex i smerteregionen, b) orbitofrontal cortex i en del av smertebanen assosiert med det emosjonelle. aspekter ved smerte. Kilden til normale alfarytmer hos både pasienter og kontroller vil være lokalisert til den bakre hjernen, spesielt den visuelle cortex.

En tverrfaglig behandlingstilnærming tas for FM-pasienter. Dette inkluderer livsstilsendringer som trening, kostholdsendringer, kognitiv atferdsterapi samt medisiner og til og med kirurgi. Det finnes ingen akseptert «beste» behandling, og ikke engang en «beste» medisin. Dette er delvis fordi den underliggende årsaken til smertene ikke er godt forstått. Designet av denne studien er å registrere hjerneaktivitet for å finne ut om det er unormale hjernerytmer hos pasienter med FM som ikke er tilstede hos friske voksne på samme alder. Et slikt funn ville informere mer direkte behandlinger som ville være rettet mot årsaken til smerten, i stedet for symptomene.

Nylig har unormal hjerneforbindelse blitt rapportert hos FM-pasienter (Napadow et al., 2010). Aktivering av frontal cortex, motoriske og cingulate hjerneregioner har også blitt sett hos FM-pasienter under smerteforventning som var korrelert med den påfølgende smerten som ble rapportert (Burgmer et al., 2010).

Disse resultatene vil bli vurdert i sammenheng med en omfattende klinisk evaluering for å avgjøre om thalamokortikal dysrytmi (TCD) er tilstede hos pasienter med smerte (Jeanmonod, 1993; Llinas et al, 1999, 2001, 2005). Etterforskerne vil også finne om unormale hjernerytmer er korrelert med tilstedeværelse og grad av smerte og om det er forskjell mellom pasienter med smerte og friske voksne.

II. Studere design. Etterforskerne vil følge en nylig protokoll brukt i vår studie av unormale rytmer ved komplekst regionalt smertesyndrom (Walton et al., 2010). De som oppfyller kriteriene for inkludering, men ikke eksklusjon, vil bli registrert i studien.

III. METODER OG PROSEDYRER

1. Klinisk undersøkelse av pasienter

   Informasjon som samles inn under den kliniske vurderingen vil omfatte:

   • Demografi: alder, kjønn, arbeidsstatus.
   • En detaljert historie om fibromyalgi.
   • En gjennomgang av smertekarakteristikker: lokalisering og alvorlighetsgrad, smertekvalitet, timing, varighet og kontekst av smerte, tilknyttede tegn og symptomer, forverrende faktorer, lindre faktorer, motorisk/sensorisk tap og effekt av dagliglivets aktiviteter.
   • En fullstendig sykehistorie og viktig familiehistorie.
   • En sosial historie: tobakk, alkohol og ulovlig narkotikabruk.
   • En gjennomgang av alle samtidige medisiner.
   • Vitale tegn: blodtrykk, hjertefrekvens, respirasjonsfrekvens, høyde, vekt.
   • En fysisk eksamen.
   • Bekreftelse av tilstedeværelsen av American College of Rheumatisms 1990-kriterier for fibromyalgi.
   • Gjennomføring av følgende kliniske vurderinger av pasienten:
   • Visual Analog Skala-gjennomsnittlig ukentlig tilbakekalling av smerte
   • Smertetegning for lokalisering
   • Fibromyalgi-påvirkningsspørreskjema
   • Pasientens globale vurdering av fibromyalgi
   • Medisinske resultater Studer søvnskala
   • Skala for angst og depresjon på sykehus

   Healthy Controls vil ha samme prosedyrer som pasientene; Klinisk screening, MEG og MR.

2. MEG-opptak Informert samtykke vil bli innhentet før MEG-opptaket. Hvis det er innhentet, vil dette bli bekreftet. (Et medlem av studieteamet vil ta med en kopi av det signerte informerte samtykket før MEG-opptaket.)

   Hodeformen, inkludert plasseringen av de tre referansemarkørene (venstre og høyre preaurikulære punkter, og nasjon) vil bli oppnådd for hvert motiv ved å bruke et 3D-sporingssystem ved å flytte en pekepenn til hvert referansepunkt og over overflaten av hodet ( Fastrak, Polhemus, Colchester, VT).

   Hver deltaker vil sitte i MEG-instrumentet som er plassert inne i et flerlags mu-metall magnetisk skjermet rom. Plasseringen av hodet vil bli overvåket ved begynnelsen og slutten av hver kjøring ved hjelp av elektroder festet til de tre referansepunktene som brukes for å oppnå hodeformen. Endringer i hodeposisjon opp til ≈0,5 cm vil bli akseptert. (De samme referansepunktene vil bli brukt for MR for å samregistrere MEG- og MR-dataene.)

   Hver person vil ha tre MEG-opptaksøkter. To MEG-er vil bli tatt opp med øynene lukket (EC), og en vil bli tatt opp med øynene åpne (EO). Inkludert tiden til å fylle ut papirer, måle hodeformen og tiden mellom MEG-opptak, anslår etterforskerne at hver deltaker vil tilbringe 60-90 minutter ved New York University Center for Neuromagnetism.

   Instruksjoner til deltakere for MEG-opptak. En etterforsker vil forklare at formålet med opptaket er å se på hjerneaktivitet mens pasienten er avslappet. Det blir tre 7-minutters opptak. Den første vil være med lukkede øyne. De vil bli bedt om å slappe av, men prøv å ikke sovne. Deretter blir det en opptaksperiode med åpne øyne. De vil bli bedt om å prøve å ikke bevege øynene, men se på noe hele tiden. For det tredje vil det bli et nytt opptak med lukkede øyne. Etterforskeren vil gi personen beskjed når innspillingen begynner, halvveis i hvert opptak, og komme inn for å se hvordan de har det etter hvert opptak. Personen vil bli bedt om å prøve å ikke bevege hodet under opptakene.

   Magnetoencefalografi er FDA-godkjent og brukes rutinemessig til hjernekartlegging hos epilepsi og hos pre-kirurgiske pasienter og er standardbehandling i disse tilfellene (Shiraishi et al., 2005; Makela et al., 2006). Disse opptakene utføres imidlertid utelukkende for forskningsformål. Magnetiske felt vil bli registrert ved hjelp av et 275-kanals MEG-system med hele hode (CTF Systems Inc., Port Coquitlam, British Columbia, Canada) (McCubbin et al., 2004). En tredje-ordens programvaregradient (Weinberg et al., 1984) vil bli brukt med et opptaksbåndpass på 0,25-125 Hz.

3. Dataanalyse og dataovervåking. Under hver kjøring vil magnetiske felt bli registrert i 42 påfølgende 10-sekunders forsøk. På denne måten, hvis personen beveger seg i løpet av økten, kan 10-sekundersprøven hvor dette skjer, elimineres fra analysen. Nevromagnetiske felt vil bli registrert i øyne-lukket tilstand for å minimere signaler fra okulære muskler og høyfrekvent visuell systemaktivering, og i øyne-åpne og fiksert tilstand for å redusere amplituden til alfa-området (8-12 Hz) toppen (og derved bedre lette undersøkelsen av spektralt proksimale signaler). Spektralanalyse og uavhengig komponentanalyse vil bli utført som i våre tidligere studier (Walton et al, 2010).

MR og kilderekonstruksjon Formålet med MR (uten kontrast) er å gi et anatomisk bilde av personens hjerne som skal brukes til å lokalisere hjerneaktiviteten registrert av MEG. MEG- og MR-opptakene må samregistreres slik at de kan justeres nøyaktig. De samme stedsmarkørene, kalt fiducial markører (se ovenfor), må brukes for MEG og MR. Så det er best hvis begge opptakene gjøres på samme dag. MR er etter MEG fordi MEG-instrumentet kan oppdage magnetfelt så lite som 10-15 Tesla. MR genererer et magnetfelt som, selv om det er lite, kan oppdages av MEG-instrumentet og forstyrrer registrering av hjerneaktivitet. Plasseringen av de tre MEG-fiducialene er markert ved hjelp av en magisk finpunktmarkør. Personen blir deretter eskortert til MR-drakten og de 3 MR-beviserne settes på personen ved å bruke de magiske markørpunktene som guider.

Alle MR-skanninger vil bli utført på 3 T Alegra-plattformen, på grunn av dens bedre enkelt-til-støy-rasjon (SNR), romlig og spektral oppløsning, sammenlignet med 1,5 T-instrumentene. Der MR-data er tilstede, vil etterforskerne opprettholde en grad av enhetlighet på tvers av eksperimenter ved å utføre MR-begrenset modifisert minimumsnorm invers modellering på hvert datasett. MR-begrenset invers vil bli beregnet ved å anta at den nåværende kildetettheten er begrenset til grå materie som segmentert fra MR-dataene. Hvert forsøkspersons MR segmenteres, og en kortikal overflate med tesseller rekonstrueres for hver halvkule ved hjelp av programvaren FreeSurfer (Dale et al., 1999). Disse kortikale overflatene blir deretter sub-samplet for å skape et kildetempo på ~40 000 toppunkter. Blyfeltmatrisen, L, beregnes for dipolmomentene normalt til den kortikale overflaten eller for alle komponenter.

Potensielle skjevheter eller problemer. En potensiell skjevhet er under analyse av MEG-dataene. Dette vil reduseres siden personen som analyserer dataene vil bli blindet for pasientens smertestatus. Studieobjekter identifiseres kun med en kode i alle data.

Prosedyrer, situasjoner eller materialer som kan være farlige. Ingen.

3. Datalagring og konfidensialitet. Opplært personale vil gjennomføre intervjuer på en respektfull og sensitiv måte. Oppføringer vil bare bli kodet, lagret og gjennomgått etter deltakernummer. Disse kodede postene vil bli oppbevart i låste filer på låste kontorer. Tilgang til datamaskinbaserte data vil være begrenset av beskyttelseskoder og påloggingspassord, og alle datamaskiner vil bli oppbevart i rom med begrenset tilgang.