TMS som en biologisk markør for nevroplastisitet

Afasi er en svekkelse av språket som kan oppstå etter hjerneslag (eller andre hjerneskader). En person med afasi kan oppleve problemer med å snakke, forstå tale, lese, skrive eller en hvilken som helst kombinasjon av disse symptomene. Til tross for fremskritt i forståelse av språksystemer og funksjonell nevroplastisitet etter hjerneskade, forblir nøyaktige prediktorer for afasigjenoppretting etter hjerneslag unnvikende. For å bedre forstå, forutsi og forbedre språkforbedring etter hjerneslag, er det et kritisk behov for å utvikle verktøy som kan vurdere påvirkningen av nevroplastisitet på restitusjon.

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) er et ikke-invasivt hjernestimuleringsverktøy som har blitt brukt til å forutsi hjernens nevroplastiske kapasitet ved å vurdere fysiologiske responser observert umiddelbart etter administrering av TMS. I tillegg har forskjellen i den fysiologiske responsen på TMS vist seg å være påvirket av polymorfisme i genet som koder for hjerneavledet nevrotrofisk faktor (BDNF). Det nåværende prosjektet utforsker ideen om at fordi nevrale mekanismer for plastisitet er essensielle determinanter for både restitusjon etter hjerneskade og fysiologisk respons på TMS, kan magnetisk hjernestimulering brukes som en indikator på kapasiteten for klinisk relevant nevroplastisitet, og potensielt som en prediktor for utvinning etter underskudd etter hjerneslag som afasi

Målene med denne protokollen er å 1) utforske nytten av theta burst stimulation (TBS), en type transkraniell magnetisk stimulering (TMS), som et verktøy for å vurdere nevroplastisitet i språksystemet hos pasienter med afasi på grunn av hjerneslag, 2) og å vurdere nytten av TBS som en biomarkør og prediktor for funksjonell utvinning hos pasienter med afasi.

Denne protokollen vil omfatte to separate, men relaterte eksperimenter. I det første eksperimentet vil etterforskerne bruke TBS til hjerneregioner som kontrollerer språkfunksjoner hos afasipasienter for å avgjøre om vi kan indusere en forbigående forbedring i navngivingsevne. De vil bruke en statistisk modell de har utviklet for å kategorisere pasienter som enten høy plastisitet eller lav plastisitet. Etterforskerne vil avgjøre om dette skillet forutsier hvilke pasienter som sannsynligvis vil ha større TBS-induserte endringer i språkytelsen. I det andre eksperimentet, hos de samme pasientene, vil etterforskerne bruke TBS til den motoriske cortex for å fremkalle endringer i motorisk fremkalte potensialer (MEPs). Ved å bruke den samme modellen for å danne matchede grupper, spår vi at MEP-er vil bli mer svekket i grupper med høy plastisitet sammenlignet med gruppen med lav plastisitet.