Effektene av bilateral cerebellar rTMS på kortikal funksjon

Sammendrag

For å finne ut om 10 Hertz bilateral cerebellar rTMS er mer effektiv enn 10 Hertz unilateral cerebellar rTMS eller sham i:

1. Økende PMEP-amplitude over det pharyngeale kortikale området
2. Reversering av fokal kortikal undertrykkelse til faryngeal motorisk cortex indusert av en "virtuell lesjon".

Dette eksperimentet vil bli utført over seks besøk på laboratoriet.

Eksperiment Tidligere studier i laboratoriet vårt har vist at fokal undertrykkelse av den sterkeste svelgmotoriske representasjonen (1 Hz rTMS i 10 minutter ved en intensitet på 120 % av hvilende motorterskel) forbigående undertrykker kortikal svelgeaktivitet målt ved PMEP-amplitude og funksjon målt med en svelgereaksjonstidsoppgave, i opptil en time etter opphør av rTMS (14, 15). Denne midlertidige undertrykkende effekten har blitt kalt en kortikal 'virtuell lesjon'. Denne modellen har blitt brukt i flere studier (2, 14, 15) som en måte å utprøve effekten av nevrostimulerende intervensjoner i et trygt, kontrollert miljø hos friske forsøkspersoner, før man går videre til pasientforsøk. Studier har også vist at intervensjoner som er i stand til å reversere effektene av fokal kortikal undertrykkelse raskere enn det som vanligvis ville vært tilfelle hvis de undertrykkende effektene ble latt forsvinne naturlig, er effektive for å forbedre post-slagdysfagi (16).

De optimale stimuleringsstedene for pharyngeal kortikale områder og lillehjernen vil ha sine hvilemotoriske terskler identifisert og merket ved bruk av enkeltpuls-TMS med et tall på åtte spole (vingediameter på 90 mm). Anatomiske landemerker vil bli brukt til å veilede nevronavigasjon. Hodets toppunkt vil bli identifisert med et målebånd, og det samme vil inionen (den mest fremtredende delen på baksiden av skallen) (1). Studier har vist at det pharyngeale kortikale området finnes foran og lateralt for toppunktet, mens begge halvdelene av lillehjernen ligger inferior og lateralt for inionen (1, 15).

Besøk 1-2 (Mål 1 Måling av Pharyngeal Cortical MEP Amplitude) Kortikale og cerebellare PMEPs vil bli målt ved å administrere enkeltpuls-TMS ved 10 % av stimulatorutgang over hvilemotorterskel. Ti stimuli (forsøk) vil bli gitt over svelgets motoriske cortex med større neuronal aktivitet - lavere hvilemembranterskel. Denne stimulusintensiteten har vist seg å gi de beste reproduserbarhetsresultatene for viscerosomatiske TMS-studier (15). Cerebellare MEP-er vil bli målt ved å administrere 5 stimuli (forsøk) med enkeltpuls TMS over lillehjernen.

Deltakerne vil bli randomisert til å motta en av to cerebellare rTMS-intervensjoner (ved separate besøk):

1. Ekte 10 Hz cerebellar rTMS (250 pulser) til høyre cerebellar hemisfære (ensidig)

2. Ekte 10 Hz cerebellar rTMS (250 pulser) til høyre og venstre cerebellar hemisfære (bilateral)

   Effekten av intervensjonene på PMEP over kortikale svelgområder bilateralt vil bli målt umiddelbart og hvert kvarter i en time etter intervensjon. Alle data vil bli sammenlignet med baseline MEP-amplitude.

   Besøk 3-4 (Mål 2 Måling av Pharyngeal Cortical MEP Amplitude etter virtuell lesjon) En 'virtuell lesjon' (1 Hz rTMS i 10 minutter ved en intensitet på 120 % av hvilemotorterskel) vil bli administrert ved å holde et tall på åtte spole flat over den kortikale svelgrepresentasjonen med høyest nevrologisk aktivitet - dette er representasjonen med lavest hvilemembranpotensial (15). Deretter, over to besøk til laboratoriet, vil unilateral og bilateral cerebellar rTMS administreres til de cerebellare stedene identifisert tidligere.

   I løpet av disse to besøkene vil deltakerne få sine baseline pharyngeal MEPs målt på lignende måte som besøk 1-2. Etter fokal kortikal undertrykkelse vil personer randomiseres til å motta en av to cerebellare rTMS-intervensjoner (ved separate besøk):

3. Ekte 10 Hz cerebellar rTMS (250 pulser) til høyre cerebellar hemisfære (ensidig)

4. Ekte 10 Hz cerebellar rTMS (250 pulser) til høyre og venstre cerebellar hemisfære (bilateral)

   Effekten av intervensjonene på PMEP over kortikale svelgområder bilateralt vil deretter bli målt umiddelbart og hvert kvarter i en time etter intervensjon før de sammenlignes med baseline.

   Besøk 5-6 (Mål 2 Måling av svelgingsnøyaktighet ved bruk av reaksjonstidsoppgave)

   Under disse to besøkene vil forsøkspersonene ha baseline-målinger av normale, raske og utfordrende svelger (*se nedenfor for måleprosedyre). Etter fokal kortikal undertrykkelse vil personer randomiseres til å motta en av to cerebellare rTMS-intervensjoner (ved separate besøk):

5. Ekte 10 Hz cerebellar rTMS (250 pulser) til høyre cerebellar hemisfære (ensidig)
6. Ekte 10 Hz cerebellar rTMS (250 pulser) til høyre og venstre cerebellar hemisfære (bilateral)

Effekten av intervensjonene på svelgefunksjonen vil deretter bli målt ved å gjenta normale, raske og utfordrende svelgereaksjonstider, umiddelbart og med jevne mellomrom i en time etter intervensjon.