Identifisering av personlig tilpassede hjernetilstander som forutsier gjenværende effekt i kortikospinalkanalen etter hjerneslag

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS)-intervensjoner kan muligens styrke restforbindelser i kortikospinalkanalen (CST) og fremme håndmotorisk gjenoppretting etter slag. For å maksimere effekten av slike intervensjoner, må de leveres under hjerneaktivitetsmønstre der TMS best aktiverer den gjenværende CST og forbedrer dens nevrale overføring. Denne tilnærmingen kalles hjernetilstandsavhengig TMS. Etterforskerne har nylig utviklet et maskinlæringsrammeverk som identifiserer personaliserte hjerneaktivitetsmønstre som gjenspeiler sterk CST-aktivering hos nevrotypiske voksne. I denne studien vil etterforskerne bruke dette rammeverket på hjernen etter hjerneslag for første gang. De vil også evaluere sammenhenger mellom dette rammeverkets evne til å oppdage sterke og svake CST-aktiveringstilstander og mål på CST-veiens integritet.

Deltakerne vil besøke laboratoriet for to dager med testing som er adskilt av minst én natts søvn. På dag 1 vil deltakerne gi sitt informerte samtykke. MacArthur Competence Assessment Tool og Frenchay Aphasia Screening Test vil bli brukt til å evaluere samtykkekapasiteten og bekrefte tilstedeværelsen av ekspressiv afasi etter behov. Etterpå vil deltakerne fullføre kvalifiseringsscreening og klinisk vurdering av motorisk svekkelse i øvre ekstremiteter, motorisk funksjon og funksjonshemming ved å bruke Fugl-Meyer-vurderingen for øvre ekstremiteter, Wolf Motor Function Test og Modified Rankin Scale. Deltakerne vil deretter bli screenet for tilstedeværelsen av gjenværende CST-forbindelser fra den skadede halvkulen til den berørte første dorsale interosseous muskelen. Opptakselektroder vil festes til denne muskelen for å registrere TMS-fremkalte rykninger i disse musklene. Under denne prosedyren vil enkeltpuls-TMS påføres hvert punkt i et 1 cm oppløsningsnett som dekker primære og sekundære motoriske områder av den skadede halvkulen ved maksimal stimulatoreffekt. Hvis TMS pålitelig fremkaller en muskelrykning i den berørte første dorsal interosseous, vil den deltakeren anses å ha gjenværende CST-forbindelser og vil være kvalifisert for hele studien. Hvis ingen muskelrykninger observeres, vil ikke deltakeren være kvalifisert for hele studien. Etterpå vil opptakselektroder bli fjernet og deltakeren vil forlate laboratoriet.

På dag 2 skal deltakerne tilbake til laboratoriet. Etterforskerne vil bekrefte fortsatt kvalifisering og plassere opptakselektroder på hodebunnen ved hjelp av en svømmehette. Etterforskerne vil også plassere opptakselektroder på den berørte første dorsal interosseous så vel som den berørte abductor pollicis brevis og extensor digitorum communis muskler. Etter å ha identifisert stedet i hodebunnen der TMS best fremkaller muskelrykninger i den berørte første dorsal interosseous muskelen, vil etterforskerne bestemme lavest mulig TMS-intensitet som slike fremkaller muskelrykninger minst halvparten av tiden. Deretter vil etterforskerne levere 6 blokker med 100 enkle TMS-pulser mens deltakerne hviler stille med øynene åpne. Stimulering vil bli levert med en intensitet som er 20 % større enn lavest mulig TMS-intensitet som fremkaller muskelrykninger minst halvparten av tiden. Etterpå vil alle elektroder fjernes, deltakelsen vil være fullført, og deltakerne vil forlate laboratoriet.

Etterforskerne vil rekruttere totalt 20 overlevende av kronisk slag til denne studien.