Motorisk evokert potensial og kortikal stilleperiode ved migrene

Rasjonale og bakgrunn:

Migrene er en nevrologisk lidelse som betydelig svekker individets livskvalitet og påfører helsevesenet betydelige økonomiske byrder over hele verden. Selv om patofysiologien ikke er fullstendig forstått, antyder nyere forskning at migrene er assosiert ikke bare med vaskulære endringer, men også med forandringer på nevrologiske og kortikale nivåer (Goadsby et al., 2017). Bevis tyder i økende grad på forsterket eksiterbarhet og forstyrrede inhibitoriske mekanismer i sentralnervesystemets regioner, inkludert motorisk cortex (Coppola et al., 2007).

Transcranial Magnetisk Stimulering (TMS) er en ikke-invasiv og pålitelig nevrofysiologisk teknikk som stimulerer motorisk cortex og registrerer muskelresponser. Parametere oppnådd gjennom TMS, som Motor Evoked Potential (MEP) og Cortical Silent Period (CSP), brukes til å vurdere kortikal eksiterbarhet og inhibitorisk kontroll, henholdsvis (Chen et al., 1999). CSP er spesielt nyttig for å evaluere GABA-B-medierte inhibitoriske mekanismer. Hypotesen om at migrenepasienter viser redusert kortikal inhibisjon kan direkte testes ved hjelp av CSP-målinger.

Tidligere studier har rapportert forkortede CSP-varigheter og økte MEP-amplituder hos migrenepasienter, noe som antyder kortikal hypereksiterbarhet (Brighina et al., 2002; Afra et al., 1998). Imidlertid er disse funnene inkonsistente, og hvordan de varierer mellom migrenesubtyper (med aura vs. uten aura) forblir uklar. Derfor har denne studien som mål å karakterisere kortikale fysiologiske endringer i migrene ved hjelp av objektive og kvantitative mål, for å fylle hull i litteraturen og bidra til kliniske evalueringer. I tillegg vil sammenhengen mellom disse parameterne og kliniske trekk som migrenetype, varighet og anfallsfrekvens bli undersøkt for å legge grunnlaget for individualisert nevrofysiologisk profilering.

Primære og sekundære mål:

Primært mål:

Det primære målet med denne studien er å objektivt evaluere inhibitorisk kontroll i motorisk cortex hos migrenepasienter ved hjelp av ikke-invasive metoder. Motor Evoked Potentials (MEP) og Cortical Silent Periods (CSP) oppnådd gjennom TMS vil bli målt og sammenlignet mellom migrenepasienter og sunne kontroller. CSP-varighet, som reflekterer GABA-B-medierte inhibitoriske mekanismer, tillater direkte vurdering av migrenens effekt på kortikal inhibisjon (Chen et al., 1999).

Sekundære mål:

Motorisk output-analyse: Elektromyografiske (EMG) signaler vil bli analysert ved hjelp av Peristimulus Time Histogram (PSTH) og Peristimulus Frequencygram (PSF) metoder for å vurdere tidsmønsteret og frekvensendringene i motoriske enhetsresponser etter TMS. PSTH analyserer timingen til individuelle motoriske enheter etter stimulering, mens PSF gir et mer presist bilde av post-stimulerings frekvensendringer (Türker & Powers, 2001). Disse analysene hjelper til med å avdekke den spinale refleksjonen av kortikal stimulering og dens effekt på motorisk output.

Biomarkørpotensial: TMS-avledede parametere som CSP og MEP vil bli evaluert for deres potensiale som biomarkører for migrenepatofysiologi, og bidra til utviklingen av objektive mål for fremtidig diagnostisering og behandling.

Forventede fordeler:

På slutten av denne studien forventes det å oppnå objektive data om motorisk kortikal inhibitorisk kapasitet hos migrenepasienter. TMS-parametere, spesielt CSP og MEP, kan brukes til å forstå den nevrofysiologiske basisen for migrene. Resultatene kan gi:

Forbedret forståelse av kortikal eksiterbarhet og inhibisjonsbalanse i migrenepatofysiologi.

Grunnleggende data for utviklingen av objektive diagnostiske biomarkører for migrene.

Bevis på kortikal dysfunksjon hos migrenepasienter, som støtter tilpassede behandlingstilnærminger.

En omfattende forståelse av motorisk output fra kortikalt til spinalt nivå via elektrofysiologiske analyser (PSTH/PSF).

Alle prosedyrer er ikke-invasive og trygge, og gir en reproduserbar og etisk forskningstilnærming.

Studiemetoder:

Deltakere:

Studien vil inkludere høyrehendte individer i alderen 18-45 år med en tidligere diagnose av migrene i henhold til International Headache Society (IHS) kriterier.

Datainnsamling:

Studien vil bruke ikke-invasiv hjerne-stimulering (TMS) sammen med overflate-elektromyografi (sEMG) og nål-EMG. Målinger vil bli utført både i hvile og under frivillig muskelkontraksjon. TMS vil bli applisert over motorisk cortex, og muskelresponser vil bli registrert samtidig ved hjelp av sEMG-elektroder. For detaljert motornevronanalyse vil enkelt motorisk enhet (SMU) opptak også bli oppnådd.

Nål-EMG/SMU-opptak:

SMU-opptak vil bruke sterile, Teflon-belagte nåler som inneholder kobbertråder (omtrent 70 μm diameter, 25G) innsatt i første dorsale interosseus (FDI) muskel. Nåler vil bli delvis trukket tilbake for å opprettholde elektrodestabilitet, noe som tillater enkelt motorisk enhetsaktivitet å bli registrert selv under bevegelse.

TMS-applikasjon:

TMS vil bli utført ved hjelp av en Magstim 200^2 Monofasisk Stimulator (Magstim Ltd, UK) med en 70 mm åttekant-spole plassert over den dominante hemisfærens primære motoriske cortex (M1) som tilsvarer FDI-muskelen. Hvilemotorisk terskel (RMT) vil bli bestemt, etterfulgt av stimulering for å framkalle MEP-er.

Overflate-EMG-opptak:

sEMG-signaler vil bli oppnådd ved hjelp av Ag/AgCl-elektroder plassert over FDI-muskelen. Signalene vil bli forsterket med en CED 1902-forsterker og digitalisert via CED 3601 Power 1401 DAC-enhet. MEP-latenser og amplituder, samt CSP-varigheter, vil bli beregnet. Deltakere vil opprettholde ~20% maksimal frivillig kontraksjon under målinger.

Dataanalyse:

Data vil bli analysert ved hjelp av IBM SPSS Statistics 26. Normalitet vil bli testet ved hjelp av Kolmogorov-Smirnov og Shapiro-Wilk tester. Parametriske data vil bli analysert ved hjelp av uavhengige t-tester og ANOVA, mens ikke-parametriske data vil bli analysert med Mann-Whitney U eller Kruskal-Wallis tester. Korrelasjoner mellom kliniske parametere (migrenevarighet, frekvens, alvorlighetsgrad) og nevrofysiologiske mål (MEP, CSP) vil bli vurdert ved hjelp av Pearson eller Spearman korrelasjonskoeffisienter, med signifikans satt til p < 0,05.