TMS - Elektrody wewnątrzczaszkowe

W ciągu ostatnich kilku lat nieinwazyjne techniki stymulacji mózgu, takie jak przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS), przezczaszkowa stymulacja prądem i wielomodalna stymulacja obwodowa, znalazły szerokie zastosowanie kliniczne. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) jest nieinwazyjną metodą ogniskowej stymulacji mózgu, która wykorzystuje indukcję elektromagnetyczną i nie wymaga operacji. Panuje optymizm, że TMS i inne formy NIBS zrewolucjonizują sposób leczenia zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych, czego dowodem jest ponad 1000 badań klinicznych zarejestrowanych przy użyciu TMS. Wiele z tego optymizmu wynika z pomyślnego zastosowania TMS w leczeniu depresji. Pomimo dużej liczby badań klinicznych z użyciem NIBS, liczba wskazań terapeutycznych pozostaje w stagnacji, ograniczając się do dużej depresji, a ostatnio zaburzeń obsesyjno-kompulsyjnych. Istnieją fundamentalne pytania dotyczące podstawowych mechanizmów działania NIBS, których zrozumienie będzie miało kluczowe znaczenie dla rozwoju tej metody leczenia. Tutaj proponujemy unikalny wspólny projekt neurologii i neurochirurgii, który umożliwi bezprecedensowe okno do zrozumienia, w jaki sposób NIBS wpływa na ludzki mózg. W szczególności będziemy wykonywać różne formy ukierunkowanego TMS u pacjentów neurochirurgicznych z monitorowaniem elektroencefalografii wewnątrzczaszkowej (iEEG), aby rejestrować w czasie rzeczywistym wpływ NIBS na lokalne i odległe obszary mózgu z niezrównaną kombinacją rozdzielczości przestrzennej i czasowej w porównaniu z innymi badaniami na ludziach. TMS może stanowić największe ryzyko dla pacjentów z elektrodami wewnątrzczaszkowymi, a my już wykazaliśmy bezpieczeństwo tego podejścia przy użyciu fantomowego mózgu na bazie żelu i mamy wyniki od siedmiu pacjentów wykazujące bezpieczeństwo i wstępne wyniki. W ramach obecnej propozycji dążymy do: 1) scharakteryzowania odpowiedzi NIBS na ludzki mózg zarejestrowanej z iEEG między warunkami aktywnymi i pozorowanymi oraz 2) powiązania zdalnych odpowiedzi elektrofizjologicznych z NIBS z pomiarami połączeń mózgowych między ocenianymi miejscami stymulacji i zapisu z funkcjonalnym MRI połączeń w stanie spoczynku (rs-fcMRI). Pozwoli nam to ocenić związek między odpowiedziami iEEG wywołanymi przez NIBS a siłą funkcjonalnej łączności z miejscem stymulacji w modelu regresji. W przypadku części badania TMS stawiamy hipotezę, że 1) TMS będzie miał efekty ogniskowe wykrywane z elektrod powierzchniowych leżących pod miejscem stymulacji, jak również zaangażowanie na poziomie sieci wykryte w odległych miejscach, 2) Powtarzalny TMS będzie indukował efekty specyficzne dla częstotliwości, które różnią się między Protokoły stymulacji 0,5 i 10 Hz oraz 3) wielkość powtarzalnych odpowiedzi iEEG wywołanych przez TMS na elektrodach będzie odnosić się do siły rs-fcMRI między miejscami stymulacji i rejestracji. Badając reakcje elektrofizjologiczne TMS z wysoką precyzją czasoprzestrzenną u ludzi, badanie to dostarczy nowych mechanistycznych spostrzeżeń na temat wpływu TMS na zaangażowanie celu i powiąże te odkrycia z metodami obrazowania, które są już szeroko stosowane. Co więcej, TMS zostanie zastosowany w klinicznie znaczący sposób, celując w lewą grzbietowo-boczną korę przedczołową w protokole stosowanym w leczeniu depresji. Generowanie wyników dla tych celów będzie kluczem do pogłębienia naszej wiedzy na temat tego, w jaki sposób TMS i inne formy NIBS angażują sieci mózgowe, które można wykorzystać do racjonalnego opracowania spersonalizowanych, sterowanych obrazowaniem terapeutycznych NIBS dla depresji i innych zaburzeń.