Powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (rTMS) w celu promowania regeneracji ręki po udarze (rTMS)

Proponowane badania penetrują problem niedowładu połowiczego po udarze mózgu. Ten problem każdego roku niszczy jakość życia tysięcy ludzi. Mózg wykazuje niezwykłą zdolność do reorganizacji w określonych warunkach, w tym po udarze. Niestety, niektóre zmiany są nieprzystosowawcze i pozostawiają osobę z dodatkową utratą funkcji poza tą spowodowaną bezpośrednio uszkodzeniem niedokrwiennym. W szczególności neurony ruchowe w półkuli ipsilesional (udar), które przeżyły udar, mogą ulec utracie pobudliwości z powodu przesadnego hamowania międzypółkulowego nałożonego na nie przez neurony w przeciwstawnej (nieudarowej) półkuli poprzez szlaki modzelowate. Na szczęście nieadaptacyjna reorganizacja jest odwracalna, nawet w przewlekłym udarze mózgu, poprzez wymuszone używanie i wymuszone uczenie paradygmatów z niedowładną kończyną. Postulujemy jednak, że skuteczność treningu behawioralnego można znacznie zwiększyć w połączeniu z interwencją elektrofizjologiczną, która również wpływa na pobudliwość neuronów. Powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (rTMS) jest silnym i nieinwazyjnym sposobem wpływania na pobudliwość mózgu. rTMS, przy niskich częstotliwościach stymulacji, osłabia funkcje nerwowe. Stymulując przeciwstawową korę ruchową przy niskiej częstotliwości, a tym samym hamując hamowanie międzypółkulowe, indukowany jest efekt pobudzający netto (odhamowanie) na ipsilesional kory ruchowej. Ponadto wykazano na zwierzętach i zdrowych ludziach, że depresyjny wpływ na stymulowaną półkulę można zwiększyć, poprzedzając rTMS o niskiej częstotliwości rTMS o częstotliwości 6 Hz. Nazwiemy ten układ 6-Hz rTMS niskiej częstotliwości. Twierdzimy, że łącząc rTMS o niskiej częstotliwości 6 Hz z treningiem behawioralnego uczenia się motorycznego można osiągnąć bezprecedensową poprawę powrotu do zdrowia po niedowładze połowiczym. Niedawno wykazaliśmy bezpieczeństwo pojedynczego leczenia rTMS o niskiej częstotliwości z częstotliwością 6 Hz w udarze, ale nadal istnieje duża luka w wiedzy na temat wpływu seryjnego leczenia rTMS o niskiej częstotliwości z częstotliwością 6 Hz w połączeniu z uczeniem się motorycznym szkolenie. Brak zajęcia się tą luką tylko utrwala stosowanie konserwatywnych strategii w rehabilitacji poudarowej, co może pozbawić pacjentów pełnego możliwego powrotu do zdrowia.

Naszym długoterminowym celem jest maksymalizacja regeneracji motorycznej po udarze. Celem tej propozycji jest zintegrowanie efektów pobudliwości indukowanych egzogennie przez rTMS z efektami wytwarzanymi endogennie przez uczenie się motoryczne, aby uzyskać potężny, ale bezpieczny efekt interaktywny, prowadzący do lepszego powrotu do zdrowia po niedowładze połowiczym. Główną hipotezą jest to, że seryjne terapie rTMS o niskiej częstotliwości 6 Hz w połączeniu z treningiem motorycznym będą skuteczne i bezpieczne. Nasz zespół badawczy posiada wyjątkowe kwalifikacje do realizacji tego projektu ze względu na: 1) specjalne szkolenie z rTMS przeprowadzone przez PI w laboratorium międzynarodowego lidera rTMS, 2) udział tego lidera jako konsultanta, 3) udział neurobiologa posiadającego wiedzę neuroplastyczności udaru jako konsultant, 4) udział uznanego eksperta w dziedzinie chorób naczyń mózgowych jako współbadacza, 5) przeprowadzenie badania w General Clinical Research Center University of Minnesota w celu maksymalizacji ochrony pacjentów, oraz 6) włączenie Centrum dla badań rezonansu magnetycznego za badanie reorganizacji mózgu.

Szczegółowe cele tego projektu to:

Cel szczegółowy nr 1. Określenie skuteczności stosowania seryjnego leczenia rTMS o niskiej częstotliwości 6 Hz, w izolacji iw połączeniu z treningiem uczenia się motorycznego, w celu poprawy funkcji ręki w udarze.

Czterdziestu osób z udarem mózgu (z częściowym ruchem w słabej ręce, zdolnych do przejścia 100 stóp, zdolnych do podążania za wskazówkami, bez historii napadów padaczkowych, bez urządzeń medycznych lub metali niekompatybilnych z MRI) zostanie losowo przydzielonych w równej liczbie do jednej z czterech grup terapeutycznych : Grupa rTMSonly otrzyma 5 zabiegów rTMS na główny obszar ruchowy (M1) półkuli przeciwstawnej, składających się z 10 min. rTMS o częstotliwości 6 Hz („gruntowanie”) przy 90% spoczynkowego progu motorycznego przerywanego na 20 ciągów trwających 5 sekund z 25-sekundowymi przerwami między ciągami, po których następuje natychmiast 10 dodatkowych min. 1 Hz („niska częstotliwość”) rTMS w sposób ciągły przy 90% spoczynkowego progu motorycznego. Zabiegi będą co drugi dzień przez dwa tygodnie. Grupa Trackonly otrzyma 5 zabiegów skomputeryzowanego treningu śledzenia palców co drugi dzień przez dwa tygodnie. Grupa rTMScombined otrzyma ten sam rTMS co grupa rTMSonly i będzie naprzemiennie z tym samym treningiem śledzenia, co grupa Trackonly, aż 5 dni każdego z nich nastąpi w okresie dwóch tygodni. Grupa rTMSsham otrzyma te same procedury rTMS, w tym podobny dźwięk, ale nie nastąpi stymulacja magnetyczna. Cztery terapie mają schemat czynnikowy 2x2, z rTMS i śledzeniem jako czynnikami, co pozwala na oszacowanie wszelkich efektów synergistycznych rTMS w połączeniu ze śledzeniem. Korzyści behawioralne w niedowładnej ręce będą mierzone za pomocą testów chwytu/zręczności palców, dokładności śledzenia palców, samooceny badanego i ocen egzaminatora. Hipotezy robocze to:

1. grupa rTMScombined wykaże większą poprawę funkcji ręki niedowładnej niż grupy rTMSonly i Trackonly w teście posttestowym i miesięcznym badaniu kontrolnym, oraz
2. grupy rTMSonly i Trackonly wykażą większą poprawę niż grupa rTMSsham.

Konkretny cel nr 2. Poznaj mechanizm neuronowy związany z rTMS o niskiej częstotliwości 6 Hz w połączeniu z treningiem śledzenia.

Po zabiegach opisanych w Celu nr 1 pobudliwość M1 zostanie zmierzona za pomocą testu TMS sparowanych impulsów w półkuli ipsilesional. To badanie pozwoli na zbadanie zarówno hamowania korowego, jak i pobudzenia. Ponadto reorganizacja mózgu związana z dobrowolną aktywacją będzie mierzona za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego, uzyskując dane dotyczące głośności i intensywności sygnału aktywnych wokseli podczas niedowładnego śledzenia palca. Hipotezy robocze to:

1. grupa rTMScombined wykaże większy wzrost pobudliwości korowej i reorganizacji mózgu w półkuli ipsilesional niż grupy rTMSonly i Trackonly w teście posttestowym i miesięcznym uzupełnieniu,
2. grupy rTMSonly i Trackonly wykażą większy wzrost niż grupa rTMSsham.

Konkretny cel nr 3. Określ bezpieczeństwo seryjnych zabiegów rTMS o niskiej częstotliwości z częstotliwością 6 Hz w przypadku udaru.

Działania niepożądane związane z leczeniem opisanym w Celu nr 1 będą mierzone poprzez obserwację napadów padaczkowych w czasie leczenia. Testy neurokognitywne będą mierzyć nastrój, rozumienie werbalne, organizację percepcyjną, pamięć roboczą i szybkość przetwarzania. Ponadto test śledzenia palca zmierzy kontrolę motoryczną w nieparetycznej dłoni. Hipoteza robocza brzmi:

1. pięć zabiegów rTMS o niskiej częstotliwości z częstotliwością 6 Hz, podawanych samodzielnie lub w połączeniu z treningiem motorycznym, nie wywoła żadnych napadów padaczkowych ani żadnych innych poważnych skutków ubocznych.