Rytmy mózgu w fibromialgii: badanie magnetoencefalograficzne (MEG). (FMP)

Badacze wykorzystają magnetoencefalografię (MEG) do nieinwazyjnego rejestrowania aktywności mózgu u kobiet z bólem fibromialgii (FM) oraz u osób zdrowych. Dane MEG zostaną przeanalizowane pod kątem obecności normalnego rytmu alfa i nieprawidłowych oscylacji niskiej częstotliwości i gamma oraz ich źródła w mózgu osoby za pomocą rezonansu magnetycznego. Badacze wykorzystają ocenę kliniczną, zapisy MEG i skany MRI, aby osiągnąć następujące cele:

1. Ustal, czy u pacjentów z FM podczas odczuwania bólu występują nieprawidłowe rytmy mózgu w pasmach częstotliwości delta (<4Hz) i theta (4-8Hz). Hipoteza przewiduje, że taka aktywność o niskiej częstotliwości będzie obecna u pacjentów z FM z bólem, ale nie u zdrowych osób z grupy kontrolnej lub pacjentów bez bólu.
2. Określenie, czy u pacjentów z FM występuje aktywność mózgu w zakresie częstotliwości gamma (35-55 Hz). Hipoteza przewiduje, że u pacjentów z FM obszary aktywności o niskiej częstotliwości będą miały obszar „krawędziowy” aktywności o wysokiej częstotliwości.
3. Określenie, czy u pacjentów z FM występuje aktywność mózgu w zakresie częstotliwości alfa (8-12 Hz) i czy zmniejsza się zapis MEG przy oczach otwartych w porównaniu z zapisami przy oczach zamkniętych. Takiej normalnej aktywności oczekuje się zarówno u pacjentów z FM, jak i zdrowych osób z grupy kontrolnej.
4. Określenie lokalizacji źródeł generujących nieprawidłowe rytmy mózgowe i prawidłowe rytmy alfa u pacjentów z FM z bólem oraz u zdrowych osób z grupy kontrolnej i pacjentów bez bólu. Hipoteza przewiduje, że obszary o niskiej częstotliwości z „krawędziami” o wysokiej częstotliwości będą miały dwie lokalizacje: a) jeśli ból jest zlokalizowany, kora somatosensoryczna w obszarze bólu, b) kora oczodołowo-czołowa w części ścieżki bólu związanej z emocjami aspekty bólu. Źródło normalnych rytmów alfa zarówno u pacjentów, jak iw grupie kontrolnej będzie zlokalizowane w tylnej części mózgu, zwłaszcza w korze wzrokowej.

W przypadku pacjentów z FM stosuje się wielodyscyplinarne podejście do leczenia. Obejmuje to zmiany stylu życia, takie jak ćwiczenia, zmiany w diecie, terapia poznawczo-behawioralna, a także leki, a nawet operacja. Nie ma akceptowanego „najlepszego” leczenia, ani nawet „najlepszego” leku. Dzieje się tak częściowo dlatego, że przyczyna bólu nie jest dobrze poznana. Projekt tego badania polega na zarejestrowaniu aktywności mózgu w celu ustalenia, czy u pacjentów z FM występują nieprawidłowe rytmy mózgu, które nie występują u zdrowych osób dorosłych w tym samym wieku. Takie odkrycie pomogłoby w bardziej bezpośrednich terapiach, które byłyby ukierunkowane na przyczynę bólu, a nie na objawy.

Ostatnio zgłaszano nieprawidłowe połączenia mózgowe u pacjentów z FM (Napadow i in., 2010). Ponadto u pacjentów z FM podczas przewidywania bólu obserwowano aktywację kory czołowej, obszarów motorycznych i zakrętu mózgu, które były skorelowane z późniejszym zgłaszanym bólem (Burgmer i in., 2010).

Wyniki te zostaną rozważone w kontekście kompleksowej oceny klinicznej w celu ustalenia, czy dysrytmia wzgórzowo-korowa (TCD) występuje u pacjentów z bólem (Jeanmonod, 1993; Llinas i in., 1999, 2001, 2005). Badacze dowiedzą się również, czy nieprawidłowe rytmy mózgu są skorelowane z obecnością i stopniem bólu oraz czy istnieje różnica między pacjentami odczuwającymi ból a zdrowymi dorosłymi.

II. Projekt badania. Badacze będą postępować zgodnie z najnowszym protokołem zastosowanym w naszym badaniu nieprawidłowych rytmów w złożonym regionalnym zespole bólowym (Walton i in., 2010). Ci, którzy spełniają kryteria włączenia, ale nie wykluczenia, zostaną włączeni do badania.

III. METODY I PROCEDURY

1. Badanie kliniczne pacjentów

   Informacje zebrane podczas oceny klinicznej będą obejmować:

   • Dane demograficzne: wiek, płeć, status zatrudnienia.
   • Szczegółowa historia fibromialgii.
   • Przegląd cech bólu: lokalizacja i nasilenie, jakość bólu, czas trwania, czas trwania i kontekst bólu, towarzyszące objawy przedmiotowe i podmiotowe, czynniki zaostrzające, czynniki łagodzące, utrata motoryczna/czuciowa oraz wpływ codziennych czynności.
   • Pełna historia medyczna i ważna rodzinna historia medyczna.
   • Historia społeczna: tytoń, alkohol i nielegalne używanie narkotyków.
   • Przegląd wszystkich jednocześnie stosowanych leków.
   • Oznaki życiowe: ciśnienie krwi, częstość akcji serca, częstość oddechów, wzrost, waga.
   • Fizyczny egzamin.
   • Potwierdzenie obecności kryteriów American College of Rheumatism z 1990 roku dotyczących fibromialgii.
   • Wypełnienie przez pacjenta następujących ocen klinicznych:
   • Wizualna skala analogowa – średnie tygodniowe wspomnienie bólu
   • Rysunek bólu do lokalizacji
   • Kwestionariusz wpływu fibromialgii
   • Globalna ocena pacjenta dotycząca fibromialgii
   • Skala snu badania wyników medycznych
   • Szpitalna Skala Lęku i Depresji

   Zdrowe kontrole będą miały takie same procedury jak pacjenci; Badania kliniczne, MEG i MRI.

2. Nagrania MEG Świadoma zgoda zostanie uzyskana przed nagraniem MEG. Jeśli został uzyskany, zostanie to potwierdzone. (Członek zespołu badawczego przyniesie kopię podpisanej świadomej zgody przed sesją rejestracyjną MEG.)

   Kształt głowy, w tym położenie trzech znaczników odniesienia (lewego i prawego punktu przedusznego oraz punktu nasion) zostanie uzyskany dla każdego pacjenta za pomocą systemu śledzenia 3D, przesuwając rysik do każdego punktu odniesienia i po powierzchni głowy ( Fastrak, Polhemus, Colchester, VT).

   Każdy uczestnik będzie siedział w instrumencie MEG, który znajduje się w wielowarstwowym pomieszczeniu ekranowanym magnetycznie mu-metalem. Położenie głowy będzie monitorowane na początku i na końcu każdego biegu za pomocą elektrod przymocowanych do trzech punktów znaczników odniesienia wykorzystywanych do uzyskania kształtu głowy. Akceptowane będą zmiany pozycji głowy do ≈0,5 cm. (Te same punkty odniesienia zostaną użyte do MRI do wspólnej rejestracji danych MEG i MRI.)

   Każda osoba będzie miała trzy sesje nagraniowe MEG. Dwa MEG zostaną nagrane przy zamkniętych oczach (EC), a jeden zostanie nagrany przy oczach otwartych (EO). Badacze szacują, że każdy uczestnik spędzi 60-90 minut w New York University Center for Neuromagnetism, uwzględniając czas potrzebny na wypełnienie dokumentów, zmierzenie kształtu głowy oraz czas między zapisami MEG.

   Instrukcje dla uczestników dotyczące nagrań MEG. Badacz wyjaśni, że celem nagrania jest przyjrzenie się aktywności mózgu, gdy pacjent jest zrelaksowany. Będą trzy 7-minutowe nagrania. Pierwszy będzie z zamkniętymi oczami. Zostaną poproszeni o relaks, ale postarają się nie zasnąć. Następnie nastąpi okres nagrywania z otwartymi oczami. Zostaną poproszeni, aby starali się nie ruszać oczami, ale patrzeć na coś przez cały czas. Po trzecie, będzie kolejne nagranie z zamkniętymi oczami. Badacz poinformuje osobę, kiedy rozpocznie się nagrywanie, w połowie każdego nagrania i wejdzie, aby zobaczyć, jak sobie radzi po każdym nagraniu. Osoba zostanie poproszona o to, aby podczas nagrań starała się nie ruszać głową.

   Magnetoencefalografia jest zatwierdzona przez FDA i jest rutynowo stosowana do mapowania mózgu w padaczce oraz u pacjentów przed zabiegiem chirurgicznym i stanowi standardowe postępowanie w tych przypadkach (Shiraishi i in., 2005; Makela i in., 2006). Nagrania te są jednak wykonywane wyłącznie w celach badawczych. Pola magnetyczne będą rejestrowane przy użyciu 275-kanałowego systemu MEG całej głowy (CTF Systems Inc., Port Coquitlam, Kolumbia Brytyjska, Kanada) (McCubbin i in., 2004). Zastosowany zostanie gradient programowy trzeciego rzędu (Weinberg et al., 1984) z pasmem zapisu 0,25-125 Hz.

3. Analiza danych i monitorowanie danych. Podczas każdego biegu rejestrowane będą pola magnetyczne w 42 kolejnych 10-sekundowych próbach. W ten sposób, jeśli osoba poruszy się podczas sesji, 10-sekundowa próba, podczas której to nastąpi, może zostać wyeliminowana z analizy. Pola neuromagnetyczne będą rejestrowane w stanie zamkniętych oczu, aby zminimalizować sygnały z mięśni oka i aktywację układu wzrokowego o wysokiej częstotliwości, oraz w stanie otwartych oczu i fiksacji, aby zmniejszyć amplitudę szczytu zakresu alfa (8-12 Hz) (a tym samym lepiej ułatwić badanie widmowych sygnałów proksymalnych). Analiza spektralna i analiza składowych niezależnych zostaną przeprowadzone tak jak w naszych poprzednich badaniach (Walton i in., 2010).

MRI i rekonstrukcja źródła Celem MRI (bez kontrastu) jest uzyskanie anatomicznego obrazu mózgu osoby, który zostanie wykorzystany do zlokalizowania aktywności mózgu zarejestrowanej przez MEG. Zapisy MEG i MRI muszą być wspólnie zarejestrowane, aby można je było dokładnie dopasować. Te same znaczniki lokalizacji, zwane znacznikami odniesienia (patrz wyżej), muszą być używane do MEG i MRI. Najlepiej więc, jeśli oba nagrania są wykonane tego samego dnia. MRI jest po MEG, ponieważ instrument MEG może wykryć pole magnetyczne tak małe jak 10-15 Tesli. MRI generuje pole magnetyczne, które choć niewielkie, może być wykryte przez instrument MEG i zakłóca rejestrację aktywności mózgu. Położenie trzech fiducials MEG jest zaznaczone za pomocą magicznego markera z cienką końcówką. Osoba jest następnie eskortowana do skafandra MRI, a 3 fiducials MRI są nakładane na osobę, używając magicznych punktów znaczników jako wskazówek.

Wszystkie skany MRI będą wykonywane na platformie 3 T Alegra, ze względu na lepszy stosunek sygnału do szumu (SNR), rozdzielczość przestrzenną i widmową w porównaniu z instrumentami 1,5 T. Tam, gdzie dostępne są dane MRI, badacze zachowają pewien stopień jednolitości w eksperymentach, przeprowadzając odwrotne modelowanie MRI z ograniczoną zmodyfikowaną minimalną normą na każdym zbiorze danych. Ograniczona odwrotność MRI zostanie obliczona przy założeniu, że gęstość źródłowa prądu jest ograniczona do istoty szarej, jak segmentowano z danych MRI. MRI każdego pacjenta jest dzielone na segmenty i rekonstruowana jest teselowana powierzchnia korowa dla każdej półkuli za pomocą oprogramowania FreeSurfer (Dale i in., 1999). Te powierzchnie korowe są następnie próbkowane podrzędnie, aby stworzyć tempo źródłowe ~ 40 000 wierzchołków. Macierz pola wiodącego, L, jest obliczana dla momentów dipolowych normalnych do powierzchni korowej lub dla wszystkich składowych.

Potencjalne uprzedzenia lub problemy. Potencjalne obciążenie występuje podczas analizy danych MEG. Zostanie to złagodzone, ponieważ osoba analizująca dane będzie ślepa na stan bólu podmiotu. Osoby badane są identyfikowane tylko za pomocą kodu we wszystkich danych.

Procedury, sytuacje lub materiały, które mogą być niebezpieczne. Nic.

3. Przechowywanie i poufność danych. Przeszkolony personel przeprowadzi wywiady z szacunkiem i delikatnością. Rekordy będą kodowane, przechowywane i przeglądane wyłącznie według numeru uczestnika. Te zaszyfrowane akta będą przechowywane w zamkniętych aktach w zamkniętych biurach. Dostęp do danych komputerowych będzie ograniczony kodami zabezpieczającymi i hasłami do logowania, a wszystkie komputery będą przechowywane w pomieszczeniach o ograniczonym dostępie.