Ocena neurofizjologiczna u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym

Stwardnienie rozsiane (SM) jest chorobą demielinizacyjną ośrodkowego układu nerwowego (OUN), której patogeneza obejmuje zarówno zdarzenia demielinizacyjne, jak i neurodegenerację. Jest jedną z najczęstszych przyczyn niepełnosprawności u młodych dorosłych. Charakteryzuje się różnymi fenotypami klinicznymi: obecnie wyróżnia się najczęściej występującą postać rzutowo-remisyjną (RR), oraz postać postępującą (pierwotnie postępującą -PP, wtórnie postępującą -SP). Postać rzutowo-remisyjna charakteryzuje się ostrym/podostrym początkiem zdarzeń klinicznych, pojawieniem się nowych zmian w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRI) lub wychwytem gadolinu przez nową lub wcześniej istniejącą zmianę. Postacie postępujące natomiast charakteryzują się powolną akumulacją niesprawności od samego początku (PP-MS) lub po tendencji rzutowo-remisyjnej (SP-MS). Kliniczną skalą używaną głównie do oceny pacjentów z SM jest Rozszerzona Skala Stanu Niepełnosprawności (EDSS). Obecnie dostępnych jest kilka metod leczenia choroby, a określenie właściwego wyboru terapeutycznego może prowadzić do istotnego spowolnienia, aż do stabilizacji klinicznego przebiegu choroby. Z uwagi na istnienie różnych strategii terapeutycznych istotne jest zatem wczesne rozpoznanie tych pacjentów, którzy reagują na terapię w sposób suboptymalny. Dotychczasowa ocena skuteczności leczenia opiera się na danych klinicznych i radiologicznych. W kilku badaniach próbowano zidentyfikować nowe markery niepełnosprawności, ale żaden z nich nie wszedł do rutynowego użytku klinicznego. W tym kontekście zarysowano możliwą rolę neurofizjologii we wczesnej identyfikacji markerów aktywności choroby zapalnej/zwyrodnieniowej.

Wśród metod neurofizjologicznych potencjalnie zdolnych do zidentyfikowania fazy zapalnej lub neurodegeneracyjnej choroby najbardziej obiecujące wyniki uzyskano za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) i elektroencefalografii (EEG). Metody te, już szeroko stosowane w warunkach klinicznych, charakteryzują się powtarzalnością, nieinwazyjnością i niskimi kosztami. Dzięki rozwojowi systemów EEG kompatybilnych ze stymulacją magnetyczną możliwe jest badanie potencjałów korowych wywołanych przez TMS (TEPs). TEP stanowią czuły i powtarzalny eksperymentalny wskaźnik pobudliwości wewnątrzkorowej i umożliwiają identyfikację specyficznych zmian w różnych stanach neurologicznych. Badanie TEP zapewnia lepszą wydajność niż ta, którą można uzyskać przy użyciu pojedynczych technik, TMS i EEG, oddzielnie.

Neurofizjologiczne szacunki integralności istoty białej Kilka dowodów potwierdziło, że na wskaźniki łączności funkcjonalnej EEG ma wpływ stopień mielinizacji istoty białej. Wśród tych wskaźników łączności EEG, koherencja korowo-korowa jest liniowym wskaźnikiem korelacji między sygnałem oscylacyjnym dwóch obszarów korowych i wykazano, że jest czułym wskaźnikiem stanu mielinizacji mózgu w warunkach fizjologicznych iw różnych patologiach neurologicznych.

Wyraźne oscylacje EEG w różnych pasmach częstotliwości ujawniły wiele silnych związków ze stanami behawioralnymi, poznawczymi i klinicznymi w kilku badaniach. Dynamiczne wzorce oscylacyjne przestrzenno-czasowe rejestrowane przez EEG są ważnymi zależnymi od stanu mózgu miarami dynamiki kory nowej, w tym łączności funkcjonalnej. Mielina ma kluczowe znaczenie dla podtrzymywania oscylacyjnej aktywności nerwowej i porywania między „generatorami” (np. Zespołami komórek lub sieciami w wielu skalach) w obszarach mózgu oddzielonych znacznymi opóźnieniami przewodzenia. Uważa się, że na łączność funkcjonalną ocenianą za pomocą EEG skóry głowy w dużych skalach duży wpływ mają drogi istoty białej, zwłaszcza projekcje korowo-korowe. Standardowa spójność miary sygnału wielokanałowego oparta na transformacie Fouriera to kwadratowy współczynnik korelacji wyrażony jako funkcja częstotliwości; może dostarczyć solidnych miar stanu poznawczego i dojrzewania lub choroby istoty białej (WM). Integralność WM określa opóźnienia propagacji (tj. synchronizację) wejść synaptycznych w określonej sieci mózgowej, umożliwiając w ten sposób synchronizację fazową lokalnych oscylacji. Stosunkowo niewielkie zmiany w opóźnieniach przewodzenia mogą mieć znaczący wpływ na sprzężenie oscylacyjne i synchronizację faz między odległymi obszarami mózgu. Zakłócenie synchronizacji mózgu przyczynia się do dysfunkcji w wielu zaburzeniach neurologicznych i psychiatrycznych. W porównaniu z EEG skóry głowy, metody EEG o wysokiej rozdzielczości (HR-EEG) wykorzystują algorytmy komputerowe (np. Obraz Laplace'a lub opony twardej) w celu oszacowania potencjału mózgu lub powierzchni opony twardej w przybliżeniu w skali 2-3 cm. Miary funkcjonalnej łączności HR-EEG, takie jak spójność alfa i theta w wąskim paśmie (np. 1 Hz), zostały powiązane z propagacją sygnału korowo-korowego przez (głównie) mielinizowane aksony. Czas propagacji między półkulami wynosi około 30 ms przez mielinowane włókna modzelowate i 150-300 ms przez włókna niemielinizowane. Badanie zarejestrowanej przez skórę głowy koherencji międzypółkulowej między obszarami czuciowo-ruchowymi lewej i prawej ręki za pomocą HR-EEG ujawniło superpozycję obustronnie spójnych i niespójnych czynności rytmicznych w paśmie alfa. Można oczekiwać, że integracja synaptyczna będzie silnie uzależniona od stopnia mielinizacji aksonów międzymodzelowych. Połączone EEG i HR-EEG mogą dostarczyć komplementarnych oszacowań połączeń funkcjonalnych, które są maksymalnie wrażliwe odpowiednio na duże / globalne (~ 5-10 cm) i pośrednie / lokalne {-2-3 cm) regiony źródłowe w skali przestrzennej. Integralność istoty białej jest ważna dla połączeń korowo-korowych i ma kluczowe znaczenie dla tych oszacowań połączeń funkcjonalnych, zwłaszcza sprzężenia oscylacyjnego skóry głowy i spójności faz odległych źródeł.

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) jest nieinwazyjną techniką stymulacji mózgu. Wytwarzając impuls magnetyczny o dużej intensywności, TMS indukuje krótkie prądy elektryczne, które mogą pobudzać lub hamować niewielki obszar kory mózgowej. Ta właściwość aktywująca jest klasycznie wykorzystywana w pierwotnej korze ruchowej (M1) do wytwarzania potencjałów czynnościowych wzdłuż pęczka korowo-rdzeniowego i wywoływania potencjału motorycznego (MEP, motoryczny potencjał wywołany) w przeciwległych mięśniach. U pacjentów ze stwardnieniem rozsianym EEG i TMS są szeroko stosowane jako narzędzia diagnostyczne do wykazania demielinizacji za pomocą nieprawidłowego czasu przewodzenia wzdłuż dróg istoty białej, nawet u osób z prawidłowymi skanami MRI. Ponadto, gdy bodziec magnetyczny jest dostarczany podczas dobrowolnego skurczu mięśnia docelowego stymulacji, TMS M1 może wygenerować krótką przerwę w aktywności dobrowolnej elektromiografii (EMG) zarówno przeciwstronnej (CSP: kontralateralny okres ciszy), jak i ipsilateralnej („cichy ipsilateralny”). kropka" -IPSP). lpSP jest miarą międzypółkulowego hamowania motorycznego, które zostało znalezione jako zmienione u pacjenta ze stwardnieniem rozsianym i uszkodzeniami modzelowatymi.

W porównaniu z osobną rejestracją sygnałów EEG i generowanych przez TMS, jednoczesne wykonanie obu metod - TMS-EEG - pozwala na bezpośrednią rejestrację ze skóry głowy potencjałów (TEP) wywołanych przez TMS. Rejestracja TEP z obszarów oddalonych od miejsca stymulacji pozwala na uzyskanie informacji o łączności stymulowanej kory mózgowej. „Międzypółkulowa propagacja sygnału” (ISP) jest miarą łączności międzypółkulowej opartą na propagacji odpowiedzi TMS-EEG ze stymulowanej półkuli do przeciwnej. ISP koreluje z integralnością mikrostrukturalną mikrowłókien modzelowatych oraz ze sprawnością ręki podczas rozwoju motorycznego.

Neurofizjologiczne szacunki istoty szarej Integralność:

Jeśli chodzi o patologię istoty szarej (GM), dowody uzyskane z badań TMS i EEG przyczyniły się do ujawnienia roli dysfunkcji kory mózgowej w SM. Zmiany w oscylacjach EEG uważane za ważne w integracji sensomotorycznej i kontroli motorycznej były związane z zaburzeniami klinicznymi i zmianami radiologicznymi u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym. Co więcej, protokoły TMS sparowanych impulsów wykazały zmiany w pobudliwości M1 u pacjentów z SM i że te zmiany korelują z kliniczną niepełnosprawnością. Wśród pomiarów TMS-EEG lokalnie zarejestrowane TEP odzwierciedlają pobudliwość i stan aktywacji stymulowanej kory mózgowej, a tym samym stopień integralności istoty szarej kory mózgowej.

Podsumowując, pomiary EEG i TMS-EEG są potężnymi narzędziami do oceny funkcjonalnej integralności WM i GM u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym. Jako takie, EEG i TMS-EEG zapewniają również potencjalne obiektywne ramy do systematycznej oceny skuteczności terapii modyfikujących przebieg choroby (DMT) w SM.

Cele i hipotezy badania Głównym celem tego badania jest ocena pomiarów neurofizjologicznych TMS-EEG jako surogatów funkcjonalnej integralności zarówno istoty szarej, jak i istoty białej u pacjentów ze stwardnieniem rozsianym. Uzyskane dane zostaną porównane z danymi grupy zdrowych osób porównywalnej pod względem płci i wieku. Zdrowi uczestnicy zostaną zidentyfikowani jako osoby z prawidłowym badaniem neurologicznym i negatywnym wywiadem lekarskim pod kątem chorobowości. Łącząc zmienne neurofizjologiczne ze zmiennymi klinicznymi, podjęta zostanie próba identyfikacji markerów neurofizjologicznych wyrażających stopień niepełnosprawności pacjentów z SM (cel główny). Celem drugorzędnym jest identyfikacja zmiennych neurofizjologicznych, które mogą odgrywać rolę predykcyjną w przypadku nawrotów klinicznych lub radiologicznych patologii oraz długoterminowego stanu kliniczno-radiologicznego. W tym celu pomiary neurofizjologiczne TMS-EEG będą powtarzane podłużnie u pacjentów biorących udział w badaniu i skorelowane z klinicznymi i radiologicznymi zgodnie z praktyką kliniczną. Zidentyfikowane markery neurofizjologiczne mogą pomóc w identyfikacji pacjentów w stanie pogorszenia stanu klinicznego lub z suboptymalną odpowiedzią na terapię.

Rekrutacja: Aby zagwarantować odpowiednią liczbę uczestników badania i uzyskać dane, które są bardziej identyfikowalne z rzeczywistymi warunkami, badacze będą współpracować przy rekrutacji z innymi ośrodkami stwardnienia rozsianego (lista z załączonymi odpowiednimi kierownikami). Wszystkie oceny neurofizjologiczne będą wykonywane w naszym Zakładzie, a Centrum będzie koordynatorem.

Tolerancja oceny neurofizjologicznej Wybrane metody neurofizjologiczne są procedurami nieinwazyjnymi, szeroko stosowanymi i opartymi na narzędziach stosowanych obecnie w praktyce klinicznej. Metody te są bezbolesne, a zatem łatwe do wdrożenia w dużej populacji badanych, ponieważ są bezpieczne i wolne od skutków ubocznych.