Wpływ taVNS na aktywację pnia mózgu u pacjentów z wczesną i późną chorobą Parkinsona — badanie fMRI

Uczestnicy:

Zostanie włączonych 40 uczestników z rozpoznaniem choroby Parkinsona (PD) w wieku > 45 lat. Pacjenci będą rekrutowani z poradni ambulatoryjnych i stacjonarnych. PD zostanie zdiagnozowane zgodnie z kryteriami Banku Mózgów brytyjskiego Towarzystwa PD: 20 pacjentów z wczesnym stadium i 20 pacjentów z późnym stadium PD. Kryteria włączenia: (1) stadium 1-2 HY (n=20) lub stadium 3-4 HY (n=20); (2) zdolność samodzielnego chodzenia przez co najmniej 2 minuty; (3) upośledzenie funkcji poznawczych mogące uniemożliwić współpracę podczas badań (4) stabilne leki przeciw parkinsonizmowi w ciągu ostatniego 1 miesiąca. Kryteria wykluczenia: (1) lekooporne drżenie spoczynkowe lub dyskinezy; (2) historia napadów padaczkowych; (3) wszczepionych wyrobów medycznych lub metalowych implantów; (5) ciąża; (6) klaustrofobia; (7) wszelkie warunki, które uniemożliwiłyby pacjentowi leżenie nieruchomo przez 1 godzinę w pozycji leżącej (tj. bóle mięśni, choroby zwyrodnieniowe stawów…).

TaVNS:

Nieinwazyjna elektrostymulacja zostanie zastosowana do lewego ucha. Elektroda zostanie umieszczona w małżowinie cymba, jednak prąd będzie podawany tylko podczas taVNS, a nie podczas xVNS. Zarówno taVNS, jak i xVNS były aplikowane przez elektrodę Nemos® o następujących parametrach: impuls pseudodwufazowy w kształcie kwadratu, czas trwania międzyimpulsów 80 μs, szerokość impulsu 300 μs, intensywność impulsu 0,1 mA powyżej progu percepcyjnego (ryc. 1). taVNS25 zostanie zastosowany przy 25 Hz, a taVNS100 przy 100 Hz. Intensywność każdej oddzielnej stymulacji zostanie dostosowana dla każdego uczestnika na początku eksperymentu. Kolejność stymulacji zostanie ujawniona dopiero po zautomatyzowanej analizie danych i statystyce.

Zbieranie danych MRI

MRI zostanie wykonane w Centrum Fizjologii Klinicznej Wydziału Medycznego w Lublanie (Centrum za klinično fiziologijo; CKF), przy użyciu 3T Philips Achieva 3TX dStream (Best, Holandia).

Badacze zdobędą wysokiej rozdzielczości obrazy mózgu zależne od T1 i T2 (0,7 x 0,7 x 0,7 mm^3). Obszar pnia mózgu i móżdżku zostanie zeskanowany przy użyciu sekwencji spektralnej wstępnego wysycenia T1 z regeneracją inwersji (SPIR) w celu zwiększenia kontrastu struktur neuromelaniny (i lepszego określenia LC). Trzy skany strukturalne będą przeplatane 3 przedziałami czasowymi, zawierającymi 3 8-minutowe sesje zależne od poziomu tlenu we krwi (BOLD MRI; fMRI) (~1,75 mm^3 izometryczny woksel), podczas każdego przedziału uczestnicy otrzymają inny typ stymulacji (taVNS,25, taVNS100 i xVNS). Aby zmniejszyć efekt przeniesienia, badacze losują kolejność 3 sesji fMRI.

Harmonogram całej sesji obrazowania wyglądałby następująco: Badanie ankietowe — Szczelina 1 — T1 — Szczelina 2 — T2 — Szczelina 3 — sekwencja neuromelaniny. Sesja powinna trwać do 60 min. Obrazy T1-zależne zostaną najpierw podzielone na przedziały tkanki szarej, białej i płynu mózgowo-rdzeniowego (CSF) za pomocą DARTEL, zaimplementowanego w SPM12. Zapewnia to również normalizację przestrzenną i współrejestrację ze standardową przestrzenią MNI. Obrazy z innych modalności zostaną najpierw wspólnie zarejestrowane w skanach strukturalnych ważonych T1, a następnie obok szablonu MNI jako obrazy wtórne przy użyciu identycznego algorytmu transformacji. Na podstawie danych fMRI badacze przeanalizują (i) wzorce aktywacji pnia mózgu (analiza ROI); oraz (ii) łączność projektu blokowego między strukturami NTS i CNS. Analizy fMRI zostaną przeprowadzone za pomocą narzędzi do analizy funkcjonalnych neuroobrazów (AFNI).