Spersonalizowany TMS zależny od stanu mózgu w czasie rzeczywistym po udarze

Interwencje przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) mogłyby w realny sposób wzmocnić resztkowe połączenia korowo-rdzeniowe i ułatwić powrót niedowładnej funkcji ręki po udarze. Aby zmaksymalizować efekty terapeutyczne takich interwencji, muszą one być stosowane w okresie wzorców aktywności mózgu po udarze, podczas których TMS najlepiej aktywuje resztkowy przewód korowo-rdzeniowy i wzmacnia w nim transmisję nerwową (tj. TMS zależny od stanu mózgu). W tym badaniu badacze przetestują wykonalność działającego w czasie rzeczywistym spersonalizowanego TMS zależnego od stanu mózgu u osób po przewlekłym udarze. Badacze określą także ilościowo związek pomiędzy spersonalizowaną, zależną od stanu mózgu aktywacją resztkowego odcinka korowo-rdzeniowego po udarze, a upośledzeniem motoryki ręki; wyniki będą podstawą przyszłych kryteriów włączenia do badania klinicznego.

Uczestnicy odwiedzą laboratorium na dwa dni testów, oddzielone co najmniej jedną nocą snu. Pierwszego dnia uczestnicy wyrażą świadomą zgodę. Narzędzie oceny kompetencji MacArthura i test przesiewowy afazji Frenchay zostaną wykorzystane do oceny zdolności do wyrażenia zgody i, w razie potrzeby, potwierdzenia obecności ekspresyjnej afazji. Następnie badacze przeprowadzą badanie przesiewowe kwalifikowalności i ocenę kliniczną zaburzeń motorycznych kończyn górnych przy użyciu oceny Fugl-Meyera kończyn górnych, pomiarów siły chwytu i szczypania oraz pomiaru zręczności, który wymaga od uczestników umieszczania małych kołków w okrągłych otworach za pomocą chorej ręki . Następnie uczestnicy zostaną poddani badaniu przesiewowemu pod kątem obecności resztkowych połączeń korowo-rdzeniowych z uszkodzonej półkuli do zajętego mięśnia ręki w spoczynku. Elektrody rejestrujące zostaną przymocowane do dotkniętych pierwszym mięśniem międzykostnym grzbietowym, mięśniem odwodziciela krótkiego kciuka, opponensa kciuka i prostownika palca wspólnego w celu rejestrowania drgań tych mięśni wywołanych TMS. Podczas tej procedury przesiewowej do każdego punktu siatki o rozdzielczości 1 cm zostanie zastosowany pojedynczy impuls TMS obejmujący pierwotne i wtórne obszary motoryczne uszkodzonej półkuli przy maksymalnej mocy stymulatora. Jeżeli TMS w sposób wiarygodny wywoła drganie któregokolwiek z tych mięśni, uzna się, że uczestnik ten ma resztkowe połączenia korowo-rdzeniowe i będzie kwalifikował się do pełnego badania. Jeżeli w żadnym z tych mięśni nie można wywołać drgań, uczestnik ten nie będzie kwalifikował się do pełnego badania. Następnie wszystkie elektrody rejestrujące zostaną usunięte, a uczestnik opuści laboratorium.

Drugiego dnia uczestnicy powrócą do laboratorium. Badacze umieści elektrody rejestrujące na skórze głowy za pomocą czepka do pływania. Badacze umieszczą również elektrody rejestrujące na zajętym mięśniu ręki, w którym drganie zaobserwowano najbardziej wiarygodnie w pierwszym dniu, a także na czterech dodatkowych mięśniach zajętej ręki i nadgarstka. Po ustaleniu miejsca, w którym TMS najlepiej wywołuje skurcze mięśni, badacze określą najniższą możliwą intensywność, przy której TMS wywołuje skurcze mięśni co najmniej w połowie przypadków. Następnie dostarczą 6 bloków po 100 pojedynczych impulsów TMS, podczas gdy uczestnik odpoczywa spokojnie z otwartymi oczami; stymulacja będzie dostarczana z intensywnością o 20% większą od najniższej możliwej intensywności, przy której TMS wywołuje skurcze mięśni przez co najmniej połowę czasu. Następnie badacze wykorzystają nagrania aktywności mięśni i mózgu uzyskane podczas tych 6 bloków do zbudowania spersonalizowanego modelu matematycznego, który określi, które wzorce aktywności mózgu odpowiadają największym skurczom mięśni wywołanym TMS. Następnie badacze wykorzystają ten model do wykrywania występowania tych wzorców aktywności mózgu w czasie rzeczywistym; po wykryciu tych wzorców zostaną dostarczone pojedyncze impulsy TMS. Dla porównania badacze będą również dostarczać pojedyncze impulsy TMS podczas losowych wzorców aktywności mózgu. Następnie zostaną usunięte wszystkie elektrody rejestrujące, uczestnictwo zostanie zakończone, a uczestnik opuści laboratorium.

Do badania badacze zrekrutują łącznie 37 osób, które przeżyły przewlekły udar. Liczbę uczestników potrzebną do tego badania określono na podstawie ich badań wstępnych i poprzednich badań, w których badano związek między zmiennością aktywacji drogi korowo-rdzeniowej (niezbędny element tworzenia solidnych spersonalizowanych klasyfikatorów) a integralnością drogi korowo-rdzeniowej (korelatem upośledzenia motorycznego i potencjału regeneracji ).