Badania nad móżdżkiem w stymulacji ultradźwiękowej (CERBERUS)

Eksperyment 1: Modulacja Drżenia Fizjologicznego u Zdrowych Ochotników Jest to randomizowane, podwójnie zaślepione, krzyżowe badanie z udziałem 30 zdrowych ochotników. Zdrowi ochotnicy będą rekrutowani z kampusu za pomocą ulotek i platform mediów społecznościowych. Każdy uczestnik przejdzie dwa warunki: celową przezczaszkową stymulację skupionym ultradźwiękiem (TUS) do jądra zębatego oraz pozorną (pozorowaną) stymulację. Wstępna selekcja zostanie przeprowadzona telefonicznie, po czym zostanie podpisana świadoma zgoda. Pełny eksperyment będzie składał się z czterech oddzielnych dni wizyt, z których tylko pierwszy odbędzie się w oddziale Radiologii UZ Leuven. Dni wizyt 2-4 będą w całości przeprowadzane w ośrodku KU Leuven Brainshub w budynku De Nayer.

• Wizyta 1: Obrazowanie Podczas pierwszej wizyty uczestnicy przejdą skany MRI w celu uzyskania strukturalnych obrazów MRI (ważonych T1) oraz obrazów MRI z ultrakrótkim czasem echa (UTE). Te skany pomogą zrekonstruować indywidualne modele głowy do oszacowania charakterystyk czaszki i optymalizacji zaangażowania celu TUS. Korzystając z danych MRI, zostaną przeprowadzone symulacje w celu obliczenia optymalnej pozycji, kształtu, rozmiaru i ciśnienia wiązki ultradźwiękowej. Zapewnia to precyzyjne celowanie w jądro zębate na poziomie indywidualnym podczas kolejnych sesji stymulacji.
• Wizyta 2: Natychmiastowe efekty na Modulację Drżenia i Sprzężenie Fazowe Podczas tej wizyty uczestnicy wykonają zadanie indukujące drżenie fizjologiczne (np. trzymanie ciężaru na palcu). Amplituda drżenia będzie mierzona za pomocą akcelerometru. TUS zostanie zastosowany w dwóch warunkach: celowa stymulacja jądra zębatego oraz pozorna stymulacja. Stymulacja będzie zgodna z krótkoterminowym protokołem (1 minuta włączona, 1 minuta wyłączona, powtarzana przez 12 minut). EEG będzie rejestrowane w celu oceny zmian w oscylacjach neuronalnych i sprzężeniu fazowym w sieci móżdżkowo-wzgórzowo-korowej. Ta wizyta ma na celu ocenę natychmiastowych efektów TUS na modulację drżenia i aktywność neuronalną.
• Wizyta 3: Przedłużone efekty na Modulację Drżenia Ta wizyta oceni długoterminowe efekty TUS na modulację drżenia. Protokół stymulacji zostanie wydłużony do 30 minut sonikacji, aby obserwować, czy przedłużona stymulacja skutkuje silniejszą lub trwałą redukcją drżenia. Podobnie jak w Wizycie 2, dane z akcelerometru będą zbierane do pomiaru amplitudy drżenia, a EEG będzie rejestrowane w celu monitorowania zmian aktywności mózgu w czasie przedłużonej stymulacji. Celem jest ocena trwałości efektów i udoskonalenie optymalnego czasu trwania stymulacji.
• Wizyta 4: Stymulacja w Pętli Zamkniętej do Tłumienia Drżenia Podczas czwartej wizyty zostanie przetestowany protokół stymulacji w pętli zamkniętej. Obejmuje to synchronizację dostarczania TUS z szczytem lub dołkiem oscylacji drżenia, aby określić, czy stymulacja specyficzna dla fazy poprawia modulację drżenia. Dane drżenia w czasie rzeczywistym będą zbierane za pomocą akcelerometru, a EEG będzie używane do śledzenia odpowiedzi neuronalnych. Ta wizyta ma na celu zbadanie, czy TUS w pętli zamkniętej może zapewnić bardziej precyzyjną kontrolę nad amplitudą drżenia w porównaniu ze standardową stymulacją włącz/wyłącz.

Eksperyment 2: Modulacja Drżenia u Pacjentów z Drżeniem Samoistnym W oparciu o wyniki z Eksperymentu 1, 30 pacjentów z ET weźmie udział w podobnym projekcie krzyżowym. Pacjenci będą rekrutowani przez neurologa współpracującego przy tym projekcie. Zoptymalizowane parametry TUS z Eksperymentu 1 zostaną użyte do celowania w jądro zębate. Najbardziej optymalny protokół redukcji drżenia zostanie wybrany podczas tego eksperymentu. Zatem eksperyment 2 będzie składał się z jednego dnia wizyty na obrazowanie i innego dnia wizyty na przetestowanie najbardziej optymalnego protokołu TUS. Podobnie, amplituda drżenia będzie mierzona za pomocą akcelerometru, a EEG będzie monitorować aktywność neuronalną podczas stymulacji.