Estabelecimento de Biomarcadores Funcionais para Estimulação Theta-Burst Espaçada

Desenho geral do estudo:

Os pesquisadores propõem um estudo de ressonância magnética funcional de 10 participantes saudáveis ​​recrutados na comunidade usando um design cruzado durante dois dias. No dia 1, metade dos participantes será randomizada para receber iTBS e metade receberá cTBS. No dia 2 da varredura, a forma alternativa de TBS será aplicada de forma que todos os participantes tenham concluído as sessões de iTBS e cTBS no final dos dois dias de estudo.

Os dias 1 e 2 da ressonância magnética serão idênticos, exceto que o iTBS será aplicado em um dia e o cTBS no outro. A duração da sessão de ressonância magnética será de aproximadamente 120 minutos por dia. As sessões de escaneamento iTBS e cTBS serão separadas por pelo menos 3 dias para garantir que os efeitos do dia 1 do escaneamento não sejam transferidos para o dia 2 do escaneamento.

Cada dia de varredura consistirá nas seguintes sessões:

1. Sessão de pré-varredura
2. Varredura de linha de base
3. TBS (direcionado individualmente para M1)
4. Varredura pós-TBS

Participantes e Exibição:

Serão recrutados 10 indivíduos saudáveis ​​da comunidade. Os participantes em potencial serão rastreados usando o Questionário de triagem de segurança de ressonância magnética, a Tela de segurança para adultos com estimulação magnética transcraniana (TASS) e o Mini exame do estado mental (MMSE) para excluir indivíduos com contraindicações para ressonância magnética, TMS ou com deficiências cognitivas, respectivamente. Os participantes elegíveis fornecerão consentimento informado por escrito.

Design experimental:

Os participantes serão solicitados a abster-se de tomar qualquer medicação analgésica por 24 horas antes dos dias de varredura. No início de cada dia de varredura, os participantes passarão primeiro por uma sessão de pré-varredura fora do scanner. Nesta sessão serão obtidos os limiares motores basais em repouso e os limiares de dor aos estímulos laser. Os participantes também terão a oportunidade de praticar as tarefas motoras e de dor que realizarão nas sessões de ressonância magnética durante esse período. Para a tarefa motora, os participantes serão solicitados a bater com o dedo quando uma dica verbal e/ou auditiva for fornecida. Para a tarefa de dor, os participantes experimentarão e avaliarão passivamente estímulos de laser aplicados a diferentes regiões do dorso de seus dedos/mãos usando uma escala de classificação numérica (NRS) de 0 a 10. As avaliações serão feitas tanto para a intensidade da dor quanto para o desconforto da dor.

Em ambos os dias de varredura (iTBS e cTBS), as varreduras de ressonância magnética de linha de base serão adquiridas. Essas varreduras incluirão o seguinte: uma varredura anatômica de alta resolução, uma varredura de estado de repouso, uma varredura de tarefa motora, uma varredura de tarefa de dor, imagem de fluxo sanguíneo cerebral e uma varredura TMS-fMRI intercalada.

Os participantes serão removidos do scanner e receberão uma sessão espaçada de TBS (iTBS ou cTBS, dependendo do dia), na qual 2 protocolos de TBS são aplicados com um intervalo de 15 minutos entre eles. O TBS será aplicado em A estimulação será aplicada em 90% do limiar motor em repouso. A região do cérebro que será alvo é a região M1 com a maior atividade da tarefa motora fMRI que ocorreu na varredura de linha de base. Dessa forma, cada participante receberá TBS direcionado individualmente com base em sua função cerebral.

Após o TBS, os participantes receberão seus exames de ressonância magnética pós-TBS, conforme descrito na sessão de exame de linha de base.

Específicos do estudo:

Administração de rTMS: Usando TMS de pulso único, será determinada a posição do couro cabeludo do limiar motor mais baixo para o primeiro músculo interósseo dorsal direito ou abdutor curto do polegar. O limiar motor em repouso (rMT) será definido pela configuração de potência mais baixa, produzindo uma contração muscular visível em 50% das tentativas utilizando o software PEST. Os investigadores realizarão então 40 segundos de cTBS ou iTBS (dependendo da sessão), que serão seguidos por 15 minutos de espaçamento e, em seguida, mais 40 segundos de cTBS ou iTBS, conforme descrito anteriormente. A localização alvo TBS individualizada para o M1 esquerdo será determinada usando a varredura de MRI da tarefa motora funcional de cada participante e a Neuronavegação Localite. A varredura estrutural da linha de base obtida durante a varredura 1 também será utilizada para este processo de localização.

Procedimentos de avaliação de indução da dor: Nos dias de escaneamento, o limiar de sensação de calor da linha de base, limiar de calor-dor (HPTpre) e intensidades de estímulo supralimiar e temperatura máxima de tolerância ao calor (HTTpre) serão determinados para cada voluntário usando um estimulador a laser de diodo infravermelho seguro para ressonância magnética. Uma rampa de aquecimento de 1,5 s de até 20 °C/s será aplicada a 10-20 pontos (40 mm2) na pele pilosa da mão e dos dedos (mas não do polegar) dos participantes.

O limiar da dor será determinado usando um método aleatório de avaliação em escada. A potência média do laser necessária para produzir uma classificação de "1" será usada para estabelecer o limiar da dor. Para determinar uma relação intensidade-efeito, os pulsos serão então aplicados com intensidades de estímulo crescentes em diferentes áreas do dorso da mão/dedos com pelo menos 30 s entre os estímulos. Os indivíduos serão solicitados a avaliar a intensidade da dor e desconforto imediatamente após cada estímulo (0 a 10, NRS).

As intensidades de estímulo serão aumentadas em incrementos de 300 mW. Os aumentos de intensidade serão continuados até que um determinado sujeito relate um nível de intensidade de dor moderada (5 em 10, NRS). Essa intensidade será considerada "supralimiar" para os estudos de varredura. A fim de treinar voluntários para avaliar sua dor com uma escala de classificação numérica de 11 pontos (0 a 10, NRS), a temperatura do laser será definida para evocar temperaturas cutâneas aleatórias por 5 s entre o HPTpre individual e o HTTpre separados por intervalos de 30 segundos, e os voluntários foram solicitados a avaliar sua dor. Para varreduras após analgesia hipnótica aumentada por rTMS ou analgesia hipnótica isolada (sham rTMS + analgesia hipnótica), os escores de dor por calor evocados pelo limiar pré-estabelecido e poderes de laser supralimiar serão avaliados após cada varredura. Classificações de dor diminuídas determinarão a força de qualquer TBS de efeito analgésico. Os indivíduos serão solicitados a classificar sua dor evocada por laser após cada estímulo durante cada varredura.

Aquisição de dados fisiológicos: Ao longo do procedimento de escaneamento, monitoraremos a fisiologia autonômica periférica usando eletrodos de EKG compatíveis com ressonância magnética e um cinto torácico que monitora a respiração. Isso nos permitirá calcular a arritmia sinusal respiratória, que fornece uma boa estimativa do tônus ​​vagal, que, por sua vez, está associado a uma melhor saúde cardíaca e à autotranquilização. Serão aplicados algoritmos personalizados desenvolvidos aqui em Stanford para fMRI/EEG simultâneos para remover o artefato do scanner de ressonância magnética do traçado de EKG.

Varreduras de imagem cerebral:

1. Varredura ponderada em T1 (imagem anatômica de alta resolução)
2. Varredura em estado de repouso
3. Varredura de tarefa de batida de motor BOLD
4. Verificação de tarefa de dor
5. Varredura de rotulagem de rotação arterial (fluxo sanguíneo cerebral)
6. Varredura TMS-fMRI intercalada