Влияние температуры мозга на пластичность

1. Цель

   Нарушение регуляции синаптической передачи в определенных областях мозга может быть причиной некоторых неврологических расстройств. Было продемонстрировано, что синаптическую передачу можно модулировать посредством повторяющейся транскраниальной магнитной стимуляции (рТМС), и это может быть компонентом терапевтического эффекта рТМС. Однако полезность rTMS ограничена из-за невозможности сфокусировать стимуляцию и изменчивость ответа на вмешательство. Было показано, что охлаждение снижает активность нейронов в целевых областях мозга. Целью этого протокола является

   изучить способность охлаждения влиять на rTMS.

   Дополнительное исследование: Фазовая парная ассоциативная стимуляция (PAS)

   Точно так же ответ на транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) может быть разным. Однако было продемонстрировано, что ЭЭГ содержит информацию, влияющую на измеримые результаты ТМС. Целью данного исследования является оптимизация проведения ТМС за счет использования ТМС, запускаемой по фазе ЭЭГ.

2. Исследуемая популяция

   Мы намерены обследовать 18 взрослых здоровых добровольцев в амбулаторных условиях. Требуемый потолок начисления составляет 23 субъекта, чтобы учесть отсев и неудачи скрининга. Эта часть исследования завершена, и набор на работу, связанную с охлаждением, продолжен не будет.

   часть исследования.

   Дополнительное исследование: Фазовая парная ассоциативная стимуляция (PAS)

   Мы намерены провести дополнительное исследование для разработки нового метода индукции пластичности — фазовой парной ассоциативной стимуляции (ПАС). Для этого дополнительного исследования требуется дополнительная предполагаемая популяция из 24 субъектов, завершающих 3 исследовательские группы, которые могут быть подгруппой из первоначально запрошенных 18 субъектов из основного исследования. Дополнительный потолок набора составляет 40 субъектов, чтобы учесть отсев и неудачи скрининга (24 участника завершают дополнительное исследование / 40 участников, зачисленных на дополнительное исследование). Общий потолок для всего протокола — 63.

3. Дизайн

   Анализ данных, собранных в ходе основного исследования, показывает, что контрольные условия rPAS/ложного охлаждения не приводили к увеличению моторных вызванных потенциалов (МВП), как ожидалось. Этот нулевой эффект контрольных условий затруднял установление каких-либо эффектов из-за условий охлаждения. Поэтому мы предлагаем новое подисследование, изучающее лучшую форму индукции пластичности с использованием ТМС, запускаемой по фазе ЭЭГ.

   Для завершенной части исследования, связанной с охлаждением, мы предлагаем использовать парную ассоциативную стимуляцию с высокой скоростью (rPAS), модулируемую путем применения охлаждения к коже головы, чтобы изучить влияние охлаждения на rTMS. Наша гипотеза состоит в том, что охлаждение мозга предотвратит потенциацию, обычно вызываемую rPAS. Мы снизим температуру мозга до 1,5 градусов по Цельсию, нанеся охлаждающий шлем на кожу головы, а затем проверим эффект потенцирования, применяя rPAS. Одним из наших критериев остановки будет снижение измеренной температуры на 2 градуса Цельсия.

   Это исследование состоит из одного эксперимента с 18 субъектами, и накопление данных завершено. Эксперимент разделен на три сеанса, каждый из которых должен проводиться с интервалом не менее 1 дня.

   Контрольная потенциация в ответ на rPAS без охлаждения будет измеряться во время визита 1 сеанса с использованием вызванного TMS вызванного моторного вызванного потенциала (MEP). Во время сеанса 2 после применения имеющегося в продаже шлема с жидкостным охлаждением в течение 45 минут для снижения температуры нижележащей коры головного мозга на 1,5 градуса Цельсия мы затем оценим реакцию на rPAS. В сеансе 3 MEP будет измеряться после наложения охлаждающей каски, но с заменой процедуры rPAS на имитацию rPAS. Посещение сеанса 3 необходимо, чтобы определить, есть ли какие-либо изменения в MEP в ответ только на охлаждение. Таким образом, во время трех сеансов мы будем оценивать только охлаждение, только rPAS и оба вместе.

   Дополнительное исследование: Фазовая парная ассоциативная стимуляция (PAS)

   Предлагаемое вспомогательное исследование предназначено для проверки методологии снижения вариабельности ответа и повышения надежности ТМС за счет использования PAS, запускаемой по фазе ЭЭГ. Новый метод будет использовать фазовую парную ассоциативную стимуляцию ЭЭГ. Подобно rPAS, используемому в основном исследовании, PAS с фазовым запуском ЭЭГ также использует парную стимуляцию срединного нерва с ТМС для моторной коры. Однако стимулы запускаются, когда ЭЭГ, записанная из моторной коры (M1; EEGM1), находится в заранее заданной фазе колебаний альфа-диапазона (8-12 Гц).

   Дополнительное исследование для разработки оптимальных параметров фазовой стимуляции PAS будет состоять из 4 посещений и 3 групп. Первый визит является скрининговым и пилотным, последующие визиты представляют собой разные части исследования. Два активных плеча запускают ТМС парного срединного нерва и моторной коры в соответствии с фазой текущей ЭЭГ. Одна рука будет запускать стимулы в нижней части текущей ЭЭГ (фаза -90, если ЭЭГ моделируется как синусоида). Другая рука вызовет стимулы на пике текущей ЭЭГ (фаза +90). Контрольная рука будет запускать парные стимулы со случайной задержкой от текущей ЭЭГ. Этот контрольный рычаг служит для доставки парных стимулов со скоростью, соответствующей текущей ЭЭГ, но стимулирует в случайной фазе каждого цикла альфа-колебаний. Эти руки будут псевдорандомизированы.

   Наша гипотеза состоит в том, что стимуляция во время продолжающейся ЭЭГ приведет к усилению пластических изменений в мозге, что измеряется с помощью наших результатов ТМС для одиночных импульсов MEP, по сравнению с контрольным условием случайной фазной стимуляции и стимуляции на пике. постоянная ЭЭГ. Мы также предполагаем, что стимуляция на пике продолжающейся ЭЭГ приведет к снижению результатов ТМС по сравнению с контрольной группой и стимуляцией в нижней части продолжающейся ЭЭГ. Это будет внутрипредметный дизайн, состоящий из 3 посещений для каждого из 40 предметов дополнительного исследования.

4. Критерии оценки

Первичной конечной мерой будет амплитуда MEP, индуцированных одиночными импульсами TMS.

Дополнительное исследование: Фазовая парная ассоциативная стимуляция (PAS)

Первичным результатом будут пре-пост-изменения MEP, вызванные фазовой ТМС. Изменения ЭЭГ в состоянии покоя (rs-EEG) до поста также будут проанализированы. Связь между этими результатами и демографическими данными будет включена в анализ.