Неинвазивная стимуляция возбудимости центральной нервной системы

После получения предварительного информированного согласия добровольцы будут участвовать в шести псевдорандомизированных сессиях с использованием веб-сайта (randomization.com). сторонним исследователем. В начале исследования добровольцы будут оцениваться с помощью структурированной анкеты, и каждая сессия будет включать следующую экспериментальную последовательность:

1. Количество и качество сна: будет запрошено, сколько часов волонтер спал прошлой ночью. Качество сна будет измеряться по аналоговой шкале от 0 (наихудшее качество сна) до 10 баллов (наилучшее качество сна).
2. Тип питания: всех участников будут спрашивать о приеме пищи и напитков, которые могут изменить возбудимость коры головного мозга (например, кофе, шоколад, энергетик, газированные напитки и т. д.). В случае положительного результата исследователи будут записывать время, прошедшее с момента приема пищи, и количественно определять количество пищи.
3. Уровень усталости и мотивации: Уровень усталости и мотивации: Уровень усталости и мотивации: Измеряется по аналоговой шкале, оцениваемой от 0 (более низкая утомляемость или уровень мотивации) до 10 баллов (более высокая утомляемость или уровень мотивации).
4. Корковая возбудимость: корковое вещество будет измеряться с помощью моторного вызванного потенциала (МВП), короткого внутрикоркового торможения (SICI) и внутрикоркового облегчения (ICF). Все мероприятия будут оцениваться с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (Нейрософт, Россия). Первоначально двигательный порог покоя (RMT) будет определяться путем нахождения наименьшего выходного сигнала стимулятора, который вызывает двигательный вызванный потенциал (MEP) не менее 50 микровольт (мкВ). Для измерения RMT катушка в форме восьмерки, соединенная с магнитным стимулятором, удерживаемым вручную под углом 45 градусов от средней линии, будет помещена над правой первичной моторной корой (C3 - система 10/20). Короткое внутрикорковое торможение (SICI) и внутрикорковое облегчение (ICF) будут оцениваться с помощью парной импульсной транскраниальной магнитной стимуляции. Подпороговые кондиционирующие стимулы (80% РМТ) и надпороговые тестовые стимулы (130% РМТ) будут доставляться с межстимульным интервалом (ISI) 2 миллисекунды для SICI и 10 миллисекунд для ICF. При каждом условии будет применяться десять стимулов (безусловный пульс и пары стимулов с ISI 3 и 20 миллисекунд). Доставка порядка стимулов будет псевдорандомизированной, а SICI и ICF будут выражены как процент условного стимула относительно безусловного стимула. Значение MEP будет получено посредством одноимпульсной транскраниальной магнитной стимуляции. Десять надпороговых (130% от RMT) стимулов будут доставлены в первичную моторную кору (C3).

5. Активность спинного мозга: уровень возбудимости спинного мозга будет измеряться по следующим показателям:

   • Рефлекс Хоффмана (H-рефлекс): H-рефлекс вызывается чрескожной электрической стимуляцией большеберцового нерва, доставляемой в подколенные ямки, и регистрируются электромиографические ответы камбаловидной мышцы. Значения максимального H-рефлекса, M-зубца и максимального H-рефлекса и максимального отношения M-зубца (отношение H/M) будут получены с помощью кривой набора. Кривая набора начинается с интенсивности стимула, подаваемого от 2 миллиампер (мА), и увеличивается с шагом 1 мА до стабилизации кривой М-зубца (без увеличения амплитуды М-зубца).
   • Гомосинаптическая депрессия (ГД): ГД будет получена серией двух последовательных стимулов, разделенных межстимульным интервалом (от 30 мс до 10.000 мс). Стимулы будут доставлены в подколенную ямку, и будут записаны электромиографические ответы от камбаловидной мышцы. Стимулы будут подаваться с интенсивностью, необходимой для получения максимального H-рефлекса (эта информация будет доступна на кривой рекрутирования, как указано выше). Разница между первым и вторым стимулами для каждого межстимульного интервала будет давать кривую восстановления.
   • Ноцицептивный компонент рефлекса отдергивания (RIIIr): RIIIr будет вызываться чрескожной электрической стимуляцией икроножного нерва (позади правой латеральной лодыжки) и регистрацией ответов от ипсилатеральной короткой головки двуглавой мышцы бедра. Для записи порога рефлекса (RT) начальная сила тока будет доведена до 2 мА и увеличена с шагом 1 мА, пока не будет получен ответ не менее 20 мкВ, сопровождаемый отчетом о боли. Затем будет применено 5 стимулов (130% RT) для получения средней задержки и площади. Кроме того, восприятие боли будет контролироваться по аналоговой шкале от 0 (без восприятия боли) до 10 баллов (уже ощущается более сильная боль).
6. tsDCS: чрескожная стимуляция спинного мозга будет проводиться через стимулятор постоянного тока (DC) (NeuroConn Plus, Германия) с использованием пары губчатых электродов, пропитанных физиологическим раствором (35 см²). Активный электрод (анод или катод) будет помещен между одиннадцатым и двенадцатым грудными позвонками, а электрод сравнения над правой рукой (дельтовидная мышца). Будет подаваться сила тока 2,5 мА, нарастание и затухание в течение 10 секунд в течение 20 минут. Имитация tsDCS использовалась в нескольких исследованиях для оценки активных эффектов tsDCS. Имитация tsDCS будет применяться с использованием того же размещения электродов и настроек параметров, что и анодная tsDCS, однако стимуляция будет длиться всего 30 секунд, но добровольцы продолжат монтаж электродов в течение 20 минут. Таким образом, ранние ощущения (например, легкое или умеренное покалывание или зуд) в месте стимуляции будет ощущаться без какого-либо модулирующего эффекта. Более того, после каждого сеанса tsDCS будет применяться анкета о побочных эффектах.
7. rTMS: первоначально область более высокого коркового представительства (горячая точка) первой правой дорсальной межкостной мышцы (FDI) будет определяться с помощью катушки в форме восьмерки, подключенной к магнитному стимулятору (Rapid2, Magstim, Великобритания), удерживаемому вручную и расположенному над скальпом ( С3 - Система 10/20) под углом 45 градусов от средней линии, направленной на целевую мышцу (FDI). После этого будет измеряться RMT. Протоколы rTMS были основаны на предыдущих исследованиях. Низкочастотный протокол: 1 герц (Гц), 90% RMT, 1500 стимулов (1 серия). Высокочастотный протокол: 20 Гц, 90% RMT, 45 серий, 40 стимулов на серию, интервал 28 секунд, 1800 стимулов. Имитация рТМС будет проводиться по низкочастотному протоколу с использованием двух катушек. Первый, подключенный к стимулятору, будет расположен на опоре катушки рядом с добровольцем, но не виден. Поэтому будут слышны характерные шумы стимуляции. Второй, подключенный к стимулятору, будет помещен над левой основной двигательной зоной. После каждого сеанса rTMS будет вычисляться наличие побочных эффектов.
8. Тренировка походки: она состоит из умеренных упражнений по тренировке походки в течение 20 минут. Для того, чтобы упражнение выполнялось с умеренной интенсивностью, будет использоваться 64% - 76% от максимальной частоты сердечных сокращений (HRmax = 220-возраст). Частота сердечных сокращений будет контролироваться каждые три минуты с помощью сердечного поляра. Кроме того, будет отслеживаться воспринимаемое усилие, скорость ходьбы и наклон беговой дорожки. Шкала Борга будет использоваться для оценки воспринимаемых усилий. Это аналоговая шкала с градациями от 6 (легкие упражнения) до 20 баллов (исчерпывающие упражнения). Информация об упражнении на беговой дорожке будет отмечена в записи эволюции.
9. Активность спинного мозга: эту оценку проводят сразу после (Т0), через тридцать минут после (Т1) и через 1 час после (Т2) тренировки ходьбы. Процедуры будут проводиться по тому же протоколу.
10. Активность коры головного мозга: эта оценка будет проводиться после каждой переоценки активности спинного мозга (T0, T1 и T2). Процедуры будут проводиться по тому же протоколу.