Влияние ТМС, зависящей от колебаний мозга, на моторную функцию

Описание исследования:

Мы изучим, различается ли корково-спинальная возбудимость (первичный показатель исхода) в зависимости от фазы колебаний сенсомоторной альфа-волны ЭЭГ у здоровых пожилых людей и пациентов с хроническим инсультом. Всплеск сенсомоторных корковых нейронов является самым высоким на впадинах сенсомоторных альфа-колебаний и самым низким на пиках сенсомоторных альфа-колебаний (Haegens et al. 2011), что позволяет предположить, что возбудимость коры выше на впадинах сенсомоторных альфа-колебаний по сравнению с пиками. Мы ответим на эти вопросы, используя TMS с обратной связью. Основываясь на этой предыдущей работе, мы предполагаем, что кортикоспинальная возбудимость (первичная мера исхода) будет увеличиваться при минимумах сенсомоторных альфа-колебаний по сравнению с пиками у здоровых пожилых людей (Эксперимент 1) и пациентов с хроническим инсультом (Эксперимент 2).

Цели:

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) является потенциальной дополнительной терапией для постинсультной нейрореабилитации. До сих пор его обычно применяли отдельно от колебательной активности мозга (измеряемой с помощью форм волны ЭЭГ), что приводило к вариабельности биологической реакции на каждый стимул, небольшим размерам эффекта и значительной межиндивидуальной вариабельности. Осцилляторная активность мозга (т. е. колебательная активность формы волны ЭЭГ) в альфа-диапазоне (8–12 Гц) связана с корковым торможением (Haegens et al., 2011; Mathewson et al., 2011), двигательной функцией и когнитивной обработкой (Sauseng et al. 2005; Busch et al., 2009; Dugue et al., 2011), и, следовательно, влияет на функцию мозга (Klimesch 1999). Ограничения в системах с разомкнутым контуром, основанных на апостериорной пробной сортировке на основе состояния ЭЭГ, показали смешанные результаты (Шульц и др., 2014, Кейл и др., 2014, Искан и др., 2016). Например, корково-спинальная возбудимость (измеренная с помощью ТМС) у здоровых людей варьируется в зависимости от фазы сенсомоторных альфа-колебаний, во время которой доставляется ТМС: кортикоспинальная возбудимость выше, когда ТМС доставляется во время впадин сенсомоторных альфа-колебаний (т. е. максимальная поверхностная негативность), и ниже. когда ТМС доставляется во время пиков сенсомоторных альфа-колебаний (т. е. максимальной поверхностной позитивности) (Zrenner et al. 2016; Triesch et al. 2016). Одно предыдущее исследование с обратной связью показало влияние только мощности, но не фазового угла на возбудимость коры (Madsen et al. 2019), но с использованием аналогичной установки, но мы повторили обнаружение повышенной возбудимости коры во время сенсомоторных альфа-впадин у молодых здоровых молодых людей. взрослые (см. Приложение А). Поэтому мы стремимся распространить эти результаты на две новые популяции: здоровых пожилых людей (Эксперимент 1) и пациентов с хроническим инсультом (Эксперимент 2). Предыдущие исследования показали, что пожилые люди демонстрируют значительные различия в физиологии моторной коры по сравнению с молодыми людьми (Peinemann et al., 2001; Oliviero et al., 2006; Fathi et al., 2010), поэтому будет проведен эксперимент 1, чтобы определить, существует ли связь между сенсомоторная альфа-колебательная фаза и корково-спинальная возбудимость присутствуют в здоровом старении. Кроме того, будет проведен эксперимент 2, чтобы определить, присутствует ли ожидаемая связь между фазой сенсомоторных альфа-колебаний и корково-спинальной возбудимостью после хронического инсульта. Важно отметить, что получение информации о том, как пожилой и поврежденный мозг реагирует на ТМС с обратной связью, зависящую от колебаний формы волны ЭЭГ, будет иметь решающее значение для разработки более эффективных вмешательств на основе ТМС (т. Е. С обратной связью). В обоих экспериментах доставка ТМС будет приурочена к определенным фазам сенсомоторных альфа-колебаний. Мы ожидаем, что результаты этой работы дадут новое представление о том, как на возбудимость коры головного мозга влияет фаза сенсомоторных альфа-колебаний в пожилом и постинсультном мозге, что может привести к более эффективному использованию нейромодулирующих протоколов ТМС, зависящих от сенсомоторных альфа-колебаний, в будущем. .

Конечные точки:

Для обоих экспериментов первичным критерием результата является корково-спинномозговая возбудимость. Исследовательские показатели результатов включают вариабельность амплитуды ВМО и колебания, вызванные ТМС.

Исследуемая популяция:

До 24 пожилых здоровых добровольцев (в возрасте 50 лет и старше) и до 28 пациентов с инсультом (в возрасте 18 лет и старше).

Фаза:

Н/Д

Описание сайтов/объектов для набора участников:

Это одноцентровое исследование, проводимое в Клиническом центре NIH.

Описание исследовательского вмешательства:

Н/Д

Продолжительность исследования:

6 лет

Продолжительность участия:

до 1 года