Персонализированная ТМС в режиме реального времени после инсульта, зависящая от состояния мозга

Вмешательства по транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) могут реально укрепить остаточные кортикоспинальные связи и ускорить восстановление функции паретичной руки после инсульта. Чтобы максимизировать терапевтический эффект таких вмешательств, они должны проводиться во время постинсультной активности мозга, во время которой ТМС лучше всего активирует остаточный кортикоспинальный тракт и усиливает нейронную передачу внутри него (т. е. ТМС, зависящая от состояния мозга). В этом исследовании исследователи проверят возможность персонализированной ТМС, зависящей от состояния мозга, в режиме реального времени у людей, переживших хронический инсульт. Исследователи также оценят взаимосвязь между персонализированной постинсультной активацией остаточного кортикоспинального тракта и нарушением моторики рук; результаты послужат основой для критериев включения в будущие клинические исследования.

Участники посетят лабораторию в течение двух дней тестирования, разделенных как минимум одной ночью сна. В первый день участники дадут свое информированное согласие. Инструмент оценки компетентности Макартура и скрининговый тест на афазию Френчай будут использоваться для оценки способности дать согласие и при необходимости подтвердить наличие выраженной афазии. После этого исследователи завершат проверку пригодности и клиническую оценку двигательных нарушений верхних конечностей с использованием теста Фугля-Мейера для верхних конечностей, измерения силы захвата и сжатия, а также измерения ловкости, которое требует от участников вставлять небольшие колышки в круглые отверстия пораженной рукой. . Затем участников проверят на наличие остаточных кортикоспинальных связей от пораженного полушария к пораженной мышце руки в состоянии покоя. Записывающие электроды будут прикреплены к пораженным первым тыльным межкостным мышцам, короткой отводящей мышце большого пальца, оппоненсу большого пальца и общему разгибателю пальцев для регистрации вызванных ТМС подергиваний в этих мышцах. Во время этой процедуры скрининга одноимпульсная ТМС будет применена к каждой точке сетки с разрешением 1 см, охватывающей первичные и вторичные двигательные области поврежденного полушария при максимальной мощности стимулятора. Если ТМС достоверно вызывает подергивание любой из этих мышц, считается, что у этого участника имеются остаточные кортикоспинальные связи, и он будет иметь право на полное исследование. Если ни в одной из этих мышц не будет обнаружено никаких подергиваний, этот участник не будет иметь права на полное исследование. После этого все записывающие электроды будут удалены, и участник покинет лабораторию.

Во второй день участники вернутся в лабораторию. Исследователи поместят записывающие электроды на кожу головы, используя шапочку для плавания. Исследователи также поместят записывающие электроды на пораженную мышцу руки, подергивание которой наиболее достоверно наблюдалось в первый день, а также на четыре дополнительные мышцы пораженной руки и запястья. После определения места, в котором ТМС лучше всего вызывает мышечные подергивания, исследователи определяют минимально возможную интенсивность, при которой ТМС вызывает мышечные подергивания как минимум в половине случаев. Затем они подадут 6 блоков по 100 одиночных импульсов ТМС, пока участник спокойно отдыхает с открытыми глазами; стимуляция будет осуществляться с интенсивностью, которая на 20% превышает минимально возможную интенсивность, при которой ТМС вызывает подергивания мышц как минимум в половине случаев. После этого исследователи будут использовать записи активности мышц и мозга, полученные во время этих 6 блоков, для создания персонализированной математической модели, которая определит, какие паттерны активности мозга соответствуют наибольшим мышечным подергиваниям, вызванным ТМС. Затем исследователи будут использовать эту модель для обнаружения возникновения этих моделей активности мозга в режиме реального времени; при обнаружении этих шаблонов будут доставлены одиночные импульсы TMS. Для сравнения исследователи также будут подавать одиночные импульсы ТМС во время случайных паттернов мозговой активности. После этого все записывающие электроды будут удалены, участие будет завершено, и участник покинет лабораторию.

Для этого исследования исследователи наберут в общей сложности 37 человек, переживших хронический инсульт. Число участников, необходимое для этого исследования, было определено на основе их предварительных исследований и предыдущих исследований, в которых изучалась взаимосвязь между вариабельностью активации кортикоспинального тракта (необходимый компонент создания надежных персонализированных классификаторов) и целостностью кортикоспинального тракта (коррелят двигательных нарушений и потенциала восстановления). ).