Neurala nätverk och språkåterhämtning vid afasi från stroke: fMRI-studier

SYFTE: Syftet med denna 4-åriga fMRI-forskning är att studera hjärnans omorganisation för språk hos patienter med stroke i vänster hemisfär (LH) som har kronisk ickeflytande afasi. Denna fMRI-forskning är grundläggande och avgörande för PI:s NIH RO1-anslag, Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to Improve Speech in nonfluent afasi, som nyligen förnyades med 5 år, 2006-11. Det finns ingen överlappning i studierna. NIH-bidraget tillhandahåller TMS (riktigt och skenbart). Detta VA-bidrag ger 4 olika fMRI-uppgifter som utförs före och efter en serie TMS-behandlingar (riktiga och skenbara) - Overt Naming fMRI; Uppenbart propositionellt tal fMRI; och icke-verbala semantiska beslutsuppgifter för substantiv och för handlingar.

Utredarna har observerat att applicering av TMS på en främre del av höger (R) Brocas homolog (pars triangularis, PTr), resulterar i signifikant förbättrad bildnamnsförmåga vid 2 och 8 månader efter den sista (10:e) TMS-behandlingen, vid afasi patienter som började med TMS 5-11 år efter stroke. Hälften av dessa icke-flytande afasipatienter förbättrade också sin fraslängd i propositionellt tal, efter TMS.

MOTIVERING: Utredarna och andra har observerat att patienter med kronisk, icke-flytande afasi (dåligt, tveksamt tal) har överaktivering av R-hemisfären (RH) kortikala språkhomologer. Utredarna antar att detta representerar en maladaptiv plasticitet och förmodligen dålig aktiv hämning under tal. Långsam, 1 Hz TMS kan användas för att undertrycka kortikal excitabilitet. Målet är att använda 1 Hz TMS för att hämma/undertrycka överaktiveringen i RH-språkhomologer. Utredarnas tidiga TMS-forskning har visat att undertryckande av R PTr hos dessa patienter är associerat med förbättrat tal. De fMRI-studier som föreslås i detta VA-anslag kommer att hjälpa till att undersöka de neurofysiologiska förändringarna som ligger bakom förbättringen efter TMS i propositionellt tal och i icke-verbala semantiska beslutsuppgifter. Den nya MRI-tekniken, diffusion tensor imaging (DTI) kommer att användas för att studera WM-vägar underliggande cortex behandlade med TMS.

DESIGN: Randomiserad, skenkontroll, ofullständig crossover-design med 32 patienter (16 lindriga till måttliga; 16 allvarliga icke-flytande), hälften får endast riktiga TMS-serier; hälften, sken-TMS 1:a och riktig 2:a. Språk, neuropsyk. testning och fMRI utförs vid inträde och vid 2 månader. post-10 riktiga eller sken-TMS-behandlingar; och vid 6 mån. inlägg på riktigt. Det finns 4 projekt: 1) fMRI under uppenbart namngivning och propositionellt tal (Overt Picture Naming och Bildbeskrivningar/Berättelse; 2) fMRI under en nonverbal semantisk beslutsuppgift med överordnade substantivikoner; 3) fMRI under en icke-verbal semantisk beslutsuppgift med handlings- och objektikoner; 4) DTI. DTI utförs endast vid Entry (alla ämnen). Normala kontroller (n=8) tar inte emot TMS; de studeras med fMRI vid Entry, vid 2 och 6 Mån. senare.

HYPOTES: Efter den verkliga TMS för att undertrycka R PTr, kommer det att finnas mindre överaktivering på fMRI (bättre modulering) i RH-språkhomologer, och ny LH-aktivering (inklusive L perilesionella områden och L SMA). Detta kommer att associeras med förbättrad propositionellt tal (BDAE) och icke-verbal semantisk beslutsförmåga vid 2 och 6 månader. post-real TMS. Inga språk- eller fMRI-förändringar förväntas post-sham TMS. De fMRI som utförs 3x med de normala kontrollerna förväntas inte visa förändring, men kommer att dokumentera de neurala nätverken för fMRI-uppgifterna.