Icke-invasiv hjärnstimulering för att utvärdera neural plasticitet efter stroke

Aktiv komparator: Subkortikal stroke

Försökspersoner med subkortikal stroke i den kroniska fasen av återhämtning med mild till måttlig försämring av armfunktionen kommer att genomgå icke-invasiv inriktning på kortikala platser genom stereotaktisk neuronavigering med hjälp av transkraniell magnetisk stimulering (TMS), mediannervstimulering och armmotorisk funktionsbedömning. Ett protokoll för parad associativ stimulering (PAS) som använder icke-invasiv stimulering kommer också att användas, vilket kommer att vara något av följande, ett traditionellt eller ett kortikokortikalt eller ett skenparat associativ stimuleringsprotokoll. Försökspersonerna kommer också att genomgå median nervstimulering.

Enhet: Transkraniell magnetisk stimulering

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulator för att mäta transient kortikal excitabilitet. Transkraniell magnetisk enkelpulsstimulering som tillämpas vid låga frekvenser (inte större än 0,25 hertz (Hz)) kommer att användas. Det kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Enhet: Traditionell parad associativ stimulering

Parad associativ stimulering (PAS) är en kombination av transkraniell magnetisk stimulering (TMS) och elektrisk stimulering av medianusnerven. 180 parade stimuli levereras vid 0,25 Hz under 12 minuter. Mediannervstimuli vid 300 % av den perceptuella tröskeln kommer att appliceras 25ms före transkraniell magnetisk stimulering över den ipsilesionala (stroke) eller icke-dominanta (kontroll) cortex. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulatorenhet och en bipolär stavelektrod kommer att användas för mediannervstimulering. Denna traditionella parade associativa stimulering kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Enhet: Median nervstimulering

Stimulering av medianusnerven kommer att utföras med hjälp av en bipolär stavelektrod fäst vid handflatan av underarmen proximalt till handledens veck bilateralt. Stimuli kommer att levereras 23ms före den transkraniella magnetiska stimuleringspulsen (TMS) med 0,1 millisekunder (ms) rektangulära pulser med en intensitet för att framkalla ett 1 millivolt (mV) svar i abductor pollicis brevis (APB) muskeln. Detta kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Enhet: Kortikokortikal parad associativ stimulering

Cortico-cortical Paired Associative Stimulation (CC-PAS) är en kombination av TMS och elektrisk stimulering av medianusnerven. 180 parade stimuli levereras vid 0,25 Hz under 12 minuter. Interstimulusintervallet kommer att variera från 5-15 ms beroende på platsen för stimulering. TMS kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulatorenhet och en bipolär stavelektrod kommer att användas för mediannervstimulering. Denna CC-PAS kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Enhet: Sham-parad associativ stimulering

Sham PAS är en kombination av TMS och elektrisk stimulering av medianusnerven. Spolen roteras och separeras från huvudet med en plastdistans för att säkerställa indirekt kontakt med huvudet.180 parade stimuli levereras vid 0,25 Hz under 12 minuter. TMS kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulatorenhet och en bipolär stavelektrod kommer att användas för mediannervstimulering. Denna skenparade associativa stimulering kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Aktiv komparator: Hälsosam kontroll

Friska individer kommer att genomgå icke-invasiv inriktning på kortikala platser genom stereotaktisk neuronavigering med hjälp av transkraniell magnetisk stimulering (TMS), mediannervstimulering och armmotoriska funktionsbedömningar. Ett protokoll för parad associativ stimulering (PAS) som använder icke-invasiv stimulering kommer också att användas, vilket kommer att vara något av följande, ett traditionellt eller ett kortikokortikalt eller ett skenparat associativ stimuleringsprotokoll.

Enhet: Transkraniell magnetisk stimulering

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulator för att mäta transient kortikal excitabilitet. Transkraniell magnetisk enkelpulsstimulering som tillämpas vid låga frekvenser (inte större än 0,25 hertz (Hz)) kommer att användas. Det kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Enhet: Traditionell parad associativ stimulering

Parad associativ stimulering (PAS) är en kombination av transkraniell magnetisk stimulering (TMS) och elektrisk stimulering av medianusnerven. 180 parade stimuli levereras vid 0,25 Hz under 12 minuter. Mediannervstimuli vid 300 % av den perceptuella tröskeln kommer att appliceras 25ms före transkraniell magnetisk stimulering över den ipsilesionala (stroke) eller icke-dominanta (kontroll) cortex. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulatorenhet och en bipolär stavelektrod kommer att användas för mediannervstimulering. Denna traditionella parade associativa stimulering kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Enhet: Median nervstimulering

Stimulering av medianusnerven kommer att utföras med hjälp av en bipolär stavelektrod fäst vid handflatan av underarmen proximalt till handledens veck bilateralt. Stimuli kommer att levereras 23ms före den transkraniella magnetiska stimuleringspulsen (TMS) med 0,1 millisekunder (ms) rektangulära pulser med en intensitet för att framkalla ett 1 millivolt (mV) svar i abductor pollicis brevis (APB) muskeln. Detta kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Enhet: Kortikokortikal parad associativ stimulering

Cortico-cortical Paired Associative Stimulation (CC-PAS) är en kombination av TMS och elektrisk stimulering av medianusnerven. 180 parade stimuli levereras vid 0,25 Hz under 12 minuter. Interstimulusintervallet kommer att variera från 5-15 ms beroende på platsen för stimulering. TMS kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulatorenhet och en bipolär stavelektrod kommer att användas för mediannervstimulering. Denna CC-PAS kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Enhet: Sham-parad associativ stimulering

Sham PAS är en kombination av TMS och elektrisk stimulering av medianusnerven. Spolen roteras och separeras från huvudet med en plastdistans för att säkerställa indirekt kontakt med huvudet.180 parade stimuli levereras vid 0,25 Hz under 12 minuter. TMS kommer att utföras med Magstim BiStim^2 parade pulsstimulatorenhet och en bipolär stavelektrod kommer att användas för mediannervstimulering. Denna skenparade associativa stimulering kan upprepas vid flera studiebesök. Alla fem studiebesöken kommer att genomföras inom fyra veckor efter det första besöket.

Andra namn:

• Magstim BiStim^2

Förändring i långtidspotentieringsliknande plasticitet

Långvarig potentieringsliknande plasticitet mättes med hjälp av parad associativ stimulering (PAS). PAS består av upprepad perifer elektrisk stimulering parad med transkraniell magnetisk stimulering (TMS) applicerad på den motoriska cortexen vid varierande interstimulusintervall. Deltagarna fick 180 parade stimuli vid 0,25 hertz (Hz) under 12 minuter. Försämrad långsiktig potentieringsliknande plasticitet pekar mot minskad excitatorisk synaptisk anslutning och brister i sensorimotorisk integration. Minskad eller ingen förändring i amplituderna för motor-framkallade potentialer (MEP) indikerar försämrad långvarig potentieringsliknande plasticitet.

Elektroencefalografiinspelningar vid baslinjen och 5 minuter efter PAS

Elektroencefalografi (EEG) data registrerades med en 64-kanals TMS-kompatibel elektrodlock (Easy Cap). Signaler samlades in vid 2000 hertz (Hz) under pre- och posttranskraniell magnetisk stimuleringsepoker (-100ms till 200ms). Upp till femtio övertröskelvärde (120 % AMT) transkraniella magnetiska stimuleringspulser applicerades på motorisk cortex medan försökspersonen satt tyst med öppna ögon. Detta förfarande genomfördes bilateralt. Dataepoker (-1000 till 4000 ms med avseende på TMS-leverans) extraherades för efterföljande imaginär faskoherensanalys. Post-TMS koherensvärden mellan elektroder som ligger bilateralt över M1 (C3 och C4) beräknades inom betafrekvensområdet (15 till 30 Hz). EEG-datavärdena är enhetsfria och kan variera från 0 till 1. Högre värden representerar större koherens vilket tros indikera starkare anslutning.

Förkortad Wolf Motor Function Test Time

Tre artiklar i Wolf Motor Function Test (WMFT) användes för att utvärdera funktionell motorprestanda. De 3 objekten valdes ut utifrån uppgiftens svårighetsgrad, från lättast (hand till bord) till svårast (stackcheckers) tillsammans med en uppgift med måttlig svårighet (lyftburk). Varje uppgift har olika kontrollkrav och antal åtgärder som krävs för att slutföra framgångsrikt. Uppgiftens prestation tidsbestäms i sekunder, med en maximal tid på 120 sekunder.

Wolf Motor funktionstest

Armfunktionen hos försökspersoner i den subkortikala strokegruppen utvärderades med Wolf Motor Function Test (WMFT). Testet består av tidsinställda och funktionella uppgifter och har 17 punkter. Den består av 3 delar: Tid, funktionsförmåga och styrka och innehåller 15 funktionsbaserade uppgifter och 2 styrkebaserade uppgifter. Punkterna 1-6 innebär tidsinställda funktionsuppgifter, punkterna 7-14 är styrkemått och de återstående 9 punkterna består av att analysera rörelsekvaliteten när man utför olika uppgifter. Examinatorn kommer att testa den mindre drabbade övre extremiteten följt av den mest drabbade sidan. Poängen baseras på den tid det tar att slutföra varje uppgift. Mediantiden för att slutföra alla uppgifter kommer att användas för att utvärdera motorisk funktion. Större värden indikerar större motorisk dysfunktion i de övre extremiteterna.

Förkortad Wolf Motor Function Test Time

Tre artiklar av WMFT användes för att utvärdera funktionell motorprestanda. De 3 objekten valdes ut utifrån uppgiftens svårighetsgrad, från lättast (hand till bord) till svårast (stackcheckers) tillsammans med en uppgift med måttlig svårighet (lyftburk). Varje uppgift har olika kontrollkrav och antal åtgärder som krävs för att slutföra framgångsrikt. Uppgiftsutförande kommer att tidsinställas, med en maximal tid på 120 sekunder.

Långsiktig Potentieringsliknande Plasticitet

Långvarig potentieringsliknande plasticitet mättes med hjälp av parad associativ stimulering (PAS). PAS består av upprepad perifer elektrisk stimulering parad med transkraniell magnetisk stimulering (TMS) applicerad på den motoriska cortexen vid varierande interstimulusintervall. Deltagarna får 180 parade stimuli vid 0,25 Hz under 12 minuter. Försämrad långsiktig potentieringsliknande plasticitet pekar mot minskad excitatorisk synaptisk anslutning och brister i sensorimotorisk integration. Minskad eller ingen förändring i amplituderna för motor-framkallade potentialer (MEP) indikerar försämrad långvarig potentieringsliknande plasticitet.

Elektroencefalografiinspelningar 30 minuter och 24 timmar efter PAS

Elektroencefalografi (EEG) data registrerades med en 64-kanals TMS-kompatibel elektrodlock (Easy Cap). Signaler samlades in vid 2000 hertz (Hz) under pre- och posttranskraniell magnetisk stimuleringsepoker (-100ms till 200ms). Upp till femtio övertröskelvärde (120 % AMT) transkraniella magnetiska stimuleringspulser applicerades på motorisk cortex medan försökspersonen satt tyst med öppna ögon. Detta förfarande genomfördes bilateralt. Dataepoker (-1000 till 4000 ms med avseende på TMS-leverans) extraherades för efterföljande imaginär faskoherensanalys. Post-TMS koherensvärden mellan elektroder som ligger bilateralt över M1 (C3 och C4) beräknades inom betafrekvensområdet (15 till 30 Hz). EEG-datavärdena är enhetsfria och kan variera från 0 till 1. Högre värden representerar större koherens vilket tros indikera starkare anslutning.

Serial Reaction Time Task (SRTT) Prestanda

SRTT innebär att man trycker på en tangent som motsvarar en målruta placerad på en skärm framför deltagaren så snabbt och exakt som möjligt. Svarstiden för upprepade och slumpmässiga sekvenser utvärderar SRTT-prestanda och skicklighet mäts som skillnaden i svarstider mellan upprepade och slumpmässiga sekvenser. Lägre svarstider indikerar bättre prestanda och en större positiv skillnad i svarstider representerar större sekvensspecifik skicklighet. Negativa värden representerar bättre prestanda på slumpmässiga sekvenser jämfört med upprepade sekvenser.