TMS som en biologisk markör för neuroplasticitet

Afasi är en språkstörning som kan uppstå efter en stroke (eller andra hjärnskador). En person med afasi kan uppleva svårigheter att tala, förstå tal, läsa, skriva eller någon kombination av dessa symtom. Trots framsteg i förståelsen av språksystem och funktionell neuroplasticitet efter hjärnskada, förblir exakta prediktorer för återhämtning av afasi efter stroke svårfångade. För att bättre förstå, förutsäga och förbättra språkförbättring efter stroke finns det ett kritiskt behov av att utveckla verktyg som kan bedöma neuroplasticitetens inverkan på återhämtning.

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) är ett icke-invasivt verktyg för hjärnstimulering som har använts för att förutsäga hjärnans neuroplastiska kapacitet genom att bedöma fysiologiska svar som observeras omedelbart efter administrering av TMS. Dessutom har skillnader i det fysiologiska svaret på TMS visat sig påverkas av polymorfism i genen som kodar för hjärnhärledd neurotrofisk faktor (BDNF). Det aktuella projektet utforskar idén att eftersom neurala plasticitetsmekanismer är väsentliga bestämningsfaktorer för både återhämtning efter hjärnskada och fysiologiskt svar på TMS, kan magnetisk hjärnstimulering användas som en indikator på förmågan till kliniskt relevant neuroplasticitet, och potentiellt som en prediktor för återhämtning från underskott efter stroke som afasi

Målen med detta protokoll är att 1) ​​utforska nyttan av theta burst stimulation (TBS), en typ av transkraniell magnetisk stimulering (TMS), som ett verktyg för att bedöma neuroplasticitet i språksystemet hos patienter med afasi på grund av stroke, 2) och att bedöma användbarheten av TBS som en biomarkör och prediktor för funktionell återhämtning hos patienter med afasi.

Detta protokoll kommer att omfatta två separata men relaterade experiment. I det första experimentet kommer forskarna att tillämpa TBS på hjärnregioner som kontrollerar språkfunktioner hos afasipatienter för att avgöra om vi kan inducera en övergående förbättring av namngivningsförmåga. De kommer att använda en statistisk modell som de har utvecklat för att kategorisera patienter som antingen har hög plasticitet eller låg plasticitet. Utredarna kommer att avgöra om denna distinktion förutsäger vilka patienter som sannolikt kommer att ha större TBS-inducerade förändringar i språkprestanda. I det andra experimentet, på samma patienter, kommer utredarna att applicera TBS på den motoriska cortexen för att framkalla förändringar i motorisk framkallade potentialer (MEPs). Genom att använda samma modell för att bilda matchade grupper förutspår vi att parlamentsledamöter kommer att vara mer försvagade i grupper med hög plasticitet jämfört med gruppen med låg plasticitet.