iTBS-metoder och motorisk cortex-excitabilitet

rTMS är en metod för icke-invasiv neuromodulering. Även om TMS (transkraniell magnetisk stimulering) i stor utsträckning har använts som en forskningsmetod för att bättre förstå hjärnans neurofysiologi, har rTMS-protokoll visat sig vara kliniskt fördelaktiga för patienter som lider av neurologiska sjukdomar som Parkinsons sjukdom och stroke samt psykiatriska sjukdomar som stora depression. I oktober 2008 godkände FDA 10 Hertz (Hz) dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulering för patienter med läkemedelsresistent depression. Den typiska varaktigheten av en enstaka rTMS-behandling för depression varar i cirka 30 minuter, men måste upprepas dagligen under flera veckor. Beslutet att använda DLPFC-stimulering berodde delvis på avbildningsstudier, som antydde att deprimerade patienter hade minskad aktivitet i regionen. Således kan rTMS användas för att vända dessa beteendeeffekter av depression genom att öka aktiviteten i DLPFC. Traditionellt har 5 Hertz (Hz) stimulering och uppåt visat sig vara exciterande medan stimulering på 0,2-1 Hertz (Hz) har visat sig ha hämmande effekter på cortex. Även om dessa parametrar verkar vara effektiva undersöks utvecklingen av nya rTMS-metoder fortfarande.

Theta burst stimulation (TBS) är en metod med potential att ge excitatoriska eller hämmande effekter på cortex, som är lika kraftfulla som traditionella rTMS-metoder men ändå mer effektiva i varaktighet och intensitet som krävs. Bevis från tidigare studier som tittar på theta burst som en behandling för depression har belyst vikten av metodens utveckling. En studie visade att theta-burst-stimulering över den dorsomediala prefrontala cortex (DMPFC) under en varaktighet på bara 6 minuter kan ge jämförbara antidepressiva effekter som traditionell 10Hz-stimulering under 30 minuter. Theta burst-stimuleringseffekter testades först empiriskt på den mänskliga motoriska cortexen av Huang et al. 2005. Effekterna av stimulering (80 % av den aktiva motoriska tröskeln) över den motoriska cortex mättes före och efter behandling med elektromyografi (EMG) inspelningar av motoriska framkallade potentialer (MEP) på en liten kontralateral handmuskel som svar på enstaka pulser av TMS. Två protokoll visade förändringar i excitabilitet i kortikospinalkanalen, inklusive cTBS definierad som tre burst-stimuli vid 50 Hz med 20 ms mellan stimuli som upprepades var 200:e ms vid 5 Hz och iTBS definierad som ett 2s tåg av TBS som upprepas var 10:e sekund. Även om båda protokollen levererar totalt 600 pulser, varar cTBS-protokollen i 40 sekunder medan iTBS-protokollet varar i 190 sekunder. Huang et al. 2005 fastställde att cTBS över motorisk cortex minskade excitabilitet medan iTBS ökade excitabilitet som var närvarande en timme efter behandlingen.

Den motoriska cortexens excitabilitet kan moduleras olika beroende på vilken typ av thetaburst-stimuleringsprotokoll som används. iTBS beskrevs ursprungligen av Huang et al. 2005 resulterade i en excitatorisk effekt (LTP-liknande) på cortex. Gamboa et al. 2010 bekräftade senare detta fynd men visade att det fanns en minskning av excitabilitet (LTD-liknande) när protokollet fördubblades. Båda dessa protokoll ska replikeras och dessutom 2 nya protokoll. För att undersöka hur kortikal excitabilitet förändras som en funktion av protokollet, kommer parlamentsledamöter att spelas in med EMG på handmuskeln kontralateralt till den stimulerade cortex. Baslinjeledamöter kommer att få förbehandling, följt av ett av de fyra theta burst-protokollen, eller en skenbehandling. Theta burst-protokoll ska administreras till varje deltagare i randomiserad ordning. Efter att theta burst har administrerats kommer 20 parlamentsledamöter att samlas in efter 0, 10, 20, 30, 40, 50 och 60 minuter.

Specifikt mål 1: Att bestämma effekterna av långtidspotentiering (LTP) och långtidsdepression (LTD) av fyra olika stimuleringsprotokoll för theta-burst på motorisk cortex-excitabilitet.