Hjärntillståndsberoende stimulering för att förbättra rörelse (BrainSTIM)

Denna studie kommer att undersöka en speciell typ av rTMS, känd som theta burst stimulation (TBS), som har visat sig inducera längre varaktiga effekter än andra former av rTMS, vilket gör TBS till ett viktigt verktyg för terapeutiska tillämpningar. Medan TBS ger relativt fokal stimulering, sker effekter på hjärnan genom sammankopplade nätverk på sätt som är dåligt förstådda. Dessutom är stimulering mycket tillståndsberoende, och användningen av rTMS i de flesta terapeutiska miljöer, såsom behandling av motoriska funktionsnedsättningar, lämnar beteendetillstånd okontrollerat. Att utöka rTMS-terapi genom att inducera specifika beteendetillstånd är en attraktiv idé för att förbättra terapeutisk rTMS, men den relevanta kunskapsbasen är sparsam. För att ta itu med denna kritiska lucka kommer detta undersökande R21-förslag att undersöka effekterna av TBS och beteendetillstånd på hjärnan och motoriskt beteende. Utredarna kommer att testa den breda hypotesen att när TBS appliceras under ett kontrollerat beteendetillstånd kommer motorfunktionen att underlättas, jämfört med stimulering när beteendetillståndet är okontrollerat. Utredarna kommer att fokusera på den bakre parietal cortex (PPC) och associerade parietofrontala kretsar, som ger skicklig greppkontroll, en förmåga som är känd för att vara nedsatt vid stroke, traumatisk hjärnskada och andra motoriska störningar. Utredarna kommer att samla in funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), neurofysiologiska mätningar med TMS och beteendemätningar i alla försökspersoner för tre olika interventioner.

I mål 1 kommer utredarna att visa förbättringar i handlingsprestanda genom att manipulera beteendetillståndet under PPC-stimulering.

I mål 2 kommer utredarna att demonstrera modulering av neurofysiologiska efterverkningar av PPC-stimulering på motoreffekt genom att manipulera beteendetillstånd.

I mål 3 kommer utredarna att bedöma sambandet mellan hjärnans anslutning, plasticitet och beteende som svar på beteendetillståndet under hjärnstimulering.

Effekt: Resultaten kommer att ge insikter i effekterna av rTMS och beteendetillstånd på hjärnan och beteendet. Denna kunskap kommer att lägga en mekanistisk grund för framtida studier för att visa hur kontrollerande beteendetillstånd under rTMS kan förbättra terapeutisk effekt vid neurologiska störningar.