Identifiera personliga hjärntillstånd som förutsäger återstående effekt i kortikospinalkanalen efter stroke

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS)-interventioner kan möjligen stärka resterande kortikospinalkanal (CST)-anslutningar och främja handmotorisk återhämtning efter stroke. För att maximera effekterna av sådana ingrepp måste de levereras under hjärnaktivitetsmönster under vilka TMS bäst aktiverar kvarvarande CST och förbättrar dess neurala transmission. Detta tillvägagångssätt kallas hjärntillståndsberoende TMS. Utredarna har nyligen utvecklat ett ramverk för maskininlärning som identifierar personliga hjärnaktivitetsmönster som återspeglar stark CST-aktivering hos neurotypiska vuxna. I denna studie kommer utredarna att tillämpa detta ramverk på hjärnan efter stroke för första gången. De kommer också att utvärdera sambanden mellan detta ramverks förmåga att upptäcka starka och svaga CST-aktiveringstillstånd och mått på CST-vägens integritet.

Deltagarna kommer att besöka laboratoriet under två dagars testning som är åtskilda av minst en natts sömn. På dag 1 kommer deltagarna att ge sitt informerade samtycke. MacArthur Competence Assessment Tool och Frenchay Aphasia Screening Test kommer att användas för att utvärdera samtyckeskapacitet och bekräfta förekomsten av uttrycksfull afasi vid behov. Efteråt kommer deltagarna att slutföra kvalificeringsscreening och klinisk bedömning av motorisk funktionsnedsättning i övre extremiteter, motorisk funktion och funktionsnedsättning med hjälp av Fugl-Meyer-bedömningen för övre extremiteter, Wolf Motor Function Test och Modified Rankin-skalan. Deltagarna kommer sedan att screenas för närvaron av kvarvarande CST-kopplingar från den skadade hemisfären till den drabbade första dorsala interosseous muskeln. Inspelningselektroder kommer att fästas på denna muskel för att registrera TMS-framkallade ryckningar i dessa muskler. Under denna procedur kommer enkelpuls-TMS att appliceras på varje punkt i ett 1 cm upplösningsrutnät som täcker primära och sekundära motorområden på den skadade hemisfären vid maximal stimulatoreffekt. Om TMS på ett tillförlitligt sätt framkallar en muskelryckning i den drabbade första dorsala interosseous, kommer den deltagaren att anses ha kvarvarande CST-kopplingar och kommer att vara berättigad till hela studien. Om inga muskelryckningar observeras kommer deltagaren inte att vara berättigad till hela studien. Därefter tas inspelningselektroderna bort och deltagaren lämnar laboratoriet.

Dag 2 kommer deltagarna tillbaka till laboratoriet. Utredarna kommer att bekräfta fortsatt behörighet och placera inspelningselektroder på hårbotten med hjälp av en simmössa. Utredarna kommer också att placera inspelningselektroder på den drabbade första dorsala interosseous samt den påverkade abductor pollicis brevis och extensor digitorum communis muskler. Efter att ha identifierat den plats i hårbotten där TMS bäst framkallar muskelryckningar i den drabbade första dorsala interosseous muskeln, kommer utredarna att bestämma den lägsta möjliga TMS-intensiteten som sådan framkallar muskelryckningar minst hälften av tiden. Sedan kommer utredarna att leverera 6 block med 100 enstaka TMS-pulser medan deltagarna vilar tyst med ögonen öppna. Stimulering kommer att levereras med en intensitet som är 20 % högre än den lägsta möjliga TMS-intensiteten som framkallar muskelryckningar minst halva tiden. Efteråt kommer alla elektroder att tas bort, deltagandet kommer att vara komplett och deltagarna lämnar laboratoriet.

Utredarna kommer att rekrytera totalt 20 överlevande av kronisk stroke för denna studie.