Realtidsanpassad hjärntillståndsberoende TMS efter stroke

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS)-interventioner kan möjligen stärka kvarvarande kortikospinalförbindelser och förbättra återhämtningen av paretisk handfunktion efter stroke. För att maximera de terapeutiska effekterna av sådana ingrepp måste de tillföras under hjärnaktivitetsmönster efter stroke, under vilka TMS bäst aktiverar den kvarvarande kortikospinalkanalen och förbättrar neural överföring inom den (d.v.s. hjärntillståndsberoende TMS). I den här studien kommer utredarna att testa genomförbarheten av realtids, personligt anpassat hjärntillståndsberoende TMS hos överlevande av kronisk stroke. Utredarna kommer också att kvantifiera sambandet mellan personlig poststroke hjärntillståndsberoende aktivering av kvarvarande kortikospinalkanalen och handmotorisk funktionsnedsättning; resultaten kommer att informera framtida kliniska prövningskriterier.

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 utredarna att slutföra kvalificeringsscreening och klinisk bedömning av motorisk funktionsnedsättning i övre extremiteter med Fugl-Meyer-bedömningen för övre extremiteter, mätningar av grepp- och nypstyrka och en fingerfärdighetsmätning som kräver att deltagarna placerar små pinnar i runda hål med hjälp av sin drabbade hand . Deltagarna kommer sedan att screenas för närvaron av kvarvarande kortikospinalkopplingar från den skadade hemisfären till en påverkad handmuskel i vila. Registreringselektroder kommer att fästas på de drabbade första dorsala interosseous, abductor pollicis brevis, opponens pollicis och extensor digitorum communis muskler för att registrera TMS-framkallade ryckningar i dessa muskler. Under denna screeningprocedur 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 någon av dessa muskler, kommer den deltagaren att anses ha kvarvarande kortikospinalkopplingar och kommer att vara berättigad till hela studien. Om inga muskelryckningar kan framkallas i någon av dessa muskler, kommer den deltagaren inte att vara berättigad till hela studien. Efteråt kommer alla inspelningselektroder att tas bort och deltagaren lämnar laboratoriet.

Dag 2 kommer deltagarna tillbaka till laboratoriet. Utredarna kommer att placera inspelningselektroder på hårbotten med hjälp av en simmössa. Utredarna kommer också att placera inspelningselektroder på den drabbade handmuskeln där en ryckning observerades mest tillförlitligt under dag 1, samt fyra ytterligare muskler i den drabbade handen och handleden. Efter att ha bestämt den plats där TMS bäst framkallar muskelryckningar, kommer utredarna att bestämma lägsta möjliga intensitet vid vilken TMS framkallar muskelryckningar minst hälften av tiden. Sedan kommer de att leverera 6 block med 100 enstaka TMS-pulser medan deltagaren vilar tyst med ögonen öppna; stimulering kommer att levereras med en intensitet som är 20 % högre än den lägsta möjliga intensitet vid vilken TMS framkallar muskelryckningar minst hälften av tiden. Efteråt kommer utredarna att använda muskel- och hjärnaktivitetsregistreringen som förvärvats under dessa 6 block för att bygga en personlig matematisk modell som identifierar vilka mönster av hjärnaktivitet som motsvarar de största TMS-framkallade muskelryckningarna. Utredarna kommer sedan att använda denna modell för att upptäcka förekomsten av dessa hjärnaktivitetsmönster i realtid; när dessa mönster detekteras kommer enstaka TMS-pulser att levereras. Som jämförelse kommer utredarna också att leverera enstaka TMS-pulser under slumpmässiga hjärnaktivitetsmönster. Efteråt kommer alla inspelningselektroder att tas bort, deltagandet kommer att slutföras och deltagaren lämnar laboratoriet.

Utredarna kommer att rekrytera totalt 37 överlevande av kronisk stroke för denna studie. Antalet deltagare som behövdes för denna studie bestämdes från deras preliminära studier och tidigare studier som undersökte sambandet mellan variabilitet i kortikospinalkanalens aktivering (en nödvändig komponent för att bygga robusta personliga klassificerare) och kortikospinalkanalens integritet (ett samband mellan motorisk funktionsnedsättning och återhämtningspotential ).