Motoriska evokerade potentialer och kortikal tyst period vid migrän

Rationale och bakgrund:

Migrän är en neurologisk störning som avsevärt försämrar individens livskvalitet och medför betydande ekonomiska bördor för hälso- och sjukvårdssystem världen över. Även om dess patofysiologi inte är fullt ut förstådd, tyder nyare forskning på att migrän är förknippad inte bara med vaskulära förändringar utan också med förändringar på neurologisk och kortikal nivå (Goadsby et al., 2017). Evidens visar i allt högre grad på förstärkt excitabilitet och störda inhibitoriska mekanismer i centrala nervsystemets regioner, inklusive motoriska barken (Coppola et al., 2007).

Transcraniell magnetstimulering (TMS) är en icke-invasiv och pålitlig neurofysiologisk teknik som stimulerar motoriska barken och registrerar muskelresponser. Parametrar som erhålls genom TMS, såsom motoriskt evokerat potential (MEP) och kortikal tyst period (CSP), används för att bedöma kortikal excitabilitet respektive inhibitorisk kontroll (Chen et al., 1999). CSP är särskilt användbar för att utvärdera GABA-B-medierade inhibitoriska mekanismer. Hypotesen att migränpatienter uppvisar reducerad kortikal inhibition kan direkt testas med hjälp av CSP-mätningar.

Tidigare studier har rapporterat förkortade CSP-längder och ökade MEP-amplituder hos migränpatienter, vilket tyder på kortikal hyperexcitabilitet (Brighina et al., 2002; Afra et al., 1998). Dessa fynd är dock inkonsekventa, och hur de varierar mellan migränsubtyper (med aura vs. utan aura) förblir oklart. Därför syftar denna studie till att karakterisera kortikala fysiologiska förändringar vid migrän med objektiva och kvantitativa mått, för att fylla luckor i litteraturen och bidra till kliniska utvärderingar. Dessutom kommer sambandet mellan dessa parametrar och kliniska egenskaper som migräntyp, varaktighet och anfallsfrekvens att undersökas för att lägga grunden för individanpassad neurofysiologisk profilering.

Primära och sekundära mål:

Primärt mål:

Det primära målet med denna studie är att objektivt utvärdera inhibitorisk kontroll i motoriska barken hos migränpatienter med icke-invasiva metoder. Motoriskt evokerade potentialer (MEP) och kortikala tysta perioder (CSP) som erhålls genom TMS kommer att mätas och jämföras mellan migränpatienter och friska kontroller. CSP-längd, som reflekterar GABA-B-medierade inhibitoriska mekanismer, möjliggör direkt bedömning av migräns effekt på kortikal inhibition (Chen et al., 1999).

Sekundära mål:

Motorutgångsanalys: Elektromyografiska (EMG) signaler kommer att analyseras med Peristimulus Time Histogram (PSTH) och Peristimulus Frequencygram (PSF) metoder för att bedöma tidsmönstret och frekvensförändringarna i motoriska enhetsresponser efter TMS. PSTH analyserar tidsinställningen för enskilda motoriska enheter efter stimulering, medan PSF ger en mer exakt bild av post-stimuleringsfrekvensförändringar (Türker & Powers, 2001). Dessa analyser hjälper till att avslöja den spinala reflektionen av kortikal stimulering och dess effekt på motorutgång.

Biomarkörpotential: TMS-härledda parametrar som CSP och MEP kommer att utvärderas för deras potential som biomarkörer för migränpatofysiologi, vilket bidrar till utvecklingen av objektiva mått för framtida diagnos och behandling.

Förväntade fördelar:

Vid slutet av denna studie förväntas objektiva data om motoriska barkens inhibitoriska kapacitet hos migränpatienter erhållas. TMS-parametrar, särskilt CSP och MEP, kan användas för att förstå den neurofysiologiska grunden för migrän. Resultaten kan ge:

Förbättrad förståelse för kortikal excitabilitet och inhibitionsbalans i migränpatofysiologi.

Grundläggande data för utvecklingen av objektiva diagnostiska biomarkörer för migrän.

Evidens för kortikal dysfunktion hos migränpatienter, som stöder individanpassade behandlingsmetoder.

En omfattande förståelse av motorutgång från kortikal till spinal nivå via elektrofysiologiska analyser (PSTH/PSF).

Alla procedurer är icke-invasiva och säkra, vilket ger ett reproducerbart och etiskt forskningsförhållningssätt.

Studiemetoder:

Deltagare:

Studien kommer att inkludera högerhänta individer i åldern 18-45 år med tidigare diagnos av migrän enligt International Headache Society (IHS) kriterier.

Datainsamling:

Studien kommer att använda icke-invasiv hjärnstimulering (TMS) tillsammans med ytelektromyografi (sEMG) och nål-EMG. Mätningar kommer att utföras både i vila och under frivillig muskelkontraktion. TMS kommer att appliceras över motoriska barken, och muskelresponser kommer att registreras samtidigt med sEMG-elektroder. För detaljerad motorneuronanalys kommer även inspelningar av enskilda motoriska enheter (SMU) att erhållas.

Nål-EMG/SMU-inspelning:

SMU-inspelningar kommer att använda sterila, Teflon-belagda nålar innehållande koppartrådar (ca 70 μm diameter, 25G) som sätts in i första dorsal interosseus (FDI) muskel. Nålar kommer att delvis dras tillbaka för att upprätthålla elektrodstabilitet, vilket möjliggör inspelning av enskilda motoriska enhetsaktiviteter även under rörelse.

TMS-applikation:

TMS kommer att utföras med en Magstim 200^2 Monofasisk Stimulator (Magstim Ltd, UK) med en 70 mm åttaformad spole placerad över den dominanta hemisfärens primära motoriska bark (M1) motsvarande FDI-muskeln. Vilomotortröskel (RMT) kommer att bestämmas, följt av stimulering för att framkalla MEP.

Yt-EMG-inspelning:

sEMG-signaler kommer att erhållas med Ag/AgCl-elektroder placerade över FDI-muskeln. Signaler kommer att förstärkas med en CED 1902-förstärkare och digitaliseras via CED 3601 Power 1401 DAC-enhet. MEP-latenser och amplituder, samt CSP-längder, kommer att beräknas. Deltagare kommer att upprätthålla ~20% maximal frivillig kontraktion under mätningar.

Dataanalys:

Data kommer att analyseras med IBM SPSS Statistics 26. Normalitet kommer att testas med Kolmogorov-Smirnov och Shapiro-Wilk tester. Parametriska data kommer att analyseras med oberoende t-tester och ANOVA, medan icke-parametriska data kommer att analyseras med Mann-Whitney U eller Kruskal-Wallis tester. Korrelationer mellan kliniska parametrar (migränvaraktighet, frekvens, svårighetsgrad) och neurofysiologiska mått (MEP, CSP) kommer att bedömas med Pearsons eller Spearmans korrelationskoefficienter, med signifikans satt till p < 0,05.