TMS: Fragile X Sendromu ve Otizm Bireylerde Plastisite, Mechasnism keşfedin Theta-Burst Protokolü kullanma

Bu prosedürün genel amacı, non-invaziv transkraniyal manyetik stimülasyon kullanarak kortikal motor plastisiteyi ve bunun tipik ve atipik nöral gelişimle ilişkisini araştırmaktır. Bu işlem, öncelikle deneğin birinci dorsal interosseöz kası için M1 motor hotspot noktasının belirlenmesi ve hem istirahat hem de aktif motor eşik değerlerinin saptanmasıyla gerçekleştirilir. Prosedürün ikinci adımı, bazal kortikospinal eksitabilite değerlerinin elde edilmesidir.

Prosedürün üçüncü adımı, theta burst stimülasyonunun uygulanmasıdır. Prosedürün son adımı ise ortaya çıkan kortikospinal eksitabiliteyi değerlendirmektir. Sonuç olarak, bazal eksitabilite ile stimülasyon sonrası eksitabilite arasındaki varyasyon aracılığıyla, nörogelişimsel bozukluğu olan deneklerde theta burst stimülasyonunun kortikospinal eksitabilite üzerindeki etkilerindeki farkları gösteren sonuçlar elde edilebilir.

Bugün, theta burst stimülasyonu adı verilen bir transkraniyal manyetik stimülasyon türünü göstereceğiz. Bu yöntem, plastiklik mekanizmalarının belirli gelişimsel bozukluklara özgü patolojik, nörolojik ve davranışsal fenotiplere nasıl katkıda bulunduğu gibi, klinik bilişsel nörobilim alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu protokole başlamadan önce, çerçevesiz stereotaktik kurulumunuzu kullanarak deneğin MRI görüntüsüne erişin.

Bu anatomik model, belirli kranial bölgeleri işaretlemek ve her seferinde aynı bölgenin stimüle edildiğinden emin olmak için kullanılacaktır. Theta burst stimülasyonuna başlamadan önce, deneğin primer motor korteks bölgesinin belirlenmesi gerekir. Başlamak için deneği TMS cihazının yanındaki rahat bir sandalyeye oturtun. TMS için herhangi bir kontrendikasyon bulunmadığından emin olmak amacıyla deneğin taramasını yapın ve protokolün detaylarını açıklayın.

Ayrıca, stereotaktik ekipman kullanarak deneğin konumunu kaydedin ve deneği TMS düzeneği ile tanıştırın. Deneğin tıklama sesine ve vuruş hissine alışması için birkaç pals uygulayın. Ardından, öncelikle deneğin sağ elini uzatmasını isteyerek, dorsal interosseus kasına yüzey elektrotlarının yerleştirilmesini sağlayın ve deneği deney için hazırlayın.

Elektrotları uygulamadan önce, düzgün kayıt sağlanması için cildi temizlediğinizden emin olun. Dorsal interosseus kasının yerini belirlemek zorsa, denekten kıstırma hareketi yapmasını veya işaret parmağını ileri geri oynatmasını isteyin. Bu işlem kasın bulunmasını kolaylaştıracaktır.

TMS tarafından tetiklenen kas seğirmelerinin kaydedilebilmesi için sağ elin birinci dorsal interosseöz kası üzerine EMG yüzey elektrotlarını yerleştirin. Ayrıca, deneğin ön kolunun etli kısmına bir toprak elektrodu yerleştirin. Tüm yüzey elektrotlarının çok fazla gürültü olmadan iyi bir sinyal sağladığından emin olmak için kayıt ekipmanınızı kontrol edin.

İşitme koruması için bu noktada hem denek hem de teknisyen kulak tıkacı takmalıdır. Artık deneğin sol motor korteks el bölgesinin konumunu belirlemeye hazırız. Bu bölge kişiden kişiye hafif farklılıklar gösterse de genel olarak 3.5 santimetre civarında olacaktır.

Kranial verteksin rostral lateral kısmında, stimülasyon yoğunluğu %50'ye ayarlanmış durumdadır. Maksimal MEP elde edilene kadar, bobini küçük artışlarla hareket ettirip gözlemleyerek bu bölgenin çevresindeki küçük bir ızgara alanını tarayın. Ayrıca stimülasyon yoğunluğunu ve stimülasyon açısını gerektiği şekilde ayarlayın.

M1 belirlendikten sonra, varsa stereotaktik ekipman kullanarak konumunu işaretlediğinizden emin olun. Eğer yoksa, deneğin saçlı derisini geçici olarak işaretlemek için toksik olmayan bir yağlı kalem kullanılabilir. Bu protokoldeki bir sonraki adım, deneğin dinlenme motor eşiğinin belirlenmesidir.

Gerekirse sistemi tekrar %50 güce ayarlayın ve ortaya çıkan motor evoke potansiyellerini ölçerken aynı konuma tekli puls stimülasyonu uygulamaya başlayın. Ardışık 10 pulsun tam olarak beşinde 50 microvolt'tan büyük bir MEP oluşana kadar gücü artırın veya azaltın. Bu güç seviyesini, deneğin dinlenme motor eşiği olarak kaydedin.

Ardından, denekten sağ işaret parmağı ve başparmağını yaklaşık %20 basınç uygulayarak hafifçe birbirine bastırması ve bu şekilde tutması istenir. Bu sıkıştırma pozisyonu, aynı M1 bölgesinde %50 güçte tekli puls stimülasyonunu başlatır. Ortaya çıkan mep'ler ölçülür ve kaydedilir.

Şimdi, ardışık 10 impulsun tam olarak beşinde 200 Microvolt'tan daha büyük bir MEP üretilene kadar gücü artırın veya azaltın. Bu güç seviyesi, deneğin aktif motor eşiğidir.

Son olarak, motor hotspot'u dinlenme motor eşiğinin %120'sinde 10 tekli puls ile uyararak ve MEP'yi ölçerek deneğin bazal MEP değerini belirleyin. Her pulstan sonra, 10'lu üç grup pulstan elde edilen MEP değerlerinin ortalamasını alın. Deneğin eşik seviyeleri belirlendikten sonra, sistem stimülasyon için kurulabilir.

Kortikal aktiviteyi kolaylaştırdığı gösterilen aralıklı TBS uygulamak için; 50 hertz frekansında üç puls, aktif motor eşiğin %80 yoğunluğunda ve 200 milisaniyelik aralıklarla oluşan standart theta burst parametrelerini kullanacağız. Bahsi geçen parametrelerde iki saniyelik bir stimülasyon treni oluşturun ve bunu sekiz saniyelik stimülasyonsuz bir dönemle takip edin. Kortikal aktiviteyi inhibe ettiği gösterilen sürekli theta burst uygulamak için, toplam 600 puls olacak şekilde bu işlemi 190 saniye boyunca tekrarlayın.

Yukarıda belirtilen parametrelerle 47 saniye boyunca, toplamda 600 impulseye denk gelen kesintisiz bir stimülasyon treni oluşturun. Protokolün geri kalanı kesintisiz olarak tamamlanması gerektiğinden, deneğin rahat ve başlamaya hazır olduğundan emin olun. Kendisinden hareketsiz ve rahat kalmasını isteyin.

Bobini önceden belirlenmiş olan M1 motor sıcak noktası üzerine yerleştirin ve ITBS veya CTBS uygulayın. Burada CTBS uygulamaktayız. Stimülasyon boyunca bobinin doğru konumda kaldığından emin olun.

Theta burst stimülasyonunun ardından, TMS'nin geçici etkilerini değerlendirebilmek için hemen stimülasyon sonrası motor çağrılmış potansiyellerin belirlenmesine başlayın. Bunu yapmak için:

İlk olarak, TMS cihazını dinlenme motor eşiğinin %120'sinde tekli pulslar verecek şekilde ayarlayın. Şimdi bobini, aynı motor hotspot üzerine, TBS ile stimüle edilen konumla tamamen aynı yere gelecek şekilde denenin. Önceki adımda kullanılan aynı elektrot kurulumunu kullanarak 10 tekli puls ile stimülasyon uygulayın; ardından ortaya çıkan 10 MEP seviyesini ölçün ve kaydedin.

Bu ME Ps değerlerinin ortalaması alınmalı ve bu zaman noktasındaki sonuç olarak kaydedilmelidir. Ardından, parametreleri kullanarak TBS sonrası şu 11 zaman noktasında stimülasyon uygulayın: beş, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 ve son olarak stimülasyondan 120 dakika sonra; her bir zaman noktasında yeni 10 darbeli grup kayıtlar ölçülmeli ve ortalamaları toplanmalıdır. İşlem tamamlandığında, yüzey elektrotlarını çıkarın ve deneğin kulak tıkaçlarını çıkarıp ayağa kalkmasına izin verin.

Deneylere katıldıkları için kendisine teşekkür ettiğinizden emin olun. Ayrıca, diğer TBS parametrelerinin araştırılabilmesi için denekten gelecekteki bir TMS seansına tekrar gelmesini isteyin. TMS seansının sonuçları, kullanılan TBS paternine bağlı olacaktır.

Burada, aralıklı theta burst stimülasyon paterni kullanıldığında bir gruba ait bazı temsili sonuçlar görülmektedir. Burada görüldüğü üzere, deneğin doğal plastisite durumunu yansıtan MEP değerlerinde süre boyunca bir artış gözlemlenmelidir. Benzer şekilde, sürekli theta burst stimülasyon paterni kullanıldığında, bu prosedürü takiben deneğin doğal plastisite durumunu yansıtan MEP değerlerinde süre boyunca bir azalma gözlemlenmelidir.

Anormal plastisitenin nasıl ortaya çıktığı ve nasıl tedavi edilebileceği gibi ek soruları yanıtlamak amacıyla davranışsal görevler, farmasötik müdahaleler ve/veya ek stimülasyon paradigmaları gibi diğer prosedürler uygulanabilir.