Transcraniële ultrageluid stimulatie van de primaire motorische cortex

Transcraniële Ultrageluid Stimulatie (TUS) is een non-invasieve brein
stimulatie (NIBS) techniek gekarakteriseerd door superieure spatiele focaliteit
en de mogelijkheid voor het stimuleren van zowel corticale als diep gelegen
breingebieden. Op dit moment is het belangrijk om de fundamentele
neurofysiologische effecten van TUS te bevestigen. Dit kan doormiddel van het
meten van de impact van TUS op de prikkelbaarheid van de primaire motorische
cortex (M1). Eerder onderzoek heeft laten zien dat het combineren van TUS met
transcraniële magnetische stimulatie (TMS) leidt tot een reductie in de
amplitude van door TMS geïnduceerde spier samentrekkingen als vergeleken met
condities zonder TUS. Onafhankelijke replicaties van deze fundamentele
bevinding zijn nodig voor het bevestigingen en vergroten van onze kennis over
de neurofysiologische basis van de effecten van TUS. In een recent uitgevoerd
onderzoek hebben wij niet alleen de oorspronkelijke bevindingen gerepliceerd,
maar ook een duidelijke verklaring verschaft voor de eerder waargenomen
effecten door de effecten van neuromodulatie en auditive bij-effecten van
elkaar te scheiden. In de huidige studie trachten we deze initiële bevindingen
te valideren in een ontwerp met minder condities om de studie efficiënter te
maken. Dit experiment zal ons helpen om de neuromodulerende potentie van
ultrageluid stimulatie en zijn auditieve bij-effecten beter te begrijpen en de
experimentele opzet van toekomstige studies te verbeteren.

Om onze eerdere bevindingen waaruit bleek dat TUS en auditieve bij-effecten de
MEP amplitude verlagen te bevestigen in een onafhankelijke steekproef met
behulp van een efficiënter ontwerp. Het verlagen van het aantal condities zal
de datakwaliteit verbeteren en een betere schatting van de effectgrootte
bieden.

De huidige studie zal een enkelblind gerandomiseerd placebo-gecontroleerd
onderzoek zijn. De studie bestaat uit twee sessies. Bij de eerste sessie worden
structurele MRI-scans gemaakt. In de tweede sessie zal hersenstimulatie
plaatsvinden. In de hersenstimulatie sessie zijn er drie within-subject
factoren. De eerste is TUS (sham TUS / actieve controle TUS / verum TUS). De
tweede is de stimulus lengte (100ms / 500ms). De derde is auditieve masker
(geen masker / masker).

Participanten zullen TMS ontvangen op standaard supra-drempel intensiteit en TUS op standaard sub-drempel intensiteit.

Participanten zullen geen directe voordelen ervaren van deelname, maar
participanten zullen wel financieel gecompenseerd worden waar dit van
toepassing is. Daarentegen kunnen participanten wel voordeel zien in het zelf
meemaken van TUS. Participanten zullen uitgebreid gescreend worden voor
contra-indicaties voor NIBS en MRI. TMS is een veel gebruikte NIBS techniek en
is geassocieerd met minimale risico*s. Er bestaan geen gerapporteerde ernstige
nadelige gevolgen in gezonde proefpersonen bij gebruikmaking van protocollen
die zich houden aan gepubliceerde veiligheidsrichtlijnen (i.e. Rossi et al.,
2020; zie: Donders NIBS SOP). Het ingeschatte risico voor deelname aan TUS
experimenten is minimaal. TUS voor neuromodulatie in mensen resulteerde nooit
in ernstige nadelige gevolgen (Pasquinelli et al., 2019). Er zijn daarnaast ook
geen nadelige gevallen bekend gerelateerd aan ultrageluid gebruikt voor
diagnostische doeleinden. Voor zowel TMS en TUS zijn mogelijke minimale
bijwerkingen een gevoel van een lichte voorbijgaande hoofdpijn en vermoeidheid.
Alles bij elkaar genomen zijn de risico*s en mogelijke lasten die komen kijken
bij deelname aan deze studie minimaal en verwachten we geen ernstige nadelige
gebeurtenissen tijdens het project.