Het effect van een motorische handtaak op de exciteerbaarheid van de motorische cortex

In de laatste 3 decenia is Transcraniele Magnetische Stimulatie (TMS) een
belangrijk wetenschappelijke techniek geworden in klinische studies en de
gehele neurowetenschappen. Door heel snel een grote stroom door een kopere
spoel te sturen kan een magnetische veld worden opgewekt, dat vervolgens een
elektrisch veld kan opwekken in het medium dat zich onder de spoel bevind.
Wanneer de spoel bovenop de hoofdhuid word geplaatst kan het neuronen
depolarizeren en actiepotentialen opwekken. Voor de motorische cortex kunnen
deze actiepotentialen geobjectiveerd worden door een motor evoked potential
(MEP) te meten in de bijbehorende contra-laterale spier met behulp van
elektromyografie (EMG). De stimulatie intensiteit die nodig is om een MEP op te
wekken met een gespecificeerde amplitude is een maat voor de individuele
corticale prikkelbaarheid op een specifiek tijdstip.

De corticale prikkelbaarheid staat echter niet compleet vast en kan (tijdelijk)
veranderen. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan met een simpele motorische taak.
Dit onderzoek is opgezet om te zien of een bepaalde motorische handtaak,
waarmee freezing in het bovenste deel van het lichaam van patiënten met de
ziekte van Parkinson (PD) word gemeten, veranderingen induceert in de corticale
prikkelbaarheid. Het is belangrijk te weten of een bepaalde taak een
verandering induceert in de corticale prikkelbaarheid, voordat het wordt
gecombineerd met TMS in een protocol. De kennis die hiermee word opgedaan kan
worden gebruikt om toekomstige protocollen te ontwerpen en helpen onverwachte
resultaten te verklaren.

Dit onderzoek is opgezet om te zien of een bepaalde motorische handtaak,
waarmee freezing in het bovenste deel van het lichaam van patiënten met de
ziekte van Parkinson (PD) word gemeten, veranderingen induceert in de corticale
prikkelbaarheid. Het is belangrijk te weten of deze specifieke taak een
verandering induceert in de corticale prikkelbaarheid om toekomstige
protocollen te ontwerpen en om te helpen (mogelijke) onverwachte resultaten te
verklaren (in complexe protocollen die TMS en deze motorische handtaak
combineren).

Daarom zijn de volgende doelstellingen opgesteld:

Het primaire doel van deze studie is, om te achterhalen of een eenvoudige
ritmische flexie-extensie van de wijsvinger de corticale prikkelbaarheid van de
primaire motorische cortex verandert, te meten met TMS.

In aanvulling op deze primaire doelstelling willen we weten of er een effect is
van de moeilijkheidsgraad op de veranderingen in de corticale prikkelbaarheid
van de primaire motorische cortex.

De studie is opgezet als een within-subject experiment met gezonde volwassen
vrijwilligers. Het zal bestaan uit een intakegesprek en twee experimentele
sessies. In beide experimentele sessies wordt TMS gecombineerd met een
motorische handtaak. Het enige verschil tussen de sessies is de amplitude van
de bewegingen in de motorische handtaak. De eerste experimentele sessie vind
direct plaats achter de intake op de eerste dag. De tweede experimentele sessie
vindt plaats op een andere dag.

1. Tijdens de intake sessie zullen de deelnemers kennis maken met de TMS
procedure en de motorische taak.
2. Elke sessie bestaat uit zes delen, namelijk (1) het bepalen van de corticale
hotspot en rust motor threshold (RMT), (2) TMS pre metingen, (3) een bimanuele
motorische handtaak, (4) TMS post 1 metingen, (5) rust en (6) TMS post 2
metingen. De totale duur van een sessie is ongeveer 2 uur, met inbegrip van
mogelijke pauzes. De TMS in (2), (4) en (6) wordt toegediend over de corticale
locatie die de meest constante respons in de contra-laterale eerste dorsale
interosseous (FDI) spier opwekt. Deze spier wordt ook gebruikt in de motorische
handtaak. In deze taak wordt de proefpersonen gevraagd hun wijsvingers te
buigen en te strekken met een bepaalde frequentie. Het buigen en strekken wordt
uitgevoerd in tegenfase. Elke TMS blok (2), (4) en (6) bevat 100 enkelvoudige
pulsen en 20 gepaarde TMS pulsen .

Het onderzoek vindt plaats op de afdeling Neurologie, Radboud Universitair
Medisch Centrum Nijmegen.

Per experimentele sessie, zal elke proefpersoon 300 trials single-pulse TMS, 60 trials paired-pulse TMS en ongeveer 100 single pulsen ontvangen. Deze laatste 100 pulsen zijn voor het bepalen van de hotspot en rest motor threshold (RMT).

De belasting voor de proefpersonen is minimaal, namelijk aanwezigheid gedurende
twee experimentele sessies van 2 uur. Vooraf dienen ze te voldoen aan de
dieeteisen in E4.

Betreffende de voordelen en risico's:
Proefpersonen zullen geen voordeel hebben bij deelname aan deze studie
(afgezien van de financiele vergoeding vermeld in D11). Transcraniele
magnetische stimulatie (TMS) is een veel gebruikte niet-invasieve stimulatie
techniek, gebaseerd op het principe van electromagnetische inductie. Tijdens de
stimulatie zal de proefpersoon waarschijnlijk het klikken van de TMS pulsen
horen en stimulatie van de hoofdzenuwen en spieren voelen. Het meest
voorkomende bijeffect is lichte hoofdpijn (komt in 2-4% van de gevallen voor).
Een zware vorm van hoofdpijn is zeldzaam (0.3-0.5%). In TMS studies met
patienten (o.a. epilepsie) of protocolen die verder gaan dan de standaard
protocollen (o.a. intensiteit of frequentie) zijn in zeldzame gevallen
epileptische aanvallen geraporteerd. In de huidige studie zullen alleen gezonde
proefpersonen worden gestimuleerd met een standaard protocol dat binnen de
veiligheids voorschriften valt. Alle proefpersonen zullen van te voren
gescreend worden op hun relevante medische achtergrond en andere TMS
veiligheids aspecten. Samengevat, omdat de risico's en belasting minimaal is,
verwachten we geen serious adverse.