Transcraniele magnetische stimulatie gedurende fMRI: het onderzoeken van neuronale activatie gedurende TMS

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een methode die op een veilige en
non-invasieve manier tijdelijk de hersenactiviteit kan beïnvloeden. Momenteel
wordt het in vele klinische en onderzoeks-toepassingen gebruikt. De kennis
omtrent de geïnduceerde magneetvelden en de juiste TMS dosering is echter nog
zeer beperkt. Eerder onderzoek heeft geprobeerd om de neuronale activatie
tijdens TMS te voorspellen door het maken van electromagnetische modellen, en
deze te valideren door de TMS magneetvelden in kaart te brengen met een MRI
scanner. Deze studies hebben echter veelal simplificaties van huidige TMS
technieken gebruikt, wat het moeilijk maakt om de resultaten te generaliseren
naar realistische TMS opstellingen.
Recentelijk heeft onze onderzoeksgroep een nieuwe TMS-MRI opstelling ontwikkeld
welke het mogelijk maakt om TMS magnetische velden accuraat in kaart te brengen
tijdens het gebruik van een realistische TMS opstelling zoals die binnen
onderzoek en klinisch werk veelal wordt gebruikt. Op deze wijze kunnen we
electromagnetische modellen van TMS valideren, en de TMS plaatsing en dosering
binnen gelijktijdige TMS-MRI corrigeren, zodat grovere methoden zoals de
motordrempel om individuele TMS dosering te bepalen niet langer nodig is.

Het doel van deze studie is het valideren van rekenmodellen welke neuronale
activatie gedurende TMS voorspellen.

Tien gezonde proefpersonen van tenminste 18 jaar oud zullen een sessie van
gelijktijdige TMS stimulatie en MRI ondergaan, en een sessie met enkel MRI
zonder gelijktijdige TMS stimulatie. Gedurende de TMS-MRI sessie zullen we ook
de standaard ECG apparatuur van de scanner gebruiken, echter in plaats van deze
te gebruiken voor het meten van de hartslag, zal deze gebruikt worden om de
TMS-geinduceerde duimbeweging van de hand te meten. We zullen drie van de meest
belangrijke locaties in het brein voor TMS onderzoek stimuleren: M1 in de motor
cortex, de linker dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC), en de
temporo-parietale junctie (TPJ).
Dit is een observationele studie waarbij fMRI, DTI en MR phase mapping methoden
worden gebruikt om het TMS veld te evalueren. De totale studiedeelname zal een
tijdsomvang van ongeveer 5 uur hebben.

Het risico dat gepaard gaat met deelname aan een fMRI-TMS experiment is
verwaarloosbaar. Het wordt niet groter geacht dan wanneer fMRI of TMS in
isolatie wordt toegepast. De potentiele risico*s van een TMS spoel in de MRI
scanner brengen zijn geëlimineerd door de speciale opstelling die door onze
onderzoeksgroep is ontwikkeld. Een vergelijkbare setup is gebruikt in een
eerdere studie van onze groep, welke is gebruikt in 8 participanten zonder
adverse events. De huidig ontwikkelde opstelling heeft daarbij nog een extra
ingebouwde veiligheid, welke niet alleen het openen van de relay maar ook het
sluiten van de relay regelt. Voor de bekende risico*s van fMRi en TMS worden de
gebruikelijke voorzorgsmaatregelen genomen zoals nauwkeurige screening van
participanten.