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. Onze hypothese is dat in
de hier voorgestelde replicatie experimenten wij de eerdere bevindingen van
inhibitie van de prikkelbaarheid van M1 door TUS bevestigen. Daarnaast
verwachten wij het effect van variatie in lengte van stimulatie te bevestigen.
Eerder onderzoek heeft ook aangetoond dat dezelfde TUS parameters aangeboden in
blokken als vergeleken met het constant afwisselen van TUS parameters
resulteert in meer robuuste effecten. Om deze reden is onze hypothese dat in
een nieuw experiment we dezelfde verschillen in grootte van effect van TUS
zien. Deze resultaten kunnen het experimentele design van vervolgonderzoek
informeren.

Ons hoofddoel is het repliceren van twee eerdere experimenten uitgevoerd door
Fomenko en collega*s (2020). Het eerste experiment onderzoekt of TUS van M1
leidt tot een verminderde M1 prikkelbaarheid. Het tweede experiment onderzoekt
of het variëren van TUS stimulus lengte een effect heeft op de prikkelbaarheid
van M1. Aan dit onderzoek zullen we een nieuw onderdeel toevoegen, waarbij
gekeken wordt of de robuustheid van de gevonden effecten afhangt van het
aanbieden van TUS parameters in blokken of afwisselend.
Ons secundaire doel is het tot stand brengen van de technische
uitvoerbaarheid van het combineren van TMS en TUS aan de Radboud Universiteit.

Deze studie is een enkelblind gerandomiseerd placebo-gecontroleerd onderzoek.
De studie bestaat uit twee sessies. Tijdens de eerste sessie wordt de
prikkelbaarheid van M1 (ook wel genoemd: motorische drempel) bij rust
gekwantificeerd en worden er structurele MRI scans gemaakt. Tijdens de tweede
sessie is de interventie. Er zijn hierbij twee factoren binnen-subjecten. De
eerste factor is TUS (passieve placebo / actieve placebo / interventie TUS). De
tweede factor is Parameter Presentatie (in blokken / afwisselend).

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.