Het effect van nr-TMS op HD-EEG metingen tijdens het uitvoeren van taaltesten bij gezonde proefpersonen

Bij mensen met een hersentumor is vaak een hersenoperatie nodig. Het kan zo
zijn dat zo*n hersentumor dicht bij gebieden in de hersenen ligt, die
verantwoordelijk zijn voor praten, lezen of schrijven. Om ervoor te zorgen dat
deze gebieden tijdens de operatie niet beschadigd raken, moeten patiënten soms
wakker worden gemaakt tijdens deze operatie. De chirurg kan tijdens de operatie
door middel van kleine elektrische stroom pulsjes de hersenfunctie tijdelijk
verstoren terwijl de patiënt gelijktijdig een taaltest doet. Hierdoor kan de
chirurg weten of in het deel wat gestimuleerd wordt, belangrijke taalfunctie
zit. Als dat zo is, kan dat gestimuleerde deel van de hersenen niet verwijderd
worden. Deze wakkere hersenchirurgie is vaak erg spannend en ook vermoeiend
voor patiënten. Ook zijn er nog andere nadelen aan deze techniek en daarom is
het belangrijk om voor de operatie al een beter idee te krijgen over welk deel
van de hersenen nodig is om te kunnen spreken en taal te begrijpen en dus niet
verwijderd kan worden. We verwachten dat we door beter geïnformeerd te zijn
voor de operatie de wakkere periode voor patiënten veel korter kan duren en in
de toekomst misschien helemaal niet meer nodig is.

Een manier om de precieze locatie van de taalfunctie in de hersenen in kaart te
brengen is door het meten van hersenfunctie met genavigeerde repetitieve
transcraniële magnetische stimulatie, kortweg nr-TMS. Nr-TMS kan met behulp van
korte magnetische pulsjes de hersenen stimuleren. Hiervoor wordt een spoel, die
een sterke magneet bevat, op het hoofd geplaatst. Door dat magneetveld kan in
de hersenen een kleine elektrische stroom worden opgewekt. Op die manier kan de
werking van een klein stukje van de hersenen tijdelijk worden verstoord. Om
deze verstoringen te meten gebruiken we een hersenfilmpje, oftewel een
elektro-encefalogram (EEG). We gebruiken een EEG met meer meetpunten dan
normaal. Omdat we meer meetpunten hebben, kunnen we preciezer de elektrische
signalen van de hersenen te meten. Tijdens dit onderzoek zullen we de
taalfunctie verstoren met behulp van het nr-TMS apparaat. Tegelijkertijd gaan
we met het EEG meten hoe de hersenen reageren op deze verstoring. Tijdens de
verstoring doen we taaltesten. Ons uiteindelijke doel is om bij patiënten met
een hersentumor dit nr-TMS-EEG onderzoek uit te voeren voor hun operatie.
Hierdoor verwachten we dat de operatie beter kan worden uitgevoerd.

In dit onderzoek onderzoeken we wat er veranderd aan de hersenactiviteit
wanneer we de taalfunctie testen en wat daarvan op een High-Density
elektro-encefalogram (HD-EEG) te detecteren is. Hierbij zullen we ook de
hersenactiviteit tijdelijk verstoren door middel van hersenstimulatie. Hiervoor
zullen we genavigeerde repetitieve transcraniële magnetische stimulatie
(nr-TMS) gebruiken. We zullen bij dit onderzoek de taalfunctie testen door u
gelijktijdig plaatjes te laten benoemen op een beeldscherm. Om dit onderzoek te
kunnen uitvoeren is ook een MRI-scan van de hersenen nodig.

Voor het onderzoek is het nodig dat u twee keer naar het ziekenhuis komt en zal
maximaal 4 uur duren. Het intakegesprek en de MRI-scan duren in totaal ongeveer
een half uur. Het experiment zelf zal ongeveer 3 uur duren.
We doen het volgende bij het onderzoek:
- Vóór het eerste bezoek zal u een informatiebrief krijgen samen met een
vragenlijst met exclusiecriteria. Na 2 weken wordt u gebeld door een
onderzoeker met de vraag of u mee wilt doen aan het onderzoek. Ook zal de
onderzoeker met u de exclusiecriteria vragenlijst doornemen en vervolgens een
afspraak plannen.
- Tijdens het eerste bezoek zal de onderzoeker met u een intakegesprek voeren.
Hier legt de onderzoeker het onderzoek nogmaals kort uit en kunt u nog vragen
stellen. Dit zal ongeveer 15 minuten duren. Vervolgens zal u een MRI-scan
krijgen van uw hoofd. Het maken van de MRI-scan zal ook ongeveer 15 minuten
duren, waarvan het scannen maar 5 minuten duurt.
- De MRI-scan zal worden beoordeeld door een neuroradioloog of neurochirurg.
Wanneer hier geen afwijkingen te vinden zijn zal u worden uitgenodigd voor het
tweede bezoek.
- Tijdens het tweede bezoek zal het onderzoek worden uitgevoerd, dit zal
ongeveer 3 uur duren. Voor het onderzoek vragen we u uw sieraden af te doen,
met name kettingen en oorbellen. Ook vragen we u om bankpassen en eventuele
elektronische apparaten, zoals telefoons, aan de kant te leggen. Het
TMS-apparaat werkt met sterke magneet waardoor er schade kan ontstaan wanneer
metalen, elektronische apparaten of bankpassen in de buurt zijn.
- Tijdens het onderzoek zit u op een comfortabele stoel en krijgt u eerst een
*cap* (een badmuts met gaatjes) met elektrodes op het hoofd. Deze elektrodes
zijn met een pasta gevuld en nemen het hersenfilmpje op. De huid onder de
gaatjes zal wat gekrast worden om het hersenfilmpje zo goed mogelijk te kunnen
maken. Dit kan licht onaangenaam zijn, maar niet pijnlijk.
- Wanneer deze cap is aangesloten laten we u plaatjes op een beeldscherm zien
en vragen we u deze zo snel mogelijk moeten benoemen in een zin. Bijvoorbeeld;
op het plaatje is een kat te zien, dan zegt u: *Dit is een kat*. Als een hond
te zien is: *Dit is een hond* enz.
- Vervolgens zal er een instrument met reflecterende balletjes worden
vastgemaakt op de EEG-cap. Dit is nodig voor het navigatie apparaat. Ook zal de
onderzoeker het TMS-apparaat klaarmaken voor het verdere onderzoek, hierbij zal
u gevraagd worden om ontspannen stil te blijven zitten.
- Vóór de stimulatie start zal bepaald worden op welke intensiteit gestimuleerd
moet worden. Tijdens deze bepaling wordt geprobeerd spiertrekkingen op te
wekken in de hand met het TMS-apparaat. Hiervan merkt u niks, behalve dat
onvrijwillige spierbewegingen wat vreemd aanvoelen.
- Wanneer alles klaar staat, vragen we u nogmaals plaatjes te benoemen die u op
een beeldscherm ziet. Tijdens dit tweede deel van het onderzoek zullen we het
TMS-apparaat aanzetten waardoor het apparaat tijdens de meting magnetische
pulsjes zal geven. Deze magnetische pulsen kunnen ervoor zorgen dat u moeite
gaat hebben met het benoemen van de plaatjes die u ziet, dit effect duurt maar
een paar seconden. Deze magnetische pulsen doen geen pijn. Soms kan het zo zijn
dat er wat spieren in het gezicht aanspannen, wat hinderlijk kan zijn. Als dat
zo is kunnen we op een andere manier stimuleren waardoor dit minder aanwezig is.
- Na een aantal keer benoemen van plaatjes en stimulatie met het TMS-apparaat
is de meting klaar en kunt u zelfstandig weer het ziekenhuis verlaten.

De deelnemers zullen nr-TMS pulsen ontvangen, de effect waarvan worden gemeten met behulp van HD-EEG. deze pulsen zullen worden toegediend op de linker fronto-temporale regio van het brein. Stimulatie zal plaats vinden voor 1 seconde met een frequentie van 5 Hz op een intensiteit van 100% van de resting Motor Threshold (rMT). Hierna volgt er een rust periode van 3 seconde. Deze hoeveelheid, frequentie, en intensiteit van de TMS pulsen valt gepubliceerde veiligheidsnormen zijn (Rossi et al., 2009, Clin Neurophysiol).

MRI
Aan het ondergaan van een MRI-scan zijn geen bekende risico*s verbonden. Het
kan als onprettig worden ervaren wanneer u langere tijd stil moet liggen
tijdens de scan. Ook kan het liggen in de scanner als claustrofobisch worden
ervaren. U dient u wel te realiseren dat er op de MRI-scan onverwacht
afwijkingen kunnen worden gevonden. Als dit zo is zal uw huisarts hiervan op de
hoogte worden gesteld.

EEG
Aan het ondergaan van een EEG zijn geen bekende risico*s verbonden. Het kan als
onprettig worden ervaren wanneer u de EEG-muts langere tijd moet opdoen of
wanneer de pasta in uw haar blijft zitten na het onderzoek.

TMS
Het risico van nr-TMS kan als verwaarloosbaar tot minimaal beschouwd worden. U
kunt de TMS-puls horen, deze klinkt als een luide klik. Het kan zijn dat het
TMS-apparaat ervoor zorgt dat spieren rondom uw gezicht zich zullen aanspannen.
Dit kan als onprettig worden ervaren maar zal van korte duur zijn. Wanneer het
te onprettig wordt, kunt u dit altijd aangeven, waarna het onderzoek kan worden
aangepast of gestopt. Tijdens de stimulatie kunt u milde, kortdurende
bijwerkingen ervaren. De meest voorkomende bijwerkingen zijn nekpijn/discomfort
(±40%), lokale discomfort aan de hoofdhuid (±39%), spanningshoofdpijn tijdens
en vlak na stimulatie (±28%) en duizeligheid. In studies met patiënten (bv. met
epilepsie) of studies met bijzonder intensieve (niet standaard) stimulatie,
zijn in zeldzame gevallen epileptische aanvallen omschreven. De meest ernstige
- doch zeer zeldzame - bijwerking van TMS is het krijgen van een eenmalig
epileptische aanval. Dit komt in 0.08 van de 1000 sessies voor en de kans is
vrijwel nihil als u geen epilepsie of een andere neurologische ziekte heeft.
Daarom zal er bij het experiment of op de afdeling van het experiment dicht bij
een neuroloog of neurochirurg aanwezig zijn om adequate hulp te kunnen geven.
Ook zal er bij het experiment vaak een (student) KNF-laborant aanwezig zijn.
Om deze risico*s tegen te gaan, krijgt u een uitgebreide screening voor het
onderzoek. Zie Bijlage D voor een volledige lijst van nr-TMS contra-indicaties.
Ook is er een keer beschreven dat er oppervlakkige brandwonden zijn ontstaan
doordat de TMS-stimulator oververhit was geraakt. In onze apparatuur zit een
temperatuur-beveiligingssysteem: om de 4 seconden wordt de temperatuur van de
stimulator gemeten en bij meer dan 40 °C wordt het TMS-apparaat automatisch
uitgeschakeld. Dit risico is bij alle TMS-behandelingen aanwezig.


Computerprogramma voor het tonen van afbeeldingen en het timen van TMS.
Om ervoor te zorgen dat de afbeeldingen op precies hetzelfde moment worden
getoond als de TMS-pulsen worden gegeven, maken we gebruik van een
computerprogramma. Dit programma is ontwikkeld en getest in het UMCG. Omdat dit
computerprogramma nieuw is, brengt het mogelijke risico's met zich mee. Het
programma kan vastlopen, er kan een kabel kapotgaan, of de stimulatiewaarden
kunnen verkeerd worden ingevoerd. Dit kan ervoor zorgen dat u misschien meer
TMS-pulsen krijg dat de bedoeling is. Er zit echter een beveiliging in het
systeem die ervoor zorgt dat de pulsen altijd binnen de veilige
stimulatienormen blijven. Bij elke meting zijn minimaal 2 onderzoekers aanwezig
om het risico op negatieve gevolgen voor u zo klein mogelijk te houden. De
stimulator kan namelijk door de ene onderzoeker direct van het hoofd worden
verwijderd en daarnaast kan degene die bij de computer staat er ook direct voor
zorgen dat de computer, dus de TMS-apparatuur wordt uitgeschakeld. Daarnaast
zit er een grote stopknop op het TMS-apparaat zelf waardoor de apparatuur kan
worden uitgeschakeld.