Standardisierte Induktion und Beurteilung der Langzeitpotenzierungs-ähnlichen kortikalen Plastizität mittels transkranieller Magnetstimulation

In den letzten Jahren hat sich die transkranielle Magnetstimulation (TMS) zu einer nicht-invasiven, kostengünstigen und effizienten Technik zur Untersuchung und Modulation der neuronalen Aktivität im menschlichen Gehirn entwickelt¹. Unter den verschiedenen Stimulationsparadigmen hat die intermittierende Theta-Burst-Stimulation (iTBS) aufgrund ihrer Fähigkeit, eine Langzeitpotenzierung (LTP)-ähnliche Plastizität im menschlichen motorischen Kortex zu induzieren, große Aufmerksamkeit erregt². Insbesondere liefert iTBS hochfrequente Bursts in Theta-Intervallen, die endogene Theta-Gamma-Kopplungsmuster nachahmen, die mit synaptischer Plastizität verbunden sind³. Es induziert LTP-ähnliche Plastizität, indem es N-Methyl-D-Aspartat-Rezeptoren (NMDARs)⁴ aktiviert, wodurch die Mg²⁺-Blockade aufgehoben wird und Ca²⁺ in das postsynaptische Neuron eindringen^{kann 5}. Dieser Ca2⁺-Einstrom löst nachgeschaltete Signalkaskaden aus, einschließlich der Aktivierung der Calcium/Calmodulin-stimulierten Proteinkinase II (CaMKII), die die Phosphorylierung⁶ und die Insertion von α-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionsäurerezeptoren (AMPARs) fördert und dadurch die synaptische Übertragung^{verbessert 7}. Im Vergleich zu anderen nicht-invasiven Ansätzen, wie z. B. der wiederholten transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) oder der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS), kann die iTBS eine LTP-ähnliche kortikale Plastizität mit kürzerer Stimulationsdauer und geringerer Intensität induzieren, was sie zu einer besser verträglichen Option bei Probanden^{macht 8,9,10}. Um die durch iTBS induzierten neuroplastischen Effekte zu bewerten, messen Forscher häufig Veränderungen der Amplituden des motorisch evozierten Potentials (MEP), die durch Elektromyographie (EMG) aufgezeichnet werden und eine erhöhte kortikospinale Erregbarkeit widerspiegeln¹¹. Studien haben gezeigt, dass diese MEP-Enhancements bis zu 60 Minuten nach der Stimulation bestehen bleiben können, was auf eine vorübergehende, aber robuste Modulation der kortikalen Erregbarkeit hinweist^10,12. Aufgrund der kurzen Verabreichungszeit und des gut etablierten Sicherheitsprofils eignet sich iTBS besonders für wiederholte Anwendungen sowohl im experimentellen als auch im klinischen Kontext¹⁰. Insbesondere ein Standard-iTBS-Protokoll (600 Impulse, 192 s) sowie herkömmliche 10-Hz-rTMS-Protokolle (1.200-1.500 Impulse, 15-20 min) induzieren zuverlässig vergleichbare LTP-ähnliche Plastizitätseffekte ^8,13. Als solches wird es zunehmend verwendet, um die synaptische Plastizität bei gesunden Personen und Patientenpopulationen zu untersuchen, was wertvolle Einblicke in plastizitätsbedingte Defizite bei neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer (AD), Schlaganfall und Depression liefert.

Die synaptische Plastizität, ein grundlegender Mechanismus der neuronalen Plastizität, liegt kritischen Prozessen wie Lernen und Gedächtnis zugrunde. Sie spiegelt die Fähigkeit des Gehirns wider, die Stärke und Wirksamkeit synaptischer Verbindungen als Reaktion auf Erfahrungen oder Umweltreize zu modifizieren¹⁴. Unter den verschiedenen Formen der synaptischen Plastizität ist LTP ein gut etabliertes Modell für Lernen und Gedächtnis durch die Verbesserung der synaptischen Übertragung¹⁵. Immer mehr Hinweise deuten darauf hin, dass Beeinträchtigungen der LTP-ähnlichen Plastizität eng mit kognitiven und Verhaltensdefiziten bei neurologischen Störungen wie AD¹⁶ verbunden sind. Diese Beeinträchtigungen können krankheitsspezifische Störungen der synaptischen Signalübertragung und der plastizitätsbezogenen molekularen Signalwege widerspiegeln, einschließlich Veränderungen in der Induktion, Expression oder Aufrechterhaltung von LTP¹⁷. Daher ist das Verständnis und die Quantifizierung der synaptischen Plastizität unerlässlich, um therapeutische Strategien zur Wiederherstellung der kognitiven Funktion, der motorischen Kontrolle, der sensorischen Integration und der emotionalen Regulation voranzutreiben und eine effektive Neurorehabilitation zu ermöglichen.

Während Techniken wie iTBS zur Induktion von LTP-ähnlicher Plastizität und Einzelpuls-TMS zur Beurteilung der kortikalen Plastizität ein spannendes Potenzial bieten, erfordert ihre Anwendung die strikte Einhaltung standardisierter Protokolle, um Genauigkeit und Reproduzierbarkeit zu gewährleisten. Inkonsistente Methoden können zu Variabilität führen, die die Zuverlässigkeit der Ergebnisse beeinträchtigen kann. Darüber hinaus schränken methodische Inkonsistenzen zwischen den Studien, einschließlich Unterschieden in der Stimulationsintensität, der Positionierung der Spule und dem Zeitpunkt der Ergebnismessungen, die Reproduzierbarkeit der TMS-induzierten Plastizitätsergebnisse ein. In der Praxis wird iTBS typischerweise bei 80 % der ruhemotorischen Schwelle (RMT)¹⁸ verabreicht, und die zuverlässige Induktion der LTP-ähnlichen Plastizität hängt außerdem von einer präzisen Spulenpositionierung ab, die am häufigsten durch Neuronavigationsanleitung^{erreicht wird 19}. Dementsprechend zielt dieser Artikel darauf ab, ein standardisiertes, neuronavigationsgesteuertes Protokoll zur Induktion von LTP-ähnlicher Plastizität durch iTBS zu demonstrieren, gefolgt von der Beurteilung der kortikalen Plastizität mittels Einzelpuls-TMS. Der Schwerpunkt dieses Artikels liegt auf den wesentlichen technischen Verfahren und betrieblichen Überlegungen, die erforderlich sind, um präzise und zuverlässige Messungen der kortikalen Plastizität zu erreichen.

Die Ethikkommission des ersten angeschlossenen Krankenhauses der Nanjing Medical University genehmigte die Protokolle (Nummer 2023-SR-789), und das Protokoll wurde im chinesischen Register für klinische Studien (Nummer ChiCTR2400082549) registriert. Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit der Erklärung von Helsinki durchgeführt. Vor der Aufnahme in die Studie wurde eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt.

1. Prozess der Einwilligung

1. Erläutern Sie vor jeder Bewertung das Ziel der Bewertung, die wichtigsten experimentellen Verfahren und alle potenziellen Risikofaktoren im Zusammenhang mit der Studie. Beantworten Sie alle Fragen oder Bedenken. Fordern Sie die Bestätigung des Einwilligungsprozesses und die Unterschrift auf dem Einwilligungsformular an.
2. Die Nichteinhaltung der TMS-Sicherheitskriterien stellt einen Ausschlussgrund dar. Stellen Sie die folgenden Fragen mit dokumentierten Antworten. Ein Ja zu einem Kriterium stellt einen Ausschlussgrund dar:
   Haben Sie Metallimplantate oder Geräte, die nicht mit TMS kompatibel sind (z. B. Herzschrittmacher, Cochlea-Implantate, Aneurysma-Clips)?
   Haben Sie eine Vorgeschichte von Epilepsie oder Krampfanfällen oder eine Familienanamnese von Epilepsie?
   Nehmen Sie derzeit Medikamente ein, die Anfälle auslösen können?
   Haben Sie schwere kognitive oder kommunikative Defizite, die eine Teilnahme an der Studie verhindern würden?
   Haben Sie schwere Erkrankungen der Halswirbelsäule (z. B. Zervixstenose oder Wirbelsäuleninstabilität)?
   Haben Sie direkte Verletzungen oder Schädeldefekte im Stimulationsbereich?
   Wenn Sie eine Frau im gebärfähigen Alter sind: Sind Sie schwanger oder möglicherweise schwanger? Bei Verdacht auf eine Schwangerschaft ist ein Blut- oder Urin-HCG-Test durchzuführen und positive Fälle auszuschließen.

2. Präparation des Kopfmodells mit Hilfe eines Neuronavigationssystems

1. Verwenden Sie das Neuronavigationssystem (Version 2.5.3.50294) im gesamten Protokoll, um die Positionierung der Spule zu steuern, anatomische Orientierungspunkte zu registrieren, die Spule zu kalibrieren und die konsistente Spulenplatzierung während der RMT-Bestimmung und der iTBS-Stimulation beizubehalten.
2. Einrichtung des Neuronavigationssystems: Verwenden Sie das System, um visuelles Echtzeit-Feedback über die Position der TMS-Spule und ihre Ausrichtung relativ zu anatomischen Orientierungspunkten zu erhalten, wodurch eine genaue Zielbestimmung während der funktionellen Identifizierung des motorischen Hotspots im primären motorischen Kortex (M1) gewährleistet wird, der dem kontralateralen Zielmuskel²⁰ entspricht.
3. Einrichtung eines dreidimensionalen (3D) Kopfmodells: Generieren Sie das 3D-Kopfmodell entweder unter Verwendung der in der Neuronavigationssoftware bereitgestellten Standard-Gehirnvorlagen oder anhand einzelner Magnetresonanztomographie (MRT)-Scans. Wenn Sie entweder den Einzel-MRT- oder den Standard-Schablonenmodus auswählen, registrieren Sie anatomische Orientierungspunkte in der axialen, sagittalen und koronalen Ebene. Führen Sie eine Segmentierung der Kopfhautoberfläche durch, um ein dreidimensionales Kopfmodell zu generieren.
4. Kalibrierung der Spule
   1. Führen Sie nach Abschluss der Registrierung des Kopfmodells eine Spulenkalibrierung durch, um eine präzise Echtzeit-Verfolgung innerhalb des Neuronavigationssystems zu gewährleisten. Navigieren Sie durch die TMS-Einstellungen, klicken Sie auf Spulenauswahl> Werkzeugflächen kalibrieren. Platzieren Sie die TMS-Spule, die mit reflektierenden Markern ausgestattet ist, auf einem dafür vorgesehenen Kalibrierblock. Richten Sie die Referenzpunkte auf der physikalischen Spule unter Softwareanleitung mit den entsprechenden Punkten auf dem Kalibrierblock aus.
   2. Befolgen Sie nach der Erstkalibrierung die Systemanweisung, um die Spule über dem Kalibrierblock zu positionieren, um die Genauigkeit zu bestätigen. Klicken Sie auf Kalibrieren , um die automatische Kalibrierung zu starten. Akzeptieren Sie nur Kalibrierungen mit einem räumlichen Fehler unter 3 mm²¹. Führen Sie andernfalls eine Neukalibrierung durch. Sicherstellen, dass die Position, die Ausrichtung und der Neigungswinkel der Spule während der gesamten TMS-Sitzung²² zuverlässig verfolgt werden können.

3. Identifizierung des Motor-Hotspots

1. Positionierung der Teilnehmer: Bitten Sie den Teilnehmer, auf einem bequemen Stuhl mit Rücken- und Armstütze zu sitzen, um Kopf- und Körperbewegungen zu minimieren. Halten Sie beide Hände während des Eingriffs völlig entspannt und ruhig. Vermeiden Sie Bewegungen der nicht zielgerichteten Hand, die die Messungen verwirren könnten.
2. Einrichtung des Head-Trackings: Befestigen Sie die infrarotreflektierenden Marker an der Stirn, um die Echtzeit-Verfolgung der Kopfposition während der Sitzung zu ermöglichen. Befestigen Sie die Marker mit Klebepflastern und stellen Sie sicher, dass sie von der Neuronavigation erkannt werden, was durch grüne Markierungen angezeigt wird (nicht erkannte Marker werden rot angezeigt).
3. Landmark-Registrierung: Verwenden Sie einen verfolgten Zeiger, um nacheinander drei anatomische Orientierungspunkte auf der Kopfhaut zu markieren: die Nasión, die linke supratragische Kerbe und die rechte supratragische Kerbe. Ermöglichen Sie dem Neuronavigationssystem, die tatsächliche Kopfposition räumlich mit dem 3D-Kopfmodell²³ zu registrieren.
4. Probenahme der Kopfform: Verwenden Sie den Zeiger, um etwa 200 bis 300 zusätzliche Punkte auf der Kopfhaut zu sammeln, um die Registrierungsgenauigkeit^{zu verbessern 24}. Ermöglichen Sie der Software, ein individualisiertes Kopfformmodell auf der Grundlage dieser Punkte automatisch anzupassen, um die Ausrichtung zwischen MRT-Bildern und dem tatsächlichen Koordinatensystem²⁵ zu optimieren.
5. EMG-Aufzeichnung: Platzieren Sie die Aufzeichnungselektrode über dem Bauch des Zielm. Abductor pollicis brevis (APB) und die Referenzelektrode in der Nähe des Interphalangealgelenks des Daumens, in einem Abstand von ca.²⁶. Nehmen Sie MEPs mit einer Abtastrate von 100 kHz mit einer Mindestauflösung von <0,2 μV und einem Frequenzgangbereich von 1-25 kHz auf, während die Elektrodenimpedanzen unter 5 kΩ gehalten wurden. Stellen Sie sicher, dass das EMG-Basissignal minimales Rauschen, eine stabile Wellenform und keine offensichtliche Drift oder elektrische Interferenz aufweist, bevor Sie fortfahren²⁷.
6. Ermitteln des Motor-Hotspots
   1. Bestimmen Sie die M1-Koordinaten durch Verabreichung einer Einzelimpuls-TMS (Achterspule, 70 mm) etwa 5 cm lateral und 0-1 cm anterior relativ zum Vertex²⁸, kontralateral zum Zielmuskel, um die maximale MEP-Amplitude hervorzurufen, was eine präzise Lokalisierung des motorischen Hotspots ermöglicht. Halten Sie die Hand vollständig entspannt, um eine willkürliche Muskelkontraktion zu vermeiden, die die MEP-Messungen beeinträchtigen könnte.
   2. Richten Sie den Griff der Spule um 45° nach hinten zur Mittellinie aus, um den elektromagnetischen Strom senkrecht zum zentralen Sulcus²⁹ zu übertragen. Bewegen Sie die Spirale systematisch in 1-cm-Schritten um den markierten M1-Bereich in alle Richtungen, einschließlich anterior, posterior, medial und lateral³⁰, in Abständen von 5 s³¹. Definieren Sie den Motor-Hotspot als den Standort, der die größte MEP-Amplitude in der entspannten APB³² erzeugt.
7. Motorische Hotspot-Markierung: Sobald der funktional definierte motorische Hotspot identifiziert ist, markieren Sie ihn sofort innerhalb des Neuronavigationssystems. Lassen Sie das System nach der Markierung automatisch wichtige räumliche Parameter aufzeichnen, einschließlich des Abstands zwischen der Spule und dem Zielpunkt, der Neigungsabweichung und der Rotationsabweichung. Verwenden Sie diese Metriken, um eine präzise und reproduzierbare Spulenplatzierung während des gesamten Stimulationsverfahrens³³ zu gewährleisten.

4. RMT-Ermittlung

1. Messen Sie die Peak-to-Peak-Amplitude anhand von Oberflächen-EMG-Daten, um den MEP zu erhalten, wobei Sie den gleichen EMG-Aufbau und die gleichen Parameter wie in Schritt 3.5 beschrieben anwenden. Definieren Sie RMT als die minimale Stimulusintensität, die in mindestens fünf von zehn aufeinanderfolgenden Einzelpuls-TMS-Versuchen einen MEP mit Spitze-zu-Spitze-Amplituden von mehr als 50 μV hervorruft²⁸.

5. Bewertung der LTP-ähnlichen Plastizität

1. Ausgangsbewertungen: Erfassen Sie 20 aufeinanderfolgende TMS-evozierte MEPs in 5-s-Intervallen am motorischen Hotspot. Stellen Sie die Stimulusintensität der MEPs auf 120 % RMT ein, was an MEPs von ca. 1 mV³⁴ erinnert.
2. Induktion von LTP-ähnlicher Plastizität: Stimulieren Sie mit einem TMS-Gerät (Achterspule, 70 mm). Tragen Sie iTBS mit einer Intensität von 80 % RMT auf den Motor-Hotspot auf, um eine LTP-ähnliche Plastizität zu induzieren. Verwenden Sie das iTBS-Protokoll, das aus Ausbrüchen von drei Stimuli bei 50 Hz besteht, die mit 5 Hz wiederholt werden. Wiederholen Sie einen 2-s-Zug dieses Impulsstimulus, gefolgt von 8 s Pause für insgesamt 200 s (600 Impulse)¹⁰.
3. Plastizitätsbewertung: Erfassen Sie 20 MEPs nach 5 Minuten, 10 Minuten, 15 Minuten und 30 Minuten nach der iTBS-Intervention mit der gleichen Stimulationsintensität (120 % RMT), um die Plastizität³⁵ zu beurteilen.
4. LTP-ähnliche Plastizitätsquantifizierung: Berechnen Sie die mittlere Peak-to-Peak-Amplitude der 20 MEPs, die zu jedem Zeitpunkt (Baseline, 5 min, 10 min, 15 min und 30 min nach iTBS) aufgezeichnet wurden, um die kortikale Erregbarkeit quantitativ widerzuspiegeln³⁶. Die MEP-Amplituden nach der Stimulation werden als normalisiertes Verhältnis relativ zum Ausgangswert ausgedrückt, um die Erregbarkeitsmaße über Sitzungen und Individuen hinweg zu standardisieren. Das Ergebnis ist die rohe MEP-Amplitude und die normierte MEP-Amplitude zum letzten Post-iTBS-Zeitpunkt, was den Behandlungseffekt³⁷ darstellt.
5. Berechnen Sie die normierte MEP-Amplitude zu jedem Zeitpunkt wie folgt:
   
   Klassifizieren Sie Personen mit einem normalisierten MEP-Wert im Gesamtdurchschnitt >1,1 als erleichtert, <0,9 als gehemmt und zwischen 0,9 und 1,1 als unverändert nach jeder iTBS-Bedingung³⁸.

Während der Demonstration wurde ein Neuronavigationssystem verwendet, um die genaue Positionierung der TMS-Spule über dem Motor-Hotspot zu steuern, räumliches Feedback in Echtzeit zu geben und die Variabilität der Spulenplatzierung zu minimieren. Ein TMS-Gerät (Achterspirale, 70 mm) sorgte während der gesamten Sitzung für eine Stimulation. Um das Vorgehen zu veranschaulichen, werden im Folgenden repräsentative Ergebnisse eines Teilnehmers vorgestellt. Die aufgezeichneten MEP-Amplituden zeigten stabile und konsistente Reaktionen über Einzelpulsversuche hinweg, was die Stabilität der durch Neuronavigation gesteuerten Spulenplatzierung widerspiegelt. Zeitabhängige Erhöhungen der MEP-Amplitude nach iTBS deuten auf eine LTP-ähnliche Plastizität hin. Die Daten können analysiert werden, indem die rohen MEP-Amplituden zu Studienbeginn und nach der Stimulation mit normalisierten MEP-Amplituden verglichen werden, sowie durch die Klassifizierung einzelner Reaktionen als erleichternd, hemmend oder unverändert. Insgesamt zeigen diese repräsentativen Ergebnisse, dass das beschriebene Protokoll eine genaue Lokalisierung des motorischen Hotspots, eine reproduzierbare Stimulation und eine quantitative Bewertung von stimulationsinduzierten LTP-ähnlichen plastischen Veränderungen ermöglicht.

Einrichtung und Lokalisierung des Neuronavigationssystems

Die Einrichtung des Neuronavigationssystems und das Lokalisierungsverfahren wurden durchgeführt, um einzelne anatomische Orientierungspunkte in axialer, sagittaler und koronaler Ebene zu identifizieren und zu registrieren, einschließlich der Nasión, der linken supratragischen Kerbe und der rechten supratragischen Kerbe. Diese Orientierungspunkte dienten als Referenzen für die anschließende Erstellung des individualisierten 3D-Kopfmodells und gewährleisteten eine genaue Koregistrierung zwischen anatomischen Strukturen und Stimulationszielen (Abbildung 1). Die räumliche Registrierung wurde initialisiert, indem die gleichen drei anatomischen Orientierungspunkte auf der Kopfhaut identifiziert wurden. Das System lieferte visuelles Echtzeit-Feedback über die Position der Spule und ihre Ausrichtung relativ zu den vordefinierten Stimulationsstellen innerhalb des M1 kontralateral zum Zielmuskel, um sicherzustellen, dass die Stimulation genau an die Zielkortikalbereiche abgegeben wurde.

Abbildung 1: Registrierung von Orientierungspunkten. Identifizierung von anatomischen Orientierungspunkten am Schädel des Teilnehmers mit Hilfe des Neuronavigationssystems, um eine genaue räumliche Registrierung zu ermöglichen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Etablierung eines 3D-Kopfmodells

Ein individualisiertes 3D-Kopfmodell der Kopfhaut des Teilnehmers wurde auf der Grundlage der Neuronavigationsregistrierung und der Probenahme der Kopfhautoberfläche erstellt. Der mittlere Registrierungsfehler während der Ausrichtung der anatomischen Orientierungspunkte und der Kopfform lag unter 1,5 mm, was eine präzise Platzierung der Spirale während der gesamten Stimulationssitzung ermöglichte (Abbildung 2).

Abbildung 2: Konstruktion eines 3D-Kopfmodells. Visualisierung des rekonstruierten 3D-Kopfmodells basierend auf Neuronavigationsregistrierung und Kopfhautoberflächenprobenahme, die ein präzises Coil-Tracking und kortikales Mapping während der Stimulation ermöglicht. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Identifizierung von Motor-Hotspots

Der motorische Hotspot wurde anhand von TMS-evozierten MEPs funktionell identifiziert, indem das Gehirn mit TMS stimuliert und MEPs aufgezeichnet wurden. Der Ort, der die stärkste Reaktion hervorruft, wurde als motorischer Hotspot definiert (Abbildung 3).

Abbildung 3: Lokalisierung von Motor-Hotspots. Echtzeitanzeige der Stimulationsstelle über dem M1 kontralateral zum Zielmuskel, entsprechend dem motorischen Hotspot für den Ziel-APB. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Bestimmung der RMT

Die RMT wurde mittels Einzelpuls-TMS bestimmt. Die RMT war die niedrigste Stimulationsintensität, bei der MEPs mit Peak-to-Peak-Amplituden von >50 μV in mindestens 5 von 10 aufeinanderfolgenden Studien gemäß der Standard-RMT-Definition28 beobachtet wurden, was sicherstellte, dass die TMS-Stimulation über der Schwelle für eine effektive motorische Aktivierung lag (Abbildung 4).

Abbildung 4: RMT-Bestimmung. Repräsentative MEP-Wellenform, die während der RMT-Bewertung vom Ziel-APB aufgezeichnet wurde. Die Zahlen 1-10 stehen für 10 aufeinanderfolgende Einzelpuls-TMS-Studien. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Grundlegende Messungen

Vor der iTBS wurde die kortikospinale Erregbarkeit durch Abgabe von 20 Einzelpuls-TMS-Stimuli bei 120% RMT mit 5-s-Intervallen über den identifizierten motorischen Hotspot beurteilt (Abbildung 5).

Abbildung 5: Ausgangswerte des Europäischen Parlaments. Zwanzig repräsentative Europaabgeordnete des Ziel-APB wurden durch Single-Puls-TMS bei 120 % RMT unter gelockerten Bedingungen ermittelt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Induktion von LTP-ähnlicher Plastizität

Das iTBS-Protokoll wurde mit 80 % der individuellen RMT geliefert, wobei Bursts von drei Impulsen bei 50 Hz verwendet wurden, die bei 5 Hz wiederholt wurden (600 Impulse über 200 s). Die Protokolle des Stimulatormodus bestätigten, dass alle Sitzungen die geplante Pulszahl ohne Unterbrechung lieferten und die Ausgangsintensität während der gesamten Sitzung stabil blieb.

LTP-ähnliche Plastizitätsquantifizierung

Nach der Anwendung des iTBS-Protokolls wurden die MEP-Amplituden zu mehreren Zeitpunkten (z. B. 5 min, 10 min, 15 min und 30 min) aufgezeichnet, um Veränderungen der kortikalen Erregbarkeit im Laufe der Zeit zu beobachten (Abbildung 6).

Abbildung 6: Abgeordnete nach der iTBS-Pandemie. Repräsentative MEPs eines Teilnehmers wurden aus dem Ziel-APB mit 120 % RMT bei (A) 5 min, (B) 10 min, (C) 15 min und (D) 30 min nach iTBS aufgezeichnet. Jedes Panel zeigt 20 Wellenformen an, die die zeitabhängige Modulation der Amplitude veranschaulichen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Rohe Europaabgeordnete

Um die Änderungen der Erregbarkeit zu quantifizieren, wurden die mittleren Peak-to-Peak-MEP-Amplituden zu Studienbeginn und zu jedem Zeitpunkt nach der Stimulation berechnet (Abbildung 7).

Abbildung 7: Mittlere MEP-Amplituden. Die mittleren MEP-Amplituden werden zu Studienbeginn und nach 5 min, 10 min, 15 min und 30 min nach iTBS bei einem repräsentativen Teilnehmer aufgezeichnet. Jeder Datenpunkt stellt den Mittelwert von 20 Einzelpuls-TMS-Stimuli dar, wobei Fehlerbalken die Standardabweichung (SD) anzeigen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Normalisierte Abgeordnete

Die MEP-Amplituden zu jedem Zeitpunkt nach der Stimulation wurden auf den Ausgangswert normiert. Der zeitabhängige Anstieg und die anschließende Abnahme der MEP-Amplitude spiegeln das charakteristische Profil der LTP-ähnlichen Plastizität wider (Abbildung 8).

Abbildung 8: Normalisierte mittlere MEP-Amplituden. Die MEP-Amplituden wurden bei einem repräsentativen Teilnehmer bei einem repräsentativen Teilnehmer auf Ausgangswerte (Post/Baseline-Verhältnis) nach 5 min, 10 min, 15 min und 30 min nach iTBS normiert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Innerhalb der ersten Minuten nach der Stimulation wurde ein deutlicher Anstieg der MEP-Amplitude beobachtet, was auf eine vorübergehende Verbesserung der kortikospinalen Erregbarkeit hindeutet. Diese Verbesserung nimmt im Laufe der Zeit allmählich ab. Nach dem vordefinierten Klassifikationskriterium38 (normalisierter MEP-Wert >1,1 als erleichtert, <0,9 als gehemmt und zwischen 0,9 und 1,1 als unverändert) wurde der repräsentative Teilnehmer als vermittelt eingestuft, wobei der mittlere normalisierte MEP-Wert über alle Zeitpunkte nach der Stimulation (5 min, 10 min, 15 min und 30 min) über 1,1 lag. Diese zeitabhängige Modulation wird gemeinhin als Manifestation von LTP-ähnlicher Plastizität interpretiert.

Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen oder andere Interessenkonflikte im Zusammenhang mit dieser Arbeit.