Verwendung Repetitive Transkranielle Magnetstimulation zur Sprache Funktion bei Schlaganfall-Patienten mit chronischer Non-fließend Aphasie verbessern
Summary
Wir erforschen die Verwendung von repetitiven transkraniellen Magnetstimulation (rTMS) zur sprachlichen Fähigkeiten bei Patienten mit chronischem Schlaganfall und Aphasie nicht verbessern. Nach der Identifizierung einer Website in der rechten frontalen Gyrus für jeden Patienten die optimal reagiert auf Stimulation, zielen wir diesen Ort während zehn Tagen rTMS Behandlung.
Abstract
Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich gezeigt, deutlich zu verbessern Sprache Funktion bei Patienten mit nicht-Aphasie 1. In diesem Experiment zeigen wir die Verwaltung von niederfrequenten repetitiven TMS (rTMS) zur optimalen Stimulation Website in der rechten Hemisphäre bei Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Eine Batterie standardisierte Sprache Maßnahmen wird verabreicht, um die Baseline-Leistung zu bewerten. Die Patienten sind anschließend randomisiert und erhielten entweder echte rTMS oder anfängliche Schein Stimulation. Patienten in der realen Stimulation unterzogen eine Website-Phase, in der eine Reihe von sechs rTMS Sitzungen über fünf Tage verabreicht besteht; Stimulation an eine andere Stelle in der rechten Frontallappen während jeder dieser Sitzungen geliefert. Jeder Standort-Befund Sitzung besteht aus 600 Impulsen von 1 Hz rTMS, vorangestellt und durch ein Bild-naming Aufgabe gefolgt. Durch den Vergleich der Grad der vorübergehenden Änderung der Benennung Fähigkeit ausgelöst durch Stimulation von cand.idate Websites, sind wir in der Lage, um den Bereich der optimalen Reaktion für jeden einzelnen Patienten zu finden. Wir haben dann verabreichen rTMS zu dieser Website während der Behandlungsphase. Während der Behandlung unterziehen Patienten insgesamt zehn Tagen nach Stimulation über den Zeitraum von zwei Wochen, jede Sitzung von 20 min von 1 Hz rTMS bei 90% ruhen motorischen Schwelle geliefert zusammen. Stimulation mit einem fMRI-naming Aufgabe auf den ersten und letzten Tagen der Behandlung gepaart. Nach der Behandlung Phase abgeschlossen ist, wird die Sprache Batterie an der Basislinie wiederholt zwei und sechs Monaten nach der Stimulation, um rTMS-induzierten Änderungen in der Leistung zu ermitteln. Die fMRI-naming Aufgabe wird auch wiederholt zwei und sechs Monate nach der Behandlung. Patienten, die randomisiert der Schein-Arm der Studie sind unterziehen Schein Website-Befund, Schein-Behandlung, fMRI-Studien benennen, und wiederholen Sie die Sprache testen zwei Monate nach Abschluss der Behandlung Schein. Sham Patienten dann hinüber in die reale Stimulation Arm Abschluss real site-Befund, real treatment, fMRI, und zwei-und Sechs-Monats-post-Stimulation Sprachtests.
Introduction
Aphasie-eine erworbene Defizit von Sprachkenntnissen-ist eine häufige und oft schwächende Folge der Hub 2. Obwohl ein gewisses Maß an Erholung von Aphasie nach akutem Schlaganfall ist typisch, erleben viele Patienten zumindest ein gewisses Maß an anhaltenden Defizite und vorhandene Sprache Therapien werden in der Regel als nur mäßig wirksam in die Erholung zu erleichtern 3-5. In den letzten Jahren haben die Entstehung der nichtinvasiven Stimulation Techniken wie die transkranielle Magnetstimulation (TMS) als Erfolg versprechende Behandlungsansätze für eine Vielzahl von Defiziten nach Schlaganfall, einschließlich Aphasie gesehen. TMS verwendet das Prinzip der elektromagnetischen Induktion und beinhaltet die Erzeugung eines schnell Flussmittel Magnetfeld in einer Spule aus Draht. Wenn die Spule benachbart angeordnet ist, um den Kopf eines Patienten, dringt das Magnetfeld der Kopfhaut und Schädeldecke, induziert einen Strom in den zugrunde liegenden kortikalen Neuronen, die ausreichend ist, um neuronale Membranen und Gen depolarisiert istRate Aktionspotentiale 3. TMS Parameter wie Frequenz, Intensität und Anzahl der Impulse variiert werden, um unterschiedliche neurophysiologischen hervorzurufen, Verhaltens-und Wahrnehmungswirkungen 4,5 ist. Repetitive TMS (rTMS) beinhaltet die Verabreichung einer Reihe von Impulsen mit einer vorbestimmten Frequenz und Wirkungen erzeugt, die die Anwendung der Stimulation überdauern können. Germane dem aktuellen Experiment belegt, dass rTMS bei einer niedrigen Frequenz (0,5-2 Hz) geliefert fokal kortikalen Erregbarkeit verringern, während hochfrequente Stimulation hat mit Rindenerregung 3 in Verbindung gebracht tendiert. rTMS ist als eine Behandlung für verschiedene neurologische und psychiatrische Störungen, insbesondere Depressionen 6 untersucht.
Eine wachsende Zahl von Anzeichen dafür, dass niederfrequente rTMS verwendet werden, um Sprache Erholung bei Personen mit chronischem Schlaganfall-induzierten Aphasie zu verbessern. Naeser und Kollegen waren die ersten 7,8 bis 1 Hz inhibito geltenry rTMS auf der rechten inferioren frontalen Gyrus für 20 min fünf Tagen pro Woche für zwei Wochen in vier Rechtshänder Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Signifikante Verbesserungen in Namensgebung wurden beobachtet, die blieb für mindestens acht Monate nach Abschluss der Stimulation 8. Wir anschließend repliziert und diese Ergebnisse erweitert, und haben gezeigt, dass 1 Hz Stimulation in persistent Verbesserungen sowohl Namensgebung und spontane Rede löste in chronischen nicht-fließend Aphasiker 9-11 geführt. Ermutigend sind die Ergebnisse von kleinen Studien wie diese in weiteren Untersuchungen bei Patienten mit chronischem Schlaganfall 12 repliziert, sowie bei Patienten mit Schlaganfall und Aphasie subakute 13.
Ein wichtiger und fast allgegenwärtige Merkmal vor TMS-Studien bei Patienten mit nicht-Aphasie ist, dass die heilsame Wirkung der Stimulation zu ortsspezifischen erscheinen. Die Annahme der Ansatz zunächst Naeser beschäftigtund Kollegen haben die meisten Untersuchungen, bei denen rTMS verwendet wurde, um Sprache Verwertung zu erleichtern, die richtigen pars triangularis 1 (Brodmann Bereich 45) ausgerichtet. In der Tat hat die jüngsten Beweise vorgeschlagen, dass die Stimulation von anderen Regionen der rechten inferioren frontalen Gyrus kann unwirksam sein, oder können sogar schädliche Wirkungen auf die sprachlichen Leistungen 14, unterstreicht die Notwendigkeit einer sorgfältigen individuellen Identifizierung der optimalen Stimulation Websites.
Aufbauend auf dem Ansatz Naeser und Kollegen 8 gegründet, erforscht unserer laufenden Untersuchung der Auswirkungen von hemmenden rTMS im inferioren frontalen Gyrus auf die Sprache fliessend, und untersucht auch die topographische Besonderheit der rTMS-Effekte in der rechten Frontallappen. In diesem Artikel stellen wir eine detaillierte Beschreibung, wie ein optimaler Standort für Stimulation bei Patienten mit chronischen nicht-Aphasie identifiziert werden. Anschließend beschreiben wir die Verabreichung von therapeutischen rTMS und erklären our Techniken für die Beurteilung der Wirksamkeit der Stimulation bei der Verbesserung der Sprache Erholung in dieser Population.
Protocol
Representative Results
Discussion
Das Ziel dieses Artikels ist es, detailliert die Schritte zur Identifizierung einer ansprechenden Zielort in der rechten Hemisphäre bei Patienten mit chronischen nicht-fließend Aphasie. Auf diese Weise sind wir in der Lage, diese Zielregion therapeutisch zu stimulieren, beurteilen die Auswirkungen der Stimulation auf die Sprache fliessend, und verwenden Sie Niedrig-Frequenz rTMS auf langfristige Verbesserungen bei der Benennung und Geläufigkeit bei Patienten mit chronischen nicht-Aphasie zu entlocken. Unser Ansatz re…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wird durch die folgenden Quellen der Finanzierung unterstützt:
MAN: NIH 2R01 DC05672-04A2
RHH: NIH / NINDS 1K01NS060995-01A1
RHH: Robert Wood Johnson Foundation / Harold Amos Medizinischen Fakultät Development Program
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Rapid transcranial magnetic stimulator | Magstim | ||
| 3.0 Trio Scanner | Siemens | ||
| 8 channel head coil | Siemens | ||
| Brainsight neuronavigational system | Rogue Research |
References
- Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation. Brain Lang. 118, 40-50 (2011).
- Wade, D. T., Hewer, R. L., David, R. M., Enderby, P. M. Aphasia after stroke: natural history and associated deficits. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 49, 11-16 (1986).
- Maeda, F., Pascual-Leone, A. Transcranial magnetic stimulation: studying motor neurophysiology of psychiatric disorders. Psychopharmacology (Berl). 168, 359-376 (2003).
- Elkin-Frankston, S., Fried, P. J., Pascual-Leone, A., Rushmore, R. J., Valero-Cabr, A. A novel approach for documenting phosphenes induced by transcranial magnetic stimulation. J. Vis. Exp. (38), e1762 (2010).
- Najib, U., Horvath, J. C., Silvanto, J., Pascual-Leone, A. State-dependency effects on TMS: a look at motive phosphene behavior. J. Vis. Exp. (46), e2273 (2010).
- Horvath, J. C., Mathews, J., Demitrack, M. A., Pascual-Leone, A. The NeuroStar TMS device: conducting the FDA approved protocol for treatment of depression. J. Vis. Exp. (45), e2345 (2010).
- Martin, P. I., et al. Transcranial magnetic stimulation as a complementary treatment for aphasia. Semin. Speech Lang. 25, 181-191 (2004).
- Naeser, M. A., et al. Improved picture naming in chronic aphasia after TMS to part of right Broca’s area: an open-protocol study. Brain and Language. 93, 95-105 (2005).
- Hamilton, R. H., et al. Stimulating conversation: enhancement of elicited propositional speech in a patient with chronic non-fluent aphasia following transcranial magnetic stimulation. Brain Lang. 113, 45-50 (2010).
- Turkeltaub, P. E., et al. Minimizing within-experiment and within-group effects in activation likelihood estimation meta-analyses. Hum. Brain Mapp. , (2011).
- Medina, J., et al. Finding the Right Words: Transcranial Magnetic Stimulation Improves Discourse Productivity in Non-fluent Aphasia After Stroke. Aphasiology. , (2012).
- Barwood, C. H., et al. Improved language performance subsequent to low-frequency rTMS in patients with chronic non-fluent aphasia post-stroke. Eur. J. Neurol. , (2010).
- Weiduschat, N., et al. Effects of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Aphasic Stroke: A Randomized Controlled Pilot Study. Stroke. , (2011).
- Naeser, M. A., et al. TMS suppression of right pars triangularis, but not pars opercularis, improves naming in aphasia. Brain Lang. 119, 206-213 (2011).
- Kaplan, E., Goodglass, H., Weintraub, S. . Boston Naming Test (BNT). , (2001).
- Snodgrass, J. G., Vanderwart, M. A standardized set of 260 pictures: norms for name agreement, image agreement, familiarity, and visual complexity. J. Exp. Psychol. Hum. Learn. 6, 174-215 (1980).
- Goodglass, H., Kaplan, E. . The assessment of aphasia and related disorders. , (1972).
- Goodglass, H., Kaplan, E., Barresi, B. . Boston Diagnostic Aphasia Examination (BDAE). , (1983).
- Helm-Estabrooks, N. . Cognitive linguistic quick test (CLQT): Examiner’s manual. , (2001).
- Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord and roots: basic principles and procedures for routine clinical application. Report of an IFCN committee. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 91, 79-92 (1994).
- Dunn, L. M., Peabody Hottel, J. V. picture vocabulary test performance of trainable mentally retarded children. Am. J. Ment. Defic. 65, 448-452 (1961).
- Szekely, A., et al. A new on-line resource for psycholinguistic studies. J. Mem. Lang. 51, 247-250 (2004).
- Martin, P. I., et al. Research with transcranial magnetic stimulation in the treatment of aphasia. Curr. Neurol. Neurosci. Rep. 9, 451-458 (2009).
- Duffau, H., et al. New insights into the anatomo-functional connectivity of the semantic system: a study using cortico-subcortical electrostimulations. Brain. 128, 797-810 (2005).
- Picht, T., et al. Assessing the functional status of the motor system in brain tumor patients using transcranial magnetic stimulation. Acta Neurochir. (Wien). , (2012).
- Fertonani, A., Rosini, S., Cotelli, M., Rossini, P. M., Miniussi, C. Naming facilitation induced by transcranial direct current stimulation. Behav. Brain Res. 208, 311-318 (2010).
- Schlaug, G., Marchina, S., Wan, C. Y. The use of non-invasive brain stimulation techniques to facilitate recovery from post-stroke aphasia. Neuropsychol. Rev. 21, 288-301 (2011).
