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Gamma-transcranial alternating current stimulation and theta-burst stimulation: inter-subject variability and the role of BDNF
Clinical Neurophysiology ( IF 4.7 ) Pub Date : 2020-11-01 , DOI: 10.1016/j.clinph.2020.08.017
Andrea Guerra , Francesco Asci , Alessandro Zampogna , Valentina D'Onofrio , Simona Petrucci , Monia Ginevrino , Alfredo Berardelli , Antonio Suppa

OBJECTIVE The main limitation of neuromodulation techniques is inter-subject variability. Combining theta-burst stimulation (TBS) with gamma-transcranial alternating current stimulation (γ-tACS) allows to shape cortical plasticity. However, it is unknown whether γ-tACS modifies TBS-induced response variability. In this study, we measured the inter-subject variability of TBS-γ tACS and controlled the effect of the Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) Val66Met polymorphism. METHODS Intermittent TBS (iTBS)-sham tACS, iTBS-γ tACS, continuous TBS (cTBS)-sham tACS, and cTBS-γ tACS were applied in randomised sessions. Inter-subject variability was measured using grand average and clustering methods. TBS-γ tACS effects on motor evoked potentials (MEP) were compared between Val/Val and Met carriers. RESULTS We found that γ-tACS boosted iTBS-induced MEP facilitation and cancelled cTBS-induced MEP depression. Grand average analysis showed that γ-tACS prominently increased the percentage of iTBS responders and cTBS non-responders. The clustering method demonstrated that TBS-γ tACS response varied between subjects, a phenomenon unrelated to the BDNF genotype. CONCLUSIONS Enhancing γ oscillations through tACS boosts iTBS-induced LTP-like plasticity and suppresses cTBS-induced LTD-like plasticity of the primary motor cortex in a reliable manner. The BDNF Val66Met polymorphism does not influence these effects. SIGNIFICANCE Since γ-tACS significantly increases the number of iTBS responders, it may be used in clinical settings.

中文翻译:

Gamma-transcranial 交流电刺激和 theta-burst 刺激:受试者间变异性和 BDNF 的作用

目的 神经调节技术的主要限制是受试者间的变异性。将 theta-burst 刺激 (TBS) 与伽马经颅交流电刺激 (γ-tACS) 相结合,可以塑造皮质可塑性。然而,γ-tACS 是否会改变 TBS 诱导的反应变异性尚不清楚。在这项研究中,我们测量了 TBS-γ tACS 的受试者间变异性并控制了脑源性神经营养因子 (BDNF) Val66Met 多态性的影响。方法 间歇性 TBS (iTBS)-sham tACS、iTBS-γ tACS、连续 TBS (cTBS)-sham tACS 和 cTBS-γ tACS 应用于随机治疗。使用大平均和聚类方法测量受试者间的变异性。在 Val/Val 和 Met 载体之间比较 TBS-γ tACS 对运动诱发电位 (MEP) 的影响。结果我们发现γ-tACS 增强了iTBS 诱导的M​​EP 促进作用并消除了cTBS 诱导的M​​EP 抑制。总体平均分析表明,γ-tACS 显着增加了 iTBS 响应者和 cTBS 无响应者的百分比。聚类方法表明,TBS-γ tACS 反应因受试者而异,这种现象与 BDNF 基因型无关。结论 通过 tACS 增强 γ 振荡可增强 iTBS 诱导的 LTP 样可塑性,并以可靠的方式抑制初级运动皮层的 cTBS 诱导的 LTD 样可塑性。BDNF Val66Met 多态性不影响这些效果。意义 由于 γ-tACS 显着增加了 iTBS 应答者的数量,因此它可用于临床环境。总体平均分析表明,γ-tACS 显着增加了 iTBS 响应者和 cTBS 无响应者的百分比。聚类方法表明,TBS-γ tACS 反应因受试者而异,这种现象与 BDNF 基因型无关。结论 通过 tACS 增强 γ 振荡可增强 iTBS 诱导的 LTP 样可塑性,并以可靠的方式抑制初级运动皮层的 cTBS 诱导的 LTD 样可塑性。BDNF Val66Met 多态性不影响这些效果。意义 由于 γ-tACS 显着增加了 iTBS 应答者的数量,因此它可用于临床环境。总体平均分析表明,γ-tACS 显着增加了 iTBS 响应者和 cTBS 无响应者的百分比。聚类方法表明,TBS-γ tACS 反应因受试者而异,这种现象与 BDNF 基因型无关。结论 通过 tACS 增强 γ 振荡可增强 iTBS 诱导的 LTP 样可塑性,并以可靠的方式抑制初级运动皮层的 cTBS 诱导的 LTD 样可塑性。BDNF Val66Met 多态性不影响这些效果。意义 由于 γ-tACS 显着增加了 iTBS 应答者的数量,因此它可用于临床环境。结论 通过 tACS 增强 γ 振荡可增强 iTBS 诱导的 LTP 样可塑性,并以可靠的方式抑制初级运动皮层的 cTBS 诱导的 LTD 样可塑性。BDNF Val66Met 多态性不影响这些效果。意义 由于 γ-tACS 显着增加了 iTBS 应答者的数量,因此它可用于临床环境。结论 通过 tACS 增强 γ 振荡可增强 iTBS 诱导的 LTP 样可塑性,并以可靠的方式抑制初级运动皮层的 cTBS 诱导的 LTD 样可塑性。BDNF Val66Met 多态性不影响这些效果。意义 由于 γ-tACS 显着增加了 iTBS 应答者的数量,因此它可用于临床环境。
更新日期:2020-11-01
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