测量单脉冲经颅磁刺激诱导的对侧沉默期以研究M1皮质脊髓抑制

摘要

对侧沉默期（cSP）评估是指示皮质兴奋性和治疗反应的有希望的生物标志物。我们展示了一种评估cSP的方案，用于研究上肢和下肢的M1皮质脊髓抑制。

摘要

对侧沉默期 （cSP） 是在运动诱发电位 （MEP） 后由肌电图 （EMG） 捕获的背景肌肉电活动抑制期。为了获得这一点，通过传递到所选目标肌肉的主要运动皮层（M1）的超阈值经颅磁刺激（TMS）脉冲来引发MEP，而参与者则提供标准化的自愿目标肌肉收缩。cSP 是 MEP 后发生的抑制机制的结果;它提供了最初~50毫秒脊髓抑制的广泛时间评估，以及之后的皮质抑制。研究人员试图更好地了解cSP背后的神经生物学机制，以验证其作为不同神经精神疾病的潜在诊断，替代和预测生物标志物。因此，本文介绍了一种测量下肢和上肢M1 cSP的方法，包括目标肌肉的选择、电极放置、线圈定位、自主收缩刺激测量方法、强度设置和数据分析，以获得具有代表性的结果。它的教育目标是为下肢和上肢执行可行、可靠和可重复的 cSP 方案提供视觉指南，并讨论该技术的实际挑战。

引言

沉默期 （SP） 是在持续肌肉收缩期间应用经颅磁刺激 （TMS） 诱导的运动诱发电位 （MEP） 之后的肌电图 （EMG） 沉默期。超阈值TMS脉冲可以应用于目标肌肉的对侧或同侧初级运动皮层（M1），从中记录肌电图活动产生两种现象：对侧沉默期（cSP）和同侧沉默期（iSP）。

尽管 iSP 和 cSP 具有相似的功能，但它们反映的组件可能略有不同。第一种被认为反映了经胼胝体抑制，因此完全来自皮质^1，2。相反，cSP 被研究为皮质脊髓抑制的可能替代物，最有可能由 M1³，^4，5 内的 γ-氨基丁酸 （GABA） B 受体介导。

支持cSP在GABA介导的途径中的作用，以前的工作发现口服GABA^{增强成分后}cSP持续时间增加5，⁶，^7，8。尽管如此，脊柱过程也参与改变其持续....

研究方案

该议定书涉及对人类受试者的研究，并与地方伦理委员会的机构和伦理准则以及《赫尔辛基宣言》保持一致。在研究中使用其数据时，获得了受试者的知情同意。

1. 实验前程序

1. 筛选对象。筛查受试者的颅内植入物、癫痫、癫痫发作史和妊娠。使用问卷指南确保遵守最新的安全预防措施³².
   1. 对于颅内植入铁磁材料（例如弹片、动脉瘤夹或焊接碎片）的个体，禁用使用 TMS 传递电磁脉冲。对癫痫发作可能性增加的个人采取预防措施。
   2. TMS评估对孕妇没有胎儿风险，建议孕妇在处理这一人群时采取保守的立场。在儿科人群中应用TMS是安全的，在某些发育阶段（即囟门闭合，皮质兴奋性成熟和外耳道生长）谨慎进行³³。
2. 准备材料。对于此过程，除了TMS和EMG设备外，您还可以使用泳帽，酒精垫（制备70%异丙醇），导电凝胶和打开EMG软件设置的计算机以及适合所研究肌肉的测功机（见 材料表）。
   注意：泳帽的优点是最便宜和最容易获得的选择，仍然可以进行可靠和可重复的 TMS 评估，而不会引起标记受试者头部的不适。

2. 对患者的适当指导

1. 解释该程序的....

结果

按照分步程序后，传递超阈值TMS脉冲（RMT的120%）将在目标肌肉的EMG记录中引发可观察到的MEP，以及随后的大约150ms至300ms的背景EMG活动抑制（图2）。根据该 EMG 模式，可以计算 cSP 指标。报告最多的结局是相对和绝对SP的持续时间（在ms范围内）。相对SP是从MEP开始到肌电图活动重新出现的测量。一种替代方案是使用放大的电机激励输出（根据协议，MSO = RMT的120%）来确定相对SP.......

讨论

引出 MEP 和 SP 的默认 SI 可能因总体而异。低至 80% RMT 的强度已被证明可以在健康个体中引起 cSP³⁹，但对健康和患病人群的研究仍然使用高达 150% RMT⁴⁹，^50，51 的强度。尽管这种异质性来源可能是目标人群性质所固有的，但不应忽视，因为不同的SI已经显示出独立（无论肌肉收缩力如何）决定了MEP^39.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alcohol pads	Medline		Preparation with 70% isopropyl alcohol
Conductive gel	Weaver and Company		Used on the electrode
Echo Pinch	JTECH medical	0902A302	Digital dynamometer.
Mega-EMG	Soterix Medical	NS006201	Digital multiple channel EMG with built in software.
MEGA-TMS coil	Soterix Medical	NS063201	8 shaped TMS coil
Mega-TMS stimulator	Soterix Medical	6990061	Single Pulse TMS
Neuro-MEP.NET	Soterix Medical		EMG software used to analyse the muscles eletrical activity.
Swim cap	Kiefer