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利用经颅磁刺激在行动观察测量运动兴奋性

Overview

资料来源: 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学

经颅磁刺激 (TMS) 是一种非侵入性大脑刺激技术,涉及到通过的电流通过绝缘线圈安置反对头皮。一个简短的磁场由线圈中的电流和感应的物理过程,因为这会导致当前在附近的神经组织。根据持续时间、 频率和幅度,这些磁脉冲,可以在许多不同的方式影响潜在的神经回路。在这里,我们表明单脉冲 TMS,用一个简短的磁脉冲刺激大脑皮层的技术。

TMS 可观察到影响之一是它可以产生肌肉抽搐时应用运动皮层。由于运动皮层皮层组织,可以根据线圈精确地放置针对性不同部位的肌肉。导致这些肌肉抽搐,称为运动诱发的电位或欧洲议会议员,电气信号可以记录和通过有针对性的肌肉在皮肤上放置电极来量化。欧洲议会议员的振幅可以被解释为反映底层运动皮质兴奋性的;例如,当运动皮层被激活时,观察到欧洲议会议员较大。

在这个实验,最初由上场和同事1 ,因为由许多其他人仿效,2研究的基础使用单脉冲经颅磁刺激在行动观察期间测试的运动皮质兴奋性。众所周知,运动皮层可以激活不只当我们移动,但当我们观看他人执行动作时。对这种现象的一般理解是,它反映了一个模拟过程可能在理解其他人的行动中发挥作用。在这里我们将记录欧洲议会议员在初级运动皮层诱发 TMS 虽然受试者观察别人相比控制刺激的运动。

Procedure

1.招募 20 名学员。

  1. 参与者应是右手坐标系和没有的神经或精神疾病史。
  2. 与会者应该有正常或更正正常的视觉,以确保能够正确地看到视觉刺激。

2.预试验程序

  1. 从参与者获得书面的同意和解释什么参与实验。
  2. 解释参与者将观看一系列的短视频,虽然 TMS 脉冲传递到大脑。主体可能体验轻敲了敲头从经颅磁刺激线圈,但应与参与关联没有极不舒服。

3.准备 TMS 的主题。

  1. 坐在舒适的椅子上,在计算机屏幕前主题。应该在 90 º 角,弯曲自己的手肘和手应该舒舒服服地趴。
  2. 使用腮托来修复运动中的头,确保主体的眼睛从电脑屏幕约 50 厘米。
  3. 准备置入电极肌电图的手部皮肤用酒精清洗。
  4. 将两个肌电电极放在第一背侧骨间 (FDI) 肌肉的右手。
    1. 通过询问参与者 flex 其外国直接投资肌肉并将该第一电极放在该位置找到肌张力的峰值位置。

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Results

MEP 波幅比较揭示了促进效应(图 1)。MEP 振幅记录从外国直接投资肌肉时相比控制视频手动作影片明显更大。这一结果表明,兴奋性行动观察时,运动皮层增加。

Figure 1
图 1:MEP 振幅在行动观察。从第一背侧骨间肌运动诱发的电位时观察手的动作,手臂运动或...

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Application and Summary

单脉冲经颅磁刺激技术适合于研究运动皮层,既因为这皮层的大脑额叶表面上的可访问位置和生产形式的欧洲议会议员在肌肉中的直接观测到反应。测量的皮质脊髓运动兴奋性现象的过程中人类行动观察电机模拟提供了进一步的支持。此谐振的运动可能会影响社会的行为,例如在了解其他人在做的过程作出贡献。此外,这项技术提供了电机激活期间的行动,4可能是重要的提高性能通过心?...

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References
  1. Fadiga, L., Fogassi, L., Pavesi, G. & Rizzolatti, G. Motor facilitation during action observation: a magnetic stimulation study. J Neurophysiol 73, 2608-2611 (1995).
  2. Fadiga, L., Craighero, L. & Olivier, E. Human motor cortex excitability during the perception of others' action. Curr Opin Neurobiol 15, 213-218 (2005).
  3. Gangitano, M., Mottaghy, F.M. & Pascual-Leone, A. Phase-specific modulation of cortical motor output during movement observation. Neuroreport 12, 1489-1492 (2001).
  4. Wright, D.J., Williams, J. & Holmes, P.S. Combined action observation and imagery facilitates corticospinal excitability. Front Hum Neurosci 8, 951 (2014).
  5. Aglioti, S.M., Cesari, P., Romani, M. & Urgesi, C. Action anticipation and motor resonance in elite basketball players. Nat Neurosci 11, 1109-1116 (2008).
  6. Koski, L., Lin, J.C., Wu, A.D. & Winstein, C.J. Reliability of intracortical and corticomotor excitability estimates obtained from the upper extremities in chronic stroke. Neurosci Res 58, 19-31 (2007).
Tags
TMSTranscranial Magnetic StimulationMotor ExcitabilityAction ObservationBrain ActivityMuscle ExcitationMotor CortexNeuronsElectrical SignalsContractionMovement

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Overview

1:53

Experimental Design

7:24

Running the Experiment

10:27

Representative Results

11:51

Applications

13:54

Summary

此集合中的视频:

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