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Verwendung von TMS zur Messung motorischer Erregbarkeit während der Beobachtung einer Handlung

Überblick

Quelle: Laboratorien der Jonas T. Kaplan und der Sarah I. Gimbel-Universität von Südkalifornien

Transcranial magnetische Anregung (TMS) ist eine nicht-invasive Gehirn Stimulationstechnik, die vorbeifahrenden Strom durch eine isolierte Spule gegen die Kopfhaut gesetzt beinhaltet. Eine kurze Magnetfeld entsteht durch Strom in der Spule, und wegen den physikalischen Prozess der Induktion, dies führt zu einem Strom in das nahe gelegene Nervengewebe. Je nach Dauer, Häufigkeit und Ausmaß dieser magnetische Impulse kann die zugrunde liegende neuronale Schaltkreise in vielfältiger Weise beeinflusst werden. Hier zeigen wir die Technik des Single-Puls TMS, in dem eine kurze Magnetpuls verwendet wird, um den Neocortex zu stimulieren.

Eine bewirkt beobachtbare TMS, dass es Muskelzuckungen bei Anwendung über den motorischen Kortex zu produzieren. Durch die Somatotopic Gestaltung der motorischen Kortex können verschiedene Muskeln je nach der genauen Platzierung der Spule ausgerichtet werden. Die elektrischen Signale, die diese Muskelzuckungen, motorische evozierte Potentiale oder Abgeordneten, genannt verursachen können aufgezeichnet und durch die Elektroden auf der Haut über den gezielten Muskel quantifiziert. Die Amplitude der Abgeordneten des Europäischen Parlaments kann interpretiert werden, um die zugrunde liegenden Erregbarkeit des motorischen Kortex zu reflektieren; Wenn die motorischen Kortex aktiviert ist, sind zum Beispiel beobachteten Abgeordneten größer.

In diesem experiment, basierend auf einer Studie von Fadiga und Kollegen1 ursprünglich durchgeführt und seitdem von vielen anderen,2 repliziert verwenden wir Single-Puls TMS, um die Erregbarkeit des motorischen Kortex bei der Aktion Beobachtung zu testen. Es ist bekannt, dass die motorischen Kortex aktiviert werden kann, nicht nur wenn wir uns bewegen, aber wenn wir beobachten, dass andere Bewegungen auszuführen. Eine gemeinsame Interpretation dieses Phänomens ist, dass es einen Simulationsprozess widerspiegelt, die in das Verständnis der anderen Maßnahmen eine Rolle spielen kann. Hier erfassen wir Abgeordneten hervorgerufen durch TMS über den primären motorischen Kortex, während Themen die Bewegungen der anderen gegenüber Kontrolle Reize zu beobachten.

Verfahren

1. 20 Teilnehmer zu rekrutieren.

  1. Teilnehmer sollten Rechtshänder und haben keine Geschichte der neurologische oder psychische Störungen.
  2. Teilnehmer müssen normal oder korrigiert-zu-normale Vision um sicherzustellen, dass sie in der Lage, die visuellen Reize richtig zu sehen sein werden.

2. Pre-Experiment-Verfahren

  1. Schriftliche Einwilligung des Teilnehmers und erklären, was an dem Experiment beteiligt ist.
  2. Erklären Sie, dass der Teilnehmer wird

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Ergebnisse

Ein Vergleich der MEP Amplituden zeigt eine Erleichterung Wirkung (Abbildung 1). MEP-Amplitude, aufgenommen von der FDI-Muskel ist während der Hand-Action-Videos im Vergleich mit Kontrolle Videos deutlich größer. Dieses Ergebnis legt nahe, dass den motorischen Kortex in Erregbarkeit während der Aktion Beobachtung erhöht.

Figure 1
Abbildung ...

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Anwendung und Zusammenfassung

Die Single-Puls-TMS-Technik eignet sich gut für die Untersuchung von den motorischen Kortex, sowohl aufgrund der zugänglichen Ort dieser Rinde auf die vordere Oberfläche des Gehirns, als auch wegen der direkt beobachtbare Reaktion produziert in der Muskulatur in Form von Abgeordneten des Europäischen Parlaments. Die Messung des Cortico-spinalen motorischen Erregbarkeit hat weiter das Phänomen der motor Simulation während der Aktion Beobachtung beim Menschen unterstützt. Diese Resonanz Motorik möglicherweise Auswi...

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Referenzen
  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

pringen zu...

0:00

Overview

1:53

Experimental Design

7:24

Running the Experiment

10:27

Representative Results

11:51

Applications

13:54

Summary

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