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Utilisation du TMS pour mesurer l'excitabilité motrice pendant l'observation de l'action

Vue d'ensemble

Source : Laboratoires de Jonas T. Kaplan et Sarah I. Gimbel — University of Southern California

La Stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est une technique de stimulation cérébrale non invasive qui implique le passage de courant dans une bobine isolée placée contre le cuir chevelu. Un bref champ magnétique est créé par le courant dans la bobine, et en raison du processus physique de l’induction, cela conduit à un courant dans le tissu neural à proximité. Selon la durée, la fréquence et la magnitude de ces impulsions magnétiques, les circuits neuronaux sous-jacents peuvent être affectée de différentes manières. Ici, nous démontrons la technique de la seule impulsion TMS, dont une brève impulsion magnétique est utilisée pour stimuler le néocortex.

Un des effets observables de TMS sont qu’elle peut produire des secousses musculaires lorsqu’elle est appliquée sur le cortex moteur. En raison de l’organisation somatotopique du cortex moteur, muscles différents peuvent être ciblées selon le positionnement précis de la bobine. Les signaux électriques qui provoquent ces secousses musculaires, appelés moteurs potentiels évoqués, ou députés, peuvent être enregistrés et quantifiés par électrodes placées sur la peau sur le muscle ciblé. L’amplitude des députés peut être interprétée pour refléter l’excitabilité sous-jacente du cortex moteur ; par exemple, lorsque le cortex moteur est activé, les députés ont observé sont plus volumineux.

Dans cette expérience, basé sur une étude initialement réalisée par Fadiga et collègues1 et répliquées depuis par beaucoup d’autres,2 nous utilisons seule impulsion TMS pour tester l’excitabilité du cortex moteur au cours de l’observation de l’action. On sait que cortex de moteur peut être activé non seulement lorsque nous passons, mais quand on regarde d’autres effectuer des mouvements. Une interprétation commune de ce phénomène est qu’elle reflète un processus de simulation qui peut jouer un rôle dans la compréhension des actions d’autrui. Ici, nous allons enregistrer les députés évoquées par TMS sur le cortex moteur primaire, tandis que les sujets observent les mouvements des autres par rapport à des stimuli de contrôle.

Procédure

1. recruter 20 participants.

  1. Les participants devraient être droitier et ont pas d’antécédents de troubles neurologiques ou psychologiques.
  2. Les participants devront avoir une vision normale ou corrigée à la normale pour s’assurer qu’ils seront en mesure de bien voir les stimuli visuels.

2. expérience préalable des procédures

  1. Obtenir le consentement écrit du participant et d’expliquer ce qui est impliqué dans l’expérience.
  2. Expliquer que le part

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Résultats

Une comparaison des amplitudes MEP révèle un effet de facilitation (Figure 1). MEP amplitude enregistrée à partir du muscle de l’IED est significativement plus élevée pendant les vidéos d’action de main par rapport aux vidéos de contrôle. Ce résultat suggère que le cortex moteur augmente excitabilité durant l’observation de l’action.

Figure 1

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Applications et Résumé

La technique TMS seule impulsion se prête bien à l’étude du cortex moteur, tant en raison de l’emplacement accessible de ce cortex sur la surface frontale du cerveau et aussi la réaction directement observable produite dans le muscle sous forme de députés. La mesure de l’excitabilité moteur cortico-spinal a appuyé davantage le phénomène de simulation automobile au cours de l’observation de l’action chez les humains. Cette résonance de l’activité motrice peut avoir des implications pour le comporte...

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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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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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