Name: a simple non-invasive method for temporary knockdown of upper limb proprioception
Uploaded: 2018-03-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 42 s
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Gli autori desidera ringraziare Jon Nelson PhD, PT, per condurre l'analisi per confermare la frequenza di vibrazione del vibratore utilizzata nel presente protocollo.

Il Comitato di revisione istituzionale presso il College of St. Scholastica ha approvato lo studio in cui questo protocollo è stato sviluppato e testato.
Nota: Le specifiche del produttore del vibratore utilizzata nel presente protocollo hanno indicato che la frequenza su 'high' era 11,00 giri/min (183,3 Hz). Questa frequenza è stata confermata usando un campione di vibrazione dati raccolti attraverso un ingresso di un amplificatore differenziale a campionamento a 2 kHz. Il periodo medio del segnale era 5,56 x 10-3 s, che è equivalente a 180 Hz. In individui con la malattia di Raynaud, vibrazioni possono causare il fenomeno di Raynaud, una vasocostrizione temporanea presso il sito di applicazione, che potrebbe ultimo minuti a ore e può essere accompagnato da torpore, prurito o dolore. 23 Figura 1 Mostra un esempio di fenomeno di Raynaud causato da vibrazioni simile a quello utilizzato nel presente protocollo. Potenziali partecipanti dovrebbero essere schermati per Raynaud prima di partecipare al presente protocollo.
1. propriocezione atterramento protocollo:
<ol><li>Raccogliere la penna, 183 Hz vibratore, cinghia larga 2,5 pollici e un elastico (Vedi la Tabella materiali).</li>
	<li>Palpare il nervo ulnare all'interno della scanalatura ulnare dell'arto superiore in fase di test.<ol>
<li>Mettere un segno "x" sulla pelle sopra la scanalatura ulnare appena superiore alla linea che separa il processo dell'olecrano dell'omero e l'epicondilo mediale dell'ulna. Nota: La figura 2 Mostra questa posizione sul dorsum del gomito.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Posizionare testa del vibratore sulla posizione contrassegnata con maniglia di massaggiatore superiore a testa.<ol>
<li>Applicare la cinghia larga intorno maniglia porzione del vibratore e braccio del partecipante.</li>
		<li>Posizionare l'elastico intorno al collo del vibratore testa e braccio del partecipante a tenere la testa del vibratore in posto e mantenere il contatto tra pelle del partecipante e la testa del vibratore, assicurando che l'elastico è una dimensione corretta per mantenere la testa contro la pelle, ma non per limitare i movimenti o circolazione.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Chiedere al partecipante di piegare e raddrizzare il suo gomito. Lui/lei non dovrebbe sentire nessuna interferenza con le cinghie. Se lui/lei segnala interferenze, regolare le cinghie e la banda di gomma per garantire libertà di movimento.</li>
	<li>Accendere vibratore alta, attendere 2 min (basata su dati non pubblicati).<ol>
<li>Condurre una misura delle prestazioni di propriocezione (risultati dalla versione compressa del BKT sono presentati qui) con il vibratore in esecuzione in alto per tutta la durata del test<ol>
<li>Condurre il BKT. Seduta il partecipante in una sedia di altezza standard (altezza della seduta da 18 pollici), a un tavolo di altezza standard (altezza 29 pollici) con la loro visione è stata occlusa dal tablet utilizzando una tenda. Sedersi di fronte al partecipante.</li>
			<li>Guida la barretta di indice di partecipanti, tenuta presso la falange distale solo, fin dall'inizio della linea alla fine della linea (destinazione) e tornare all'inizio della riga. Rilasciare il dito del partecipante e di istruirli a toccare il bersaglio. Complete 20 prove con ogni arto superiore.</li>
			<li>Assegnare i punteggi dei partecipanti per ogni arto superiore come l'errore assoluto medio (distanza dal bersaglio) in centimetri.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Condurre misure psico-fisico (ad esempio il VDT) immediatamente dopo la rimozione dello stimolo di vibrazione. Nota: Nei risultati presentati, la durata dello stimolo vibrazioni prima il VDT era 5 ± 1 minuto.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. vibrazione soglia di rilevamento (adattato da13)
<ol><li>Raccogliere diapason 128 Hz, un cronometro, un libro di testo (fornisce una superficie costante ma compatibile su cui a colpire il diapason), tavolo (altezza 29 pollici), sedia standard (altezza sedile 18 pollici), nastro adesivo e penna.<ol>
<li>Creare un 1 ½ pollici x 1 ½ pollice quadrato sul manuale utilizzando nastro adesivo da utilizzare come destinazione per coerenza nel colpire il diapason.</li>
		<li>Usando un pennarello indelebile, colore fondo 1mm del gambo del diapason (questo contrassegno verrà utilizzato per standardizzare la pressione di applicazione diapason durante il test).</li>
		<li>Ospitare il partecipante sulla sedia al tavolo. Chiedere a lui/lei a estendere l'avambraccio dell'arto in fase di test supinated e completamente il resto sul tavolo, tra cui il gomito. Chiedere loro di rilassarsi alle estremità. Nota: L'esaminatore dovrebbe essere seduto di fronte al partecipante.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Contrassegnare un puntino sulla pelle sopra il tendine distale del bicipite, circa 1 cm superiore alla piega del gomito.<ol>
<li>Posto il libro al bordo del tavolo vicino al partecipante, tra gomiti del partecipante.</li>
		<li>Dire: "Questa è una prova della vostra capacità di rilevare vibrazioni. Ora metto questo diapason sul tendine del bicipite. Per favore mi dica se si sentono le vibrazioni, quindi dire 'Adesso' immediatamente quando scomparirà la sensazione di vibrazione. Questa procedura si ripeterà 3 volte su ogni braccio."</li>
	</ol>
</li>
	<li>Assicurarsi che i dischi alle estremità di ogni polo del diapason siano ben stretti prima dell'inizio. Se sono allentati saranno rattle e ridurre la durata della risonanza di diapason rendendo il test inaffidabili.<ol>
<li>Tenere il gambo del diapason liberamente tra pollice e indice e colpirlo sul libro all'interno della destinazione quadrato con forza sufficiente a produrre risonanza.<ol>
<li>Immediatamente dopo aver colpito, posto diapason sulla posizione test, utilizzando una pressione sufficiente a deprimere la pelle e nascondere la band di 1 mm del Diapason dalla visione. Nota: La figura 3 Mostra il diapason sul bicipite distale e la gentilezza del tendine utilizzata nel presente protocollo.</li>
			<li>L'uso del cronometro, quantificare il tempo dal posizionamento del diapason sulla pelle del partecipante, fino a quando il partecipante si sente non più vibrazioni (dice 'Ora').</li>
		</ol>
</li>
		<li>Ripetere altre due volte sullo stesso braccio per un totale di tre prove.<ol>
<li>Calcolare il tempo medio alla scomparsa dello stimolo di vibrazione tra le tre prove per determinare la soglia di rilevamento delle vibrazioni (VDT).</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Dukelow, S. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+limb+position+sense+following+stroke.">Quantitative assessment of limb position sense following stroke.</a> Neurorehabilitation and neural repair. 24, 178 (2010).</li><li>Cappello, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robot-aided+assessment+of+wrist+proprioception.">Robot-aided assessment of wrist proprioception.</a> Frontiers in human neuroscience. 9, (2015).</li><li>Han, J., Waddington, G., Adams, R., Anson, J., Liu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+proprioception:+a+critical+review+of+methods.">Assessing proprioception: a critical review of methods.</a> Journal of Sport and Health Science. 5, 80-90 (2016).</li><li>Goble, D. 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L., Konczak, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effectiveness+of+proprioceptive+training+for+improving+motor+function:+a+systematic+review.">The effectiveness of proprioceptive training for improving motor function: a systematic review.</a> Frontiers in human neuroscience. 8, (2014).</li><li>Thiemann, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+post-movement+and+sensory+processing+disentangled+by+temporary+deafferentation.">Cortical post-movement and sensory processing disentangled by temporary deafferentation.</a> Neuroimage. 59, 1582-1593 (2012).</li><li>Furmanek, M. P., S&#322;omka, K., Juras, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+cryotherapy+on+proprioception+system.">The effects of cryotherapy on proprioception system.</a> BioMed research international. 2014, (2014).</li><li>Costello, J. T., Donnelly, A. 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L., Nichols-Larson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+and+treating+Higher-level+Somatosensory+Impairments+Post+Stroke.">Assessing and treating Higher-level Somatosensory Impairments Post Stroke.</a> Topics in Stroke Rehabilitation. 21, 290-295 (2014).</li><li>Kandel, E. R., Schwartz, J. H., Jessell, T. M., Siegelbaum, S. A., Hudspeth, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of neural science. 4, (2000).</li><li>Goodwin, G. M., Mccloskey, D. 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P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relations+between+the+directions+of+vibration-induced+kinesthetic+illusions+and+the+pattern+of+activation+of+antagonist+muscles.">Relations between the directions of vibration-induced kinesthetic illusions and the pattern of activation of antagonist muscles.</a> Brain research. 881, 128-138 (2000).</li><li>Fallon, J. B., Macefield, V. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vibration+sensitivity+of+human+muscle+spindles+and+Golgi+tendon+organs.">Vibration sensitivity of human muscle spindles and Golgi tendon organs.</a> Muscle &amp; nerve. 36, 21-29 (2007).</li><li>Seizova-Cajic, T., Smith, J. L., Taylor, J. L., Gandevia, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proprioceptive+movement+illusions+due+to+prolonged+stimulation:+reversals+and+aftereffects.">Proprioceptive movement illusions due to prolonged stimulation: reversals and aftereffects.</a> PloS one. 2, e1037 (2007).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Questo protocollo fornisce un metodo per mettere al tappeto umano propriocezione dell'arto superiore. In tutto 20 partecipanti in buona salute l'effetto di atterramento propriocettiva era grande come misurato da una misura psicofisica della sensibilità pensato per riflettere la trasmissione dell'assone afferente Aα VDT. Il VDT è stata misurata nel minor tempo possibile dopo rimozione di vibrazione, quando Aα afferente di scarico è ridotta. 25 l'effetto di questo protocollo in caso di errore n...

Di tutti i collaboratori per il controllo neurale del movimento, propriocezione può essere il meno ben misurato. Misure di ricerca di propriocezione utilizzando attrezzature specializzate hanno recentemente raggiunto affidabilità, validità e precisione; 1 , 2 , 3 al contrario, misure cliniche di propriocezione, il più comune è arto posizione senso test,4 con bassa risoluzione, sono contaminati da altre modalità sensoriali,4 e hanno scarsa o nessuna proprietà psicometriche pubblicate. 5 per delucidare i meccanismi periferici e centrali di controllo propriocettivo,3 per la diagnosi clinica di danno e per misurare i risultati dell'allenamento propriocettivo, sono necessari nuovi provvedimenti precisi, affidabili di propriocezione. 2 , 5 , 6 , 7 verso questo fine, è necessario un metodo semplice e non invasivo per temporaneamente alterare o propriocezione 'colpo'.
Propriocettiva atterramento in esseri umani sani permette ai ricercatori di dedurre il ruolo della funzione propriocettiva in un'attività sensomotoria, che è utile per informare lo sviluppo e la validazione di misure standardizzate. Atterramento modelli hanno due vantaggi principali rispetto studiare gli esseri umani con alterata propriocezione. Il primo è la disponibilità del partecipante; gli individui con insufficienza di propriocezione non sono facilmente accessibili a molti ricercatori. In secondo luogo, a differenza di in vivo danno propriocezione, modelli atterramento possono consentire la possibilità di controllare l'entità del danno tra i partecipanti.
Attuali metodi pubblicati di atterramento temporaneo propriocezione dell'arto superiore sono dilaganti, impraticabile o scomodo per il partecipante. Iniezioni di anestetiche, mentre relativamente sicuro, richiedono competenze tecniche e possono essere considerate invasive da alcuni partecipanti alla ricerca. Ischemica del nervo blocchi causano disagio e un esame del sangue per schermo per disordini prima della loro applicazione di coagulazione è praticato. 8 crioterapia inoltre provoca disagio. Il tempo medio di applicazione per crioterapia all'impatto propriocezione è 20,3 ± 5,3 min.9 una volta crioterapia viene rimosso, una breve finestra in cui misurare la propriocezione prima rewarming rimane, che possono contribuire all'effetto incoerente di crioterapia il senso di posizione comune. 10 vibrazione ad alta frequenza (300 Hz) è stata usata con successo per ridurre l'acuità propriocettiva in un'attività di rilevamento di movimento dito; il meccanismo è stato segnalato per essere l'inibizione indotta da corpuscolo di input da altri recettori cutanei sensibili alle vibrazioni. 11 recentemente, vibrazioni del muscolo soleo (80 Hz) è stata trovata per fare diminuire la precisione di produzione di forza isometrica distorcendo informazioni propriocettive. 12 tuttavia, un metodo semplice e non invasivo per atterramento temporaneo di propriocezione degli arti superiori non è stato pubblicato.
Lo scopo di questo metodo consiste nell'utilizzare la vibrazione ad alta frequenza per propriocezione degli arti superiori temporaneamente atterramento in adulti sani. Atterramento è stata confermata usando due misure, la soglia di rilevamento delle vibrazioni (VDT) e la versione compressa del breve Test cinestesi (tBKT). Il VDT è una misura psicofisica della sensibilità pensato per riflettere la trasmissione dell'assone afferente Aα. 13 prestazioni propriocettiva è stata quantificata utilizzando il tBKT che è in fase di sviluppo nel nostro laboratorio. Il Test breve cinestesi (BKT), basato sul lavoro di Ayres,14 è uno strumento sperimentale è stato testato per ma non incluse nelle batterie di nucleo al National Institutes of Health (NIH) della casella degli strumenti. 15 , 16 il BKT include raggiunge tre prove per ogni arto superiore. La tBKT include 20 prove raggiunge per arto superiore e viene sviluppato con l'obiettivo di migliorare le proprietà psicometriche sopra il test originale. Il tBKT comporta un input sensoriale (Guida esaminatore di arto superiore a destinazione), centrale di elaborazione (ricordate la localizzazione spaziale del bersaglio) e una potenza del motore (tentando di individuare il bersaglio dopo la rimozione di orientamento), ritiene che sia necessario in una misura di nel complesso le prestazioni propriocettiva. 17 il VDT e le misurazioni tBKT, rappresentano livelli bassi e più alti, rispettivamente, nella gerarchia di somatosensory,18 e così dovrebbe fornire una quantificazione più completa di propriocezione rispetto a qualsiasi misura usato da solo.
Due meccanismi neurali riguardano più da vicino la ridotta acuità propriocettiva causato dalle vibrazioni ad alta frequenza. In primo luogo, corpuscoli di Pacinian sono la Meccanocettore cutanea più comunemente associati con rilevamento delle vibrazioni. La vibrazione continua utilizzata nel presente protocollo probabile innalza la soglia di sintonia del ricevitore di rilevamento delle vibrazioni sulla base del meccanismo neurale di assuefazione a breve termine nella Aα e β fibra gruppo associato di corpuscoli di Pacini. 19 il risultato fisiologico è che una vibrazione della stessa intensità e frequenza, ad esempio 128 Hz utilizzato nel test di VDT, è sentita per una durata più breve. In secondo luogo, si è pensato che fusi muscolari, tramite fibre afferenti Aα, codice lunghezza muscolare inesatto seguendo la vibrazione ad alta frequenza conseguente distorte informazioni propriocettive, come evidenziato dalla precisione ridotta durante la riproduzione di forza,12 illusione di movimento,20,21 e cinestesi ridotta. 22

<table><tbody><tr><td>Pure Enrichment-Massage Mini with Built in USB Rechargeable Battery</td><td>ebay</td><td>None</td><td>183 Hz cordless vibrator, 7 inches total length including handle</td></tr><tr><td>Chattanooga 2.5 inch velcro strap&amp;nbsp;</td><td>ebay</td><td>None</td><td>used to secure vibrator to arm</td></tr><tr><td>Tuning Fork C128 ENT Surgical Medical Instruments Exam Diagnostic Tools</td><td>ebay</td><td>None</td><td>Used in VDT</td></tr><tr><td>Handheld Digital stop watch</td><td>ebay</td><td>None</td><td>Used to time VDT</td></tr><tr><td>Universal Rubber Bands Size 33, 3 1/2 x 1/8 inch</td><td>ebay</td><td>Universal - UNV00433</td><td>used to secure vibrator head to arm</td></tr><tr><td>Instructions to build Visual Screen were published here: https://www.jove.com/video/53178/design-fabrication-administration-hand-active-sensation-test&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

a simple non-invasive method for temporary knockdown of upper limb proprioception

Propriocezione può essere il meno ben misurati di tutti i collaboratori per il controllo neurale del movimento. Per la diagnosi clinica di danno e per misurare i risultati dell'allenamento propriocettivo sono necessarie nuove misure precise, affidabili di propriocezione. Lo scopo di questo metodo semplice, non invasivo è quello di propriocezione degli arti superiori temporaneamente atterramento in adulti sani, in una misura che sarebbe utile per lo sviluppo e la sperimentazione di misure di propriocezione degli arti superiori. Atterramento modelli hanno due vantaggi principali rispetto studiare gli esseri umani con alterata propriocezione: disponibilità del partecipante e la capacità di controllare l'entità del danno tra i partecipanti. Attuali metodi pubblicati di atterramento temporaneo propriocezione dell'arto superiore, quali ischemica del nervo blocchi e crioterapia, sono invasivi, impraticabile o scomodo per il partecipante. Qui, vibrazione sopra la scanalatura ulnare è stata usata per ridurre la propriocezione degli arti superiori. Vibrazione ad alta frequenza può ridurre l'acuità propriocettiva attraverso l'inibizione indotta da corpuscolo di ingresso. L'effetto della vibrazione utilizzata nel presente protocollo è stata confermata usando due misure quantitative. Questo metodo era semplice da amministrare, confortevole per i partecipanti e pratico.

Utilizzando il protocollo presentato qui, abbiamo testato 20 adulti sani, 8 erano maschi (età media (deviazione standard) = 32,5 (12,5) anni; 19 diritto- e 1 left-handed). I partecipanti hanno non avuto nessuna patologia conosciuta che coinvolgono gli arti superiori. Manualità è stata valutata usando l'inventario di manualità di Edimburgo. 24 partecipanti allo studio senza eventi avversi riportati.
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A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception

L'obiettivo del presente protocollo è quello di illustrare un metodo pratico per interferire temporaneamente con la propriocezione dell'arto superiore degli esseri umani sani.

Un metodo semplice e Non invasivo per atterramento temporaneo di propriocezione degli arti superiori

Proprioception may be the least well measured of all contributors to the neural control of movement. New precise, reliable measures of proprioception are ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

9.4K Views.  The College of St. Scholastica. L'obiettivo del presente protocollo è quello di illustrare un metodo pratico per interferire temporaneamente con la propriocezione dell'arto superiore degli esseri umani sani.

Video: A Simple Non-invasive Method for Temporary Knockdown of Upper Limb Proprioception

Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is relatively flexible with respect to participant positioning and allows for some head movements during tasks. Additionally, it is inexpensive, light weight, and portable, with very few contraindications to its use. This presents a unique opportunity to study functional brain activity during motor tasks in individuals who are typically developing, as well as those with movement disorders, such as cerebral palsy. An additional consideration when studying movement disorders, however, is the quality of actual movements performed and the potential for additional, unintended movements. Therefore, concurrent monitoring of both blood flow changes in the brain and actual movements of the body during testing is required for appropriate interpretation of fNIRS results. Here, we show a protocol for the combination of fNIRS with muscle and kinematic monitoring during motor tasks. We explore gait, a unilateral multi-joint movement (cycling), and two unilateral single-joint movements (isolated ankle dorsiflexion, and isolated hand squeezing). The techniques presented can be useful in studying both typical and atypical motor control, and can be modified to investigate a broad range of tasks and scientific questions.

Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.

Vicino funzionale Infrared Spectroscopy delle regioni sensoriali e motorie cerebrali con simultanea cinematica e EMG monitoraggio durante compiti motori

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is ...

Ricerca

Comportamento

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

L'attività di supinazione manopola: Un metodo semi-automatico per la valutazione della funzione degli arti anteriori in ratti

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity ...

A Standardized Method for Measurement of Elbow Kinesthesia

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for quantifying the proprioceptive submodality of kinesthesia in research settings. The TDPM paradigm has been found to be valid and reliable; however, the equipment and methods used for TDPM vary between studies. In particular, the research laboratory apparatuses for producing passive movement of an extremity are often custom designed by individual laboratories or inaccessible due to high cost. There is a need for a standardized, valid, and reliable method for measuring TDPM using readily available equipment. The purpose of this protocol is to provide a standardized method for measurement of TDPM at the elbow that is economical, easy to administer, and that produces quantitative results for measurement purposes in research-based settings. This method was tested on 20 healthy adults without neurological impairment, and eight adults with chronic stroke. The results obtained suggest this method is a reliable way to quantify elbow TDPM in healthy adults, and provides initial support for validity. Researchers seeking a balance between equipment affordability and measurement precision are most likely to find this protocol of benefit.

Here, we present a standardized method for measurement of elbow passive kinesthesia using the threshold to detection of passive movement (TDPM) that is appropriate for a research setting.

Un metodo standardizzato per la misurazione della kinestesia dell'gomito

Proprioception is an important component of controlled movement. The threshold to detection of passive movement (TDPM) is a commonly used method for ...

Measuring Contralateral Silent Period Induced by Single-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation to Investigate M1 Corticospinal Inhibition

Contralateral silent period (cSP) is a period of suppression in the background electrical muscle activity captured by electromyography (EMG) after a motor evoked potential (MEP). To obtain this, an MEP is elicited by a suprathreshold transcranial magnetic stimulation (TMS) pulse delivered to the primary motor cortex (M1) of the target muscle selected, while the participant provides a standardized voluntary target muscle contraction. The cSP is a result of inhibitory mechanisms that occur after the MEP; it provides a broad temporal assessment of spinal inhibition in its initial ~50 ms, and cortical inhibition after. Researchers have tried to better understand the neurobiological mechanism behind the cSP to validate it as a potential diagnostic, surrogate, and predictive biomarker for different neuropsychiatric diseases. Therefore, this article describes a method to measure M1 cSP of lower and upper limbs, including a selection of target muscle, electrode placement, coil positioning, method of measuring voluntary contraction stimulation, intensity setup, and data analysis to obtain a representative result. It has the educational objective of giving a visual guideline in performing a feasible, reliable, and reproducible cSP protocol for lower and upper limbs and discussing practical challenges of this technique.

Contralateral silent period (cSP) assessment is a promising biomarker to index cortical excitability and treatment response. We demonstrate a protocol to assess cSP intended for studying M1 corticospinal inhibition of upper and lower limbs.

Misurazione del periodo di silente controlaterale indotto dalla stimolazione magnetica transcranica a impulso singolo per studiare l'inibizione corticospinale M1

Contralateral silent period (cSP) is a period of suppression in the background electrical muscle activity captured by electromyography (EMG) after a motor ...

Neuroscienze

Open-Source Real-Time Closed-Loop Electrical Threshold Tracking for Translational Pain Research

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in acute and chronic pain conditions. This produces abnormal ongoing activity or reduced activation thresholds to noxious stimuli. Identifying the cause of this increased excitability is required for the development and validation of mechanism-based treatments. Single-neuron electrical threshold tracking can quantify nociceptor excitability. Therefore, we have developed an application to allow such measurements and demonstrate its use in humans and rodents. APTrack provides real-time data visualization and action potential identification using a temporal raster plot. Algorithms detect action potentials by threshold crossing and monitor their latency after electrical stimulation. The plugin then modulates the electrical stimulation amplitude using an up-down method to estimate the electrical threshold of the nociceptors. The software was built upon the Open Ephys system (V0.54) and coded in C++ using the JUCE framework. It runs on Windows, Linux, and Mac operating systems. The open-source code is available (<a data-saferedirecturl="https://www.google.com/url?q=https://github.com/Microneurography/APTrack&amp;source=gmail&amp;ust=1680789829274000&amp;usg=AOvVaw0nMk9J_EI2jUn8SlmC5JJm" href="https://github.com/Microneurography/APTrack" target="_blank">https://github.com/Microneurography/APTrack</a>). The electrophysiological recordings were taken from nociceptors in both a mouse skin-nerve preparation using the teased fiber method in the saphenous nerve and in healthy human volunteers using microneurography in the superficial peroneal nerve. Nociceptors were classified by their response to thermal and mechanical stimuli, as well as by monitoring the activity-dependent slowing of the conduction velocity. The software facilitated the experiment by simplifying the action potential identification through the temporal raster plot. We demonstrate real-time closed-loop electrical threshold tracking of single-neuron action potentials during&#160;in vivo&#160;human microneurography, for the first time, and during&#160;ex vivo&#160;mouse electrophysiological recordings of C-fibers and A&#948;-fibers. We establish proof of principle by showing that the electrical threshold of a human heat-sensitive C-fiber nociceptor is reduced by heating the receptive field. This plugin enables the electrical threshold tracking of single-neuron action potentials and allows the quantification of changes in nociceptor excitability.

APTrack is a software plugin developed for the Open Ephys platform that enables real-time data visualization and the closed-loop electrical threshold tracking of neuronal action potentials. We have successfully used this in microneurography for human C-fiber nociceptors and mouse C-fiber and A&#948;-fiber nociceptors.

Monitoraggio della soglia elettrica a circuito chiuso in tempo reale open source per la ricerca traslazionale del dolore

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in ...

Trattamento del dolore dell'arto fantasma mediante stimolazione transcranica a distanza a corrente continua

Using Home-based, Remotely Supervised, Transcranial Direct Current Stimulation for Phantom Limb Pain

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low-amplitude direct currents to alter cortical excitability. Previous trials have established the safety and tolerability of tDCS, and its potential to mitigate symptoms. However, the effects are cumulative, making it more difficult to have adherence to the treatment since frequent visits to the clinic or outpatient center are required. Moreover, the time needed for transportation to the center and the related expenses limit the accessibility of the treatment for many participants.
Following guidelines for remotely supervised transcranial direct current stimulation (RS-tDCS) implementation, we propose a protocol designed for remotely supervised and home-based participation that uses specific devices and materials modified for patient use, with real-time monitoring by researchers through an encrypted video conferencing platform. We have developed detailed instructional materials and structured training procedures to allow for self- or proxy-administration while supervised remotely in real time. This protocol has a specific design to have a series of checkpoints during training and execution of the visit. This protocol is currently in use in a large pragmatic study of RS-tDCS for phantom limb pain (PLP). In this article, we will discuss the operational challenges of conducting a home-based RS-tDCS session and show methods to enhance its efficacy with supervised sessions.

Autore in primo piano: Approfondimenti sulla procedura di neuromodulazione supervisionata a distanza per il dolore dell'arto fantasma

The goal of this study is to describe a protocol for the home-based delivery of remotely supervised transcranial direct current stimulation (RS-tDCS) conserving the standard procedures of in-clinic practice, including safety, reproducibility, and tolerability. The participants included will be patients with phantom limb pain (PLP).

Utilizzo della stimolazione a corrente continua transcranica domiciliare, supervisionata a distanza, per il dolore dell'arto fantasma

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low-amplitude direct currents to alter cortical ...

An Experimental Approach to Induce Trips in Lower-Limb Amputees

Reestablishing balance after a trip is challenging for lower-limb amputees and often results in a fall. The effectiveness of reestablishing balance following a trip depends on factors such as amputation level (transtibial or transfemoral) or which limb is tripped (prosthetic or sound/lead or trailing). Understanding the recovery responses can help identify strategies to avoid a trip becoming a fall and what trip-response functionality could be designed into a prosthesis. This study presents an experimental approach for inducing unexpected trips in individuals with amputation. Tripping was manually triggered by activating an electromagnetic device to raisea polypropylene wire to obstruct (bring to a near halt) theswinging limb during its mid-swing phase. A safety harness attached to a ceiling rail ensured participants did not hit the ground if they failed to reestablish balance following the trip (i.e., it prevented a fall from occurring). One transtibial amputee completed repeated walking trials in which a trip was induced around 1 out of 15 times to avoid it being anticipated. 3D kinematics were determined via two smartphones (60Hz) using the OpenCap software, highlighting that the experimental approach induced meaningful tripping/recovery responses dependent on which limb was tripped (prosthetic or sound). The presented methodology avoids using a rigid obstacle, potentially reducing the risk of injuries, and is inexpensive and easy to set up. Importantly it permits a trip to be unexpectedly introduced during the mid-swing phase of the gait and hence provides an approach for identifying real-world trip recovery responses. When tripping the sound limb, participants could &#39;disentangle&#39; from the trip-wire (post-trip) by plantarflexing the ankle, but such action was not possible when tripping the prosthetic limb.

An experimental approach was developed to induce trips in lower-limb amputees. The goal was to create unexpected trips and induce meaningful tripping/recovery responses. The kinematic data from one transtibial amputee confirmed that such an approach effectively elicits reactive trip recovery responses.

Reestablishing balance after a trip is challenging for lower-limb amputees and often results in a fall. The effectiveness of reestablishing balance ...

Medicina

Spettroscopia funzionale OT e Near-IR per studiare il rimodellamento della funzione cerebrale

Investigating the Effect of Different Types of Exercise on Upper Limb Functional Recovery in Patients with Right Hemisphere Damage Based on fNIRS

To investigate the effects of functional occupational therapy (FOT) combined with different types of exercise on upper limb motor function recovery and brain function remodeling in patients with right hemisphere damage (RHD) by analyzing functional near-infrared spectroscopy (fNIRS). Patients (n = 32) with RHD at Beijing Bo'ai Hospital were recruited and randomly allocated to receive either FOT combined with passive motion (N=16) or FOT combined with assisted active movement (N=16). The passive motion group (FOT-PM) received functional occupational therapy for 20 min and passive exercise for 10 min in each session, while the assisted active movement group (FOT-AAM) received functional occupational therapy for 20 min and assisted active exercise for 10 min. Both groups received conventional drug therapy and other rehabilitation therapy. Treatment was performed once a day, 5 times a week for 4 weeks. The recovery of motor function and activities of daily living (ADL) was assessed using Fugl-Meyer Assessment upper extremity (FMA-UE) and modified Barthel index (MBI) before and after treatment, and brain activation of the bilateral motor area was analyzed with fNIRS. The findings suggested that FOT combined with AAM was more effective than FOT combined with PM in improving the motor function of RHD patients' upper limbs and fingers, improving their ability to perform activities of daily living, and facilitating brain function remodeling of the motor area.

Autore in primo piano: Avanzamento della riabilitazione dell'arto superiore nei pazienti con danno all'emisfero destro utilizzando l'esercizio attivo assistito

Here, we investigate the effect of functional occupational therapy combined with assisted active or passive motion on the upper limb function of patients with right hemisphere damage and explore the effect of functional near-infrared spectroscopy on brain function remodeling.

Indagine sull'effetto di diversi tipi di esercizio sul recupero funzionale dell'arto superiore in pazienti con danno all'emisfero destro sulla base di fNIRS

To investigate the effects of functional occupational therapy (FOT) combined with different types of exercise on upper limb motor function recovery and ...

Un metodo semplice e Non invasivo per atterramento temporaneo di propriocezione degli arti superiori

Riepilogo

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Vicino funzionale Infrared Spectroscopy delle regioni sensoriali e motorie cerebrali con simultanea cinematica e EMG monitoraggio durante compiti motori

L'attività di supinazione manopola: Un metodo semi-automatico per la valutazione della funzione degli arti anteriori in ratti

Un metodo standardizzato per la misurazione della kinestesia dell'gomito

Misurazione del periodo di silente controlaterale indotto dalla stimolazione magnetica transcranica a impulso singolo per studiare l'inibizione corticospinale M1

Monitoraggio della soglia elettrica a circuito chiuso in tempo reale open source per la ricerca traslazionale del dolore

Utilizzo della stimolazione a corrente continua transcranica domiciliare, supervisionata a distanza, per il dolore dell'arto fantasma

Utilizzo della stimolazione a corrente continua transcranica domiciliare, supervisionata a distanza, per il dolore dell'arto fantasma

Utilizzo della stimolazione a corrente continua transcranica domiciliare, supervisionata a distanza, per il dolore dell'arto fantasma

An Experimental Approach to Induce Trips in Lower-Limb Amputees

Indagine sull'effetto di diversi tipi di esercizio sul recupero funzionale dell'arto superiore in pazienti con danno all'emisfero destro sulla base di fNIRS