The authors have no acknowledgements.

실험 절차는 기관 윤리 승인을받은 헬싱키 선언에 따라 있습니다 설명했다. 데이터는 절차를 알고 있었다 그의 서면 동의서를 준 대표 참가자로부터 수집 하였다. 1. 장비 준비 <ol><li> 면도에 의한 전극의 위치에 피부를 청소하고, 낮은 임피던스 (&lt;5 kΩ의)를 얻기 위해 알코올로 먼지를 제거합니다. </li><li> 가자미 근육의 내측 복사뼈에 대퇴골의 내측 condylis 사이의 라인의 2/3에서 두 AgCl을 표면 전극 (10mm의 기록 직경) 장소; 내측 비복근의 근육의 가장 눈에 띄는 팽창에; 비골 및 횡 비복근 용 힐의 헤드 사이에 선을 따라 거리의 1/3; 및 interelectro와 비골의 팁과 경골근에 대한 내과의 선단 사이에 선을 따라 거리의 1/3에서드 거리 (중심 대 중심) 2cm의 SENIAM 권고에 따라 30. 주 : 가자미근 근육 전극들이 gastrocnemii 근육 (크로스 토크)의 헤드에서 활동 기록되지 않도록 gastrocnemii 근육 말초 삽입 아래에 위치해야한다. </li><li> (자극과 기록 사이트 간의) 같은 다리에 중심 위치에 기준 전극을 배치합니다. </li><li> 가자미근과 gastrocnemii 근육 연신되지 않고 H-리플렉스 11,12 변경되지 않도록, 90 ° (0 ° = 전체 족저 굴곡)의 발목 각도를 얻기 위해 높이 및 의자의 깊이를 조정한다. <ol><li> 때문에 gastrocnemii 근육의 biarticular 특성 (0 ° = 전체 무릎 확장) 90 °에서 무릎 각도를 설정합니다. 그러나, 족저 굴근의 최대 자발적 토크를 수행 할 수있는 최적의 발목 각도는 70 ~ 80 ° (0 ° = 전체 족저 굴곡) (26)입니다. 따라서, 발목 각도에 의존 할 것이다 파라관심 미터 (기계 녹음 대 전기 생리학). 참고 : 실험 신경 근육의 흥분 11,12,27,28을 표준화 전반에 걸쳐 관계없이 선택한 초기 각도, 그것은 일정하게 유지해야합니다. </li><li> 모터 풀 (29)의 흥분에 일정 cortico-전정의 영향을 유지하기 위해 시험 중 피험자의 자세를 모니터링 할 때 특히주의하십시오. </li></ol></li><li> 단단히 에르고 미터 (25)의 회전축과 정렬 관절 (외부 복사뼈)의 해부학 적 축과, 에르고 미터에 발목 스트랩. <ol><li> 족저 굴곡 토크를 기록 에르고 미터에 부착 된 발판에 피사체 발휘 압력을 갖는다. 토크의 작은 변화를 검출 할 수 있도록 실험을하는 동안 발을 유지 부동. </li></ol></li><li> 참고 : 특정 상황에서 발 뒤꿈치가 힘 판 떨어져 약간 들어 올려 수있는 발과 발목이 확보되지 않을 경우, 어떤 수도 제작판에 대한 토크의 불완전한 전송에 광고. 그림 3은 실험 장치에 대한 설명을 제공합니다. </li></ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig3.jpg" /> 그림 3 :. 실험 설정 클래식 실험 장치는 근전도 (EMG)와 토크 신호를 기록합니다. <ol start="6"><li> 케이블 앰프에 전극을 연결합니다. </li><li> 2-5 kHz로 토크 및 근전도 측정을위한 샘플링 속도를 설정합니다. 아날로그 - 디지털 (AD) 변환 방식을 이용한 EMG 신호를 기록한다. 신호 (예를 들어, 최대 값, 피크 - 투 - 피크 진폭, 지속 시간)를 순간적 여러 파라미터 값을 제공하는 데이터 획득 시스템과 모니터에 표시된다. EMG 신호의 스펙트럼은 5 Hz에서 2 kHz의 주파수 사이의 범위 일 수 있지만 주로 10 Hz에서 31 kHz에서 1 사이에 포함된다. 따라서, 샘플링 주파수 신호의 지속 형상을 보존하기 위해 충분히 높아야EMG 녹음을 보내고. 증폭 kHz의 8,21,32 Hz에서 10 ~ 1 대역폭의 주파수를 사용하여 근전도 신호 (이득 = 500-100)를 필터링 할 수 있습니다. </li><li> 슬개 건을 통해 전기 자극에 대한 양극을 놓습니다. </li><li> 오금에 휴대용 캐소드 볼 전극을 사용하여, 소정의 강도를위한 최적의 가자미 H 반사를 얻을 경골 신경의 자극 최상의 사이트를 결정한다. H 반사의 최대 값에 도달 할 때까지 캐소드 볼 전극 여러 자극 부위를 테스트한다. <ol><li> 녹음 전 경골근의 근전도 활동은 일반적인 비골 신경이 길항 IA 12 구 심성에서 영향을 방지하기 위해 활성화되지 않았는지 확인합니다. 신경 섬유, 특히 구 심성 섬유 (10)의 최적 활성화를 제공하기 위해 1 밀리 초에서 펄스 폭을 설정합니다. </li></ol></li><li> 일정한 자극의 상태를 위해, 자극 위치의 위치에서 자기 점착 AgCl을 캐소드를 배치 (예, 압력, 오리엔트ATION). 참고 :이 매개 변수 (대상 위치, 전극의 위치와 자극 사이트)을 모두 다른 전기 생리 측정의 평가를 변경하지 마십시오. 만 자극의 강도와 조건 (수축 대 나머지)에 따라 다릅니다. </li></ol> 나머지 2. 시험 절차 <ol start="1"><li> 주제 편안한 유지하고 나머지에 그 / 그녀의 근육을 유지하는 지시합니다. </li><li> 최대 가자미근 H 반사 진폭 (; 20~50밀리암페어 평소 범위 H max)를 얻기 위해 자극 강도를 조절합니다. 가자미근 근육 M-H 파는 최대 강도로 관찰 될 수있다. 주 : 반복 측정을 위해 (예 전과 후의 피로 프로토콜), 최적의 강도가 세션 동안 변할 수 H의 최대 응답을 얻었다. H 최대 진폭의 과소 평가로 이어질 수있는 일정한 강도를 유지로서,이 실험은 정기적으로 H 최대를 재평가하는 것이 좋습니다강도 (33). </li><li> 이후 활성화 우울증 (34)을 피하기 위해 3 초 최소 간격이 강도로 3 가자미근 H 반사 반응의 최소를 기록합니다. 주 : 여러 반응을 기록하는 인해 H 반사의 특정 감도 더 적합하지만 (피로 프로토콜 동안 예) 신속한 회복 효과를 방지하기 위해 시도 할 때, 하나의 자극은, 예를 들어, 일부 상황에서 충분할 수도있다. </li><li> 최대 가자미 M 파 진폭 (; 40~1백밀리암페어 평소 범위 M max)를 얻기 위해 자극의 강도를 높입니다. 일반적으로, 두 자극 12,35 사이 8 ~ 10 초 간격으로, 2~4밀리암페어에 자극 강도의 증가를 설정합니다. M 최대가 획득되는 경우, 원하는 강도에 도달하고 어떠한 H 반사 응답이 관찰 될 수 없다. </li><li> M 파가 최대 값의 고원에 도달하도록 M 최대 자극 강도의 120~150%에 최종 강도를 설정합니다. 이 intensi타이는 아래의 지침에 supramaximal 강도라고합니다. </li><li> 세션에 걸쳐 가자미근 M-웨이브 녹음을 위해 일정한 자극의 강도를 유지합니다. </li><li> 기록 3 가자미 M-파도와이 강도에서 3 관련된 트 토크. </li></ol> 자발적 수축하는 동안 3. 시험 절차 <ol start="1"><li> 워밍업으로, 수축의 각 사이에 몇 초 나머지, 족저 굴곡 근육의 10 간단한 비 괴롭혀 준 최대의 수축을 수행하기 위해 주제를 부탁드립니다. 난기의 끝에서, 임의의 11 피로 효과를 피하기 위해 최소 1 분 쉬어. </li><li> 연속 기록 삼두근 surae 근전도 활동. 기록 가자미근과 gastrocnemii 근육은 하나의 자극 사이트 (24)에 대해 서로 다른 근육 유형학의 동작을 분석 할 수 있습니다. </li><li> 족저 굴근의 등각 최대한의 자발적인 수축 (MVC)를 수행하기 위해 주제를 지시한다. 주제는 possi 힘껏 밀어있다그의 발바닥 굴곡 근육을 수축하여 에르고 미터에 BLE. 노력하는 동안 주제에 시각적 피드백, 표준화 된 언어 격려 (19)을 준다. 고원이 관찰 될 때 MVC 도달. </li><li> 근육이 수축 (potentiated 이중)가 자발적 활성화 수준을 평가하는 즉시 완전 이완 된 경우 MVC (겹쳐 이중), 또 다른 한 쌍의 자극의 고원 동안 supramaximal 강도에서 페어링 자극 (100 Hz의 주파수를) 제공합니다. 특정 디바이스 (예 Digitimer D185 적용 MultiPulse 자극)를 통해 또는 단일 펄스 자극기와 관련된 프로그램을 통해 자극이 쌍으로 자극을 전달한다. </li><li> 각각의 재판 (11) 사이에 적어도 1 분 나머지 발바닥 굴곡의 두 번째 MVC를 수행하기 위해 주제를 지시한다. 두 번째 시험에서 최대 토크가 최초의 5 % 이내가 아닌 경우, 추가적인 시험은 36 수행되어야한다. 달성 가장 큰 토크주제는 MVC 토크로한다. </li></ol> 4. 데이터 분석 <ol start="1"><li> 나머지에서 데이터 분석 <ol><li> 나머지 (H 파 또는 M 파)의 트와 관련된 EMG 응답을 포함하는 시간 창을 선택합니다. </li><li> 피크 - 투 - 피크 진폭, 피크 - 투 - 피크 시간을 측정 및 / 또는 파동의 영역 (도 4A). 진폭이 직접 소프트웨어가 제공되지 않는 경우, 최대 값과 최소값을 뺀다. <ol><li> 시간 동안, 시간 프레임의 최대 피크에서 시작하여 최소 피크를 측정 종료. 영역, EMG 신호의 적분 파형의 처음부터 시작하여 파의 끝에 종료를 계산. 주 : 피크 대 피크 진폭을 반영 할 수 : 1)로 송신 신경근, 2) 모터 유닛 활동 전위 진폭 및 / 또는 37 전위 모터 유닛의 동작 3) 시간적 분산액. M 파의 지속 시간은 신경 근육 전달 (37)을 반영한다. </li></OL&gt; </li><li> 다중 시험을 위해, 파도의 평균을 계산한다. 평균이 직접 소프트웨어를 사용 스프레드 시트 소프트웨어에 의해 제공 될 수없는 경우 (예를 들어 스프레드 시트 프로그램에서 화학식 함수) 여러 시험 (적어도 3)에서이 값을 계산한다. </li><li> 휴식 트를 선택합니다. </li><li> 휴식 트 (도 4b)와 연관된 피크 토크를 측정한다. </li><li> 다중 시험을 위해, 휴식 경련의 평균 피크 토크를 계산한다. 평균이 직접 소프트웨어를 사용 스프레드 시트 소프트웨어에 의해 제공 될 수없는 경우 (예를 들어 스프레드 시트 프로그램에서 화학식 함수) 여러 시험 (적어도 3)에서이 값을 계산한다. </li><li> 다른 원하는 매개 변수 (수축 시간 또는 반 휴식 시간)에 대한 포인트 4.1.2에 설명 된 절차를 반복합니다. 트 파라미터들의 분석은 여기 수축 결합 효율 (17)로 표시를 제공한다. 특히, 계약이온 시간은 선택된 근육 그룹 (38)에 의존 할 수있다 수축 속도론 8의 인덱스를 제공한다. </li><li> 전기 효율을 정량화하기 위해, 최대 토크 및 스프레드 시트 소프트웨어 (예를 들어, 엑셀)을 사용하여 M-파의 합 사이의 비율을 계산한다 (P ℓ / M). 경골 후방 신경 자극에 의해 유발 된 반응은 기계적 삼두근 surae 전체적으로 및 가자미근 gastrocnemii-M 파의 진폭이 합산되어야 (39)의 활성화에 대응있다. </li></ol></li></ol><img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig4.jpg" /> 그림 4 : 전기 생리 및 기계적 응답의 설명 피크 - 투 - 피크 진폭 (MV) 전형적인 M 파의 지연 시간 (MS)와 지역 (mV.ms)의 (A) 측정.. 피크 트 토크 (NM)의 (B) 측정, 수축 시간 (MS)와 트의 반 휴식 시간 (밀리 초). <a= &quot;https://www.jove.com/files/ftp_upload/52974/52974fig4highres.jpg&quot;대상 = &quot;_ 빈&quot;HREF&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <ol start="2"><li> 수축 데이터 분석 <ol><li> 피크 토크 포함하되 자극 인공물과 EMG의 침묵 기간의 종료 사이의 시간을 제외 MVC 토크 고원 동안 가자미 EMG 활성의 500 밀리 초 시간 윈도우를 선택한다. 침묵 기간은 자극 다음 진행 자발적 EMG 활동의 억제에 해당합니다. </li><li> 루트가 소프트웨어에 의해 직접 제공되지 않는 사각 (RMS)를 의미하는 경우, 다음 식 (40)을 사용하여 EMG 활성을 정량 계산 RMS : EMG를 RMS <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq1.jpg" /></li><li> 측정 또는 파의 지속 시간 동안 휴식 M 최대의 RMS를 계산합니다. </li><li> 스프레드 시트 소프트웨어를 사용하는 RMS EMG / RMS Mmax 순 비율을 계산한다.EMG RMS 값 및 RMS 값 Mmax 순 같은 근육으로부터 선택되어야한다. </li><li> 이중 자극 (그림 5)에 의해 유도 된 중첩 토크 제외 MVC의 최대 값에 휴식 토크의베이스 라인에서 MVC의 최대 피크 토크를 측정한다. </li><li> 유발 된 응답의 피크 자극의 개시 (도 5)에서 자발적으로 토크 값에서 MVC 중에 이중 자극에 의해 유도 된 중첩 토크를 측정한다. </li><li> potentiated 이중를 선택합니다. </li><li> potentiated 이중와 관련된 최대 토크를 측정한다. </li><li> 수학 식 40을 이용하여 자발적으로 활성화 레벨 (VAL)을 계산한다 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/52974/52974eq2.jpg" /></li></ol></li></ol><img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig5.jpg" /> 그림 5 : 중첩의 측정 및기계적인 신호에 이중를 potentiated. 중첩 피크 토크 (승점)를 기록하려면, 자극 이중은 아이소 메트릭 최대 자발적 수축 (MVC)의 고원 동안 유발된다. potentiated 최대 토크 (백금 P)를 기록하려면, 자극 이중은 MVC의 오프셋 (offset) 후 휴식을 유발한다.

The authors have nothing to disclose.

경피적 신경 자극은 신경 근육 시스템 건강한 인간 neuromotor 기능의 기본 컨트롤을 이해뿐만 아니라, 피로 (17) 훈련을 통해 급성 또는 만성 적응을 분석 할 수있을뿐만 아니라 수많은 특성의 정량화 할 수 있습니다. 특히 측정이 빠른 복구 (42)의 영향을 피하기 위해 연습 종료 후 가능한 빨리 수행되어야 피로 프로토콜에 매우 유익하다. 수많은 연구가 삼두근 s...

경피적 전기 신경 자극이 널리 신경근 1 기능을 평가하기 위해 사용된다. 기본 원리는 근육의 수축을 연상 말초 운동 신경에 전기 자극을 유도으로 구성되어 있습니다. 기계 (토크 측정) 및 전기 생리학 (근전도 활동) 응답을 동시에 기록됩니다. 고려 관절에 기록 토크는, 에르고 미터를 이용하여 평가된다. 표면 전극을 사용하여 기록 근전도 (EMG) 신호 (2)의 근육 활동을 나타내는 것으로 입증되었다. 이 비 침습적 방법은 고통보다 쉽게​​ 근육 녹음보다 구현되지 않습니다. 모두 모노 폴라 및 바이폴라 전극을 사용할 수있다. 모노 폴라 전극 구성은 작은 근육에 유용 할 수 근육 활동 (3)의 변화에보다 민감한 것으로 밝혀졌다. 그러나, 바이폴라 전극 신호대 R 개선에 더욱 효과적인 것으로 밝혀졌다페이지에 계속 4, 가장 일반적으로 기록 및 모터 유닛의 활성을 정량하는 방법으로 사용된다. 후술하는 방법은 바이폴라 녹화에 초점을 맞출 것이다. EMG 활성은 신경 근육 시스템의 효능 및 무결성의 지표이다. 경피 신경 자극의 사용은 신경 근육 기능에 더 통찰력, 근육 척추, 또는 문헌 - 척추 레벨 (그림 1)에서, 즉 변화를 제공합니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52974/52974fig1.jpg" /> 그림 1 :. 신경 근육 측정의 개요 STIM : 신경 자극. EMG : 근전도. 발 : 자원 봉사 활성화 수준. RMS : 루트가 광장을 의미한다. M 최대 : 최대한 M 파 진폭. 휴지, 또한, M 파라고 복합 근 활동 전위는 자극 인공물 후에 관찰 짧은 지연 응답이며, 직접 액티브 의한 흥분성 근육량을 나타낸다<html> 근육 (그림 2, 3 번)에 이르는 모터 축삭의 ATION. M 파 진폭은 최대 값의 고원에 도달 할 때까지 강도가 증가한다. M 최대 호출이 응답은, 표면 EMG 전극 (5) 아래에 기록 된 모든 모터 유닛 및 / 또는 근육 섬유 활동 전위의 동기 합산을 나타낸다. 피크 - 투 - 피크 진폭 또는 파 영역의 진화 신경근 변속기 (6)의 변경을 식별하는 데 사용된다. M 파, 즉 피크 트 토크 / 힘과 관련된 기계적인 반응의 변화로 인해 근육의 흥분성 및 / 또는 근육 섬유 (7) 내에서의 변화 일 수 있습니다. M의 최대 피크 진폭과 트 토크 진폭 (백금 / M 비)의 관계, 즉 전기 모터에 주어진 명령에 대한 응답 기계적 근육 (8)의 전기 효율의 지표를 제공한다. 52974 / 52974fig2.jpg &quot;/&gt; 그림 2 :. 모터 및 신경 자극에 의해 활성화 재귀 경로 혼합 (모터 / 감각) 신경 (STIM)의 전기 자극은 모터 축삭 및 IA의 구 심성 발사 모두의 탈분극을 유도한다. 척수가 다시 H-반사 반응 (경로 1 + 2 + 3)을 불러 일으키는 알파 motoneuron를 활성화쪽으로 IA의 탈분극은 구 심성. M 파 (경로 3) : 자극의 강도에 따라, 모터 축삭 탈분극은 직접 근육 반응을 불러 일으킨다. 최대 M 파의 강도에, antidromic 현재도 (3 &#39;) 생성되고 반사 발리 (2)와 충돌. 이 충돌은 부분적으로 또는 완전히 H 반사 반응을 취소합니다. H 반사는 IA-α의 motoneuron 9 시냅스의 변화를 평가하기 위해 사용되는 전기 생리학적인 반응이다. 이 매개 변수는 정지 또는 자발적 수축하는 동안 평가 될 수있다. H 반사는 스트레치 반사의 변형을 나타냅니다 (그림 2, 뉴mber 1-3). H 반사는 monosynaptically IA의 구 심성 경로 (10, 11)에 의해 보충 모터 장치를 활성화하고 주변과 중앙의 영향 (12)를 실시 할 수있다. H 반사를 불러 일으키는 방법은 나머지 13, 14에서와 아이소 메트릭 수축 15시 척추 흥분을 평가하는 높은 내 주제 신뢰성을하는 것으로 알려져있다. 자발적인 수축 동안 자발적 신경 드라이브의 크기는 일반적으로 평균 제곱근을 이용하여 정량화, EMG 신호의 진폭을 이용하여 평가 될 수있다 (RMS). RMS EMG 자발적인 수축은 일반적으로 (도 1) 중 모터 시스템의 여기 레벨을 정량하는 방법을 사용한다. 때문에 인트라 간 주제 변동 (16), RMS EMG는 근육 별 최대 자발적 수축 (RMS EMGmax) 동안 기록 된 EMG를 사용하여 정규화해야합니다. 또한 때문에에게 EMG 신호의 변화가있다 ㄴ이러한 M 파 같은 파라미터를 이용하여 주변 둘레 레벨에 정규화 변경으로 인해 전자가 EMG 신호의 핵심 구성 요소를 평가할 필요가있다. 이는 최대 진폭 또는 M 파의 RMS Mmax 순으로 RMS EMG 분할함으로써 수행 될 수있다. RMS Mmax 순을 사용하여 정규화는 고려 M 파의 지속 시간 (17)의 가능한 변화를 가져 오기 때문에 선호하는 방법입니다 (즉 EMG / RMS Mmax 순는 RMS). 모터 커맨드는 자발적 활성 수준 (VAL)을 산출함으로써 평가할 수있다. 이 방법은 최대 자율 수축 중에 M의 최대 강도로 전기 자극을 중첩 트 보간 기법 (18)을 사용한다. 신경 자극에 의해 유도되는 여분 토크가 이완 된 근육 19 potentiated 동일 신경 자극에 의해 생성 된 제어 트와 비교된다. 최대 발, 원래 트 interpo을 평가하려면머튼 (18)에 의해 설명 LATION 기술은 자발적 수축을 통해 보간 하나의 자극을 포함한다. 유발 토크 증가가 단일 자극 반응 (20)에 비해 더 큰 용이하게 검출하고, 이하 가변 때문에 최근에는 한 쌍의 자극의 사용은 더욱 인기를 끌고있다. VAL은 작동 근육 (21)을 최대로 활성화하는 중추 신경계의 능력의 지표를 제공한다. 현재 VAL은 트 보간 기법을 사용하여 근육의 활성화 (22)의 레벨을 평가하는 가장 중요한 평가 방법이다. 또한, 작업 계를 사용하여 평가 피크 토크는 연구 및 임상에서의 사용 (23)의 적용을 가장 적절히 조사 강도 테스트 파라미터이다. 전기 신경 자극은 근육 그룹 (예를 들면 팔꿈치 굴근, 손목 굴근, 무릎 신전근, 족저 굴근)의 다양성에 사용될 수있다. 그러나, 신경 접근성하게일부 근육 그룹의 어려운 기술. 발바닥 굴곡 근육, 특히 삼두근 surae (가자미근과 gastrocnemii) 근육은 자주 문학 (24)에 조사된다. 사실,이 근육들은 특별한 관심을 정당화, 운동에 참여하고 있습니다. 자극 부위와, 기록 전극 간의 거리는 삼두근 surae 근육의 다른 유발 파도의 식별을 허용한다. 오금의 후방 경골 신경의 피상적 인 부분과 스핀들의 많은 수는 쉽게 다른 근육 (24)에 비해 반사 응답을 기록 할 수 있습니다. 이러한 이유로, 현재 제시된 반사 방법은 근육의 삼두근 surae 그룹 (가자미근과 비복근)에 초점을 맞추고있다. 이 프로토콜의 목적은 삼두근 surae 신경근의 기능을 조사하기 위해 경피 신경 자극 기법을 설명하는 것이다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Biodex dynamometer</td>
			<td>Biodex Medical System Inc., New York, USA</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.biodex.com/">www.biodex.com</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MP150 Data Acquisition System</td>
			<td>Biopac Systems Inc., Goleta, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acknowledge 4.1.0 software</td>
			<td>Biopac Systems Inc., Goleta, USA</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.biopac.com/">www.biopac.com</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DS7A constant current high voltage stimulator</td>
			<td>Digitimer, Hertfordshire, UK</td>
			<td></td>
			<td><a href="http://www.digitimer.com/">www.digitimer.com</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver chloride surface electrodes</td>
			<td>Control Graphique Medical, Brie-Comte-Robert, France</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Computer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 Cable for connecting the Biodex to the MP150</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 Cable for connecting the Digitimer to the MP150</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 Cable for connecting the MP150 to the computer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of neuromuscular function using percutaneous electrical nerve stimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). The present protocol describes how this method can be used to stimulate the posterior tibial nerve that activates plantar flexor muscles. Percutaneous electrical nerve stimulation consists of inducing an electrical stimulus to a motor nerve to evoke a muscular response. Direct (M-wave) and/or indirect (H-reflex) electrophysiological responses can be recorded at rest using surface electromyography. Mechanical (twitch torque) responses can be quantified with a force/torque ergometer. M-wave and twitch torque reflect neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling, whereas H-reflex provides an index of spinal excitability. EMG activity and mechanical (superimposed twitch) responses can also be recorded during maximal voluntary contractions to evaluate voluntary activation level. Percutaneous nerve stimulation provides an assessment of neuromuscular function in humans, and is highly beneficial especially for studies evaluating neuromuscular plasticity following acute (fatigue) or chronic (training/detraining) exercise.

증가 자극 강도와 M-H- 파도 사이 응답 진폭 다른 진화 리드. M 파가 점진적으로 최대 강도의 고원에 도달 할 때까지 증가하면서 휴식, H 반사가, 근전도 신호로부터 완전히 결석되기 전에 최대 값에 도달 (진화를위한 그래픽 M-파의 묘사와 그림 6은 그림 4 참조 M-파도와 강도 H 반사)의. 가자미 근육의 경우, 자극 발병과 M 파 사이의 대기 시간은 약 10 밀리 초 (그림 4A)과 H 파?...

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Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels).

경피적 전기 신경 자극을 사용하여 신경 근육 기능의 평가

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

assessment-neuromuscular-function-using-percutaneous-electrical-nerve

Research

JoVE Journal

Neuroscience

21.6K 조회수.  Univ. Bourgogne Franche–Comté. We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). 

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Studying Synaptic Vesicle Pools using Photoconversion of Styryl Dyes

The fusion of synaptic vesicles with the plasma membrane (exocytosis) is a required step in neurotransmitter release and neuronal communication. The vesicles are then retrieved from the plasma membrane (endocytosis) and grouped together with the general pool of vesicles within the nerve terminal, until they undergo a new exo- and endocytosis cycle (vesicle recycling). These processes have been studied using a variety of techniques such as electron microscopy, electrophysiology recordings, amperometry and capacitance measurements. Importantly, during the last two decades a number of fluorescently labeled markers emerged, allowing optical techniques to track vesicles in their recycling dynamics. One of the most commonly used markers is the styryl or FM dye 1; structurally, all FM dyes contain a hydrophilic head and a lipophilic tail connected through an aromatic ring and one or more double bonds (Fig. 1B). A classical FM dye experiment to label a pool of vesicles consists in bathing the preparation (Fig. 1Ai) with the dye during the stimulation of the nerve (electrically or with high K+). This induces vesicle recycling and the subsequent loading of the dye into recently endocytosed vesicles (Fig. 1Ai-iii). After loading the vesicles with dye, a second round of stimulation in a dye-free bath would trigger the FM release through exocytosis (Fig. 1Aiv-v), process that can be followed by monitoring the fluorescence intensity decrease (destaining).

Although FM dyes have contributed greatly to the field of vesicle recycling, it is not possible to determine the exact localization or morphology of individual vesicles by using conventional fluorescence microscopy. For that reason, we explain here how FM dyes can also be used as endocytic markers using electron microscopy, through photoconversion. The photoconversion technique exploits the property of fluorescent dyes to generate reactive oxygen species under intense illumination. Fluorescently labeled preparations are submerged in a solution containing diaminobenzidine (DAB) and illuminated. Reactive species generated by the dye molecules oxidize the DAB, which forms a stable, insoluble precipitate that has a dark appearance and can be easily distinguished in electron microscopy 2,3. As DAB is only oxidized in the immediate vicinity of fluorescent molecules (as the reactive oxygen species are short-lived), the technique ensures that only fluorescently labeled structures are going to contain the electron-dense precipitate. The technique thus allows the study of the exact location and morphology of actively recycling organelles.

FM dyes have been of invaluable help in the understanding of synaptic dynamics. FMs are normally followed under the fluorescent microscope during different stimulation conditions. However, photoconversion of FM dyes combined with electron microscopy allows the visualization of distinct synaptic vesicle pools, among other ultrastructure components, in synaptic boutons.

Styryl 염료의 Photoconversion를 사용하여 시냅틱 소포 풀 유학

The fusion of synaptic vesicles with the plasma membrane (exocytosis) is a required step in neurotransmitter release and neuronal communication. The ...

연구

신경과학

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS display abnormalities in the expression of FMR1 - a protein required for typical, healthy neural development.3 Recent data has suggested that the loss of this protein can cause the cortex to be hyperexcitable thereby affecting overall patterns of neural plasticity.4,5
In addition, Fragile X shows a strong comorbidity with autism: in fact, 30% of children with FXS are diagnosed with autism, and 2 - 5% of autistic children suffer from FXS.6
Transcranial Magnetic Stimulation (a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses 7,8) represents a unique method of exploring plasticity and the manifestations of FXS within affected individuals. More specifically, Theta-Burst Stimulation (TBS), a specific stimulatory protocol shown to modulate cortical plasticity for a duration up to 30 minutes after stimulation cessation in healthy populations, has already proven an efficacious tool in the exploration of abnormal plasticity.9,10 
Recent studies have shown the effects of TBS last considerably longer in individuals on the autistic spectrum - up to 90 minutes.11 This extended effect-duration suggests an underlying abnormality in the brain's natural plasticity state in autistic individuals - similar to the hyperexcitability induced by Fragile X Syndrome.
In this experiment, utilizing single-pulse motor-evoked potentials (MEPs) as our benchmark, we will explore the effects of both intermittent and continuous TBS on cortical plasticity in individuals suffering from FXS and individuals on the Autistic Spectrum.

In this article, we examine the effects of Theta-Burst TMS stimulation on cortical plasticity in individuals suffering from Fragile X syndrome and individuals on the autistic spectrum.

TMS : 연약한 X 증후군 및 자폐증과 개인의 소성의 Mechasnism를 탐험하는 세타 - 버스트 프로토콜을 사용하여

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy produces symptoms of numbness and paraesthesia in the limbs and may progress to difficulties with fine motor skills and walking, leading to functional impairment. In addition to producing troubling symptoms, chemotherapy-induced neuropathy may limit treatment success leading to dose reduction or early cessation of treatment. Neuropathic symptoms may persist long-term, leaving permanent nerve damage in patients with an otherwise good prognosis3. As chemotherapy is utilised more often as a preventative measure, and survival rates increase, the importance of long-lasting and significant neurotoxicity will increase.
There are no established neuroprotective or treatment options and a lack of sensitive assessment methods. Appropriate assessment of neurotoxicity will be critical as a prognostic factor and as suitable endpoints for future trials of neuroprotective agents. Current methods to assess the severity of chemotherapy-induced neuropathy utilise clinician-based grading scales which have been demonstrated to lack sensitivity to change and inter-observer objectivity4. Conventional nerve conduction studies provide information about compound action potential amplitude and conduction velocity, which are relatively non-specific measures and do not provide insight into ion channel function or resting membrane potential. Accordingly, prior studies have demonstrated that conventional nerve conduction studies are not sensitive to early change in chemotherapy-induced neurotoxicity4-6. In comparison, nerve excitability studies utilize threshold tracking techniques which have been developed to enable assessment of ion channels, pumps and exchangers in vivo in large myelinated human axons7-9.
Nerve excitability techniques have been established as a tool to examine the development and severity of chemotherapy-induced neurotoxicity10-13. Comprising a number of excitability parameters, nerve excitability studies can be used to assess acute neurotoxicity arising immediately following infusion and the development of chronic, cumulative neurotoxicity. Nerve excitability techniques are feasible in the clinical setting, with each test requiring only 5 -10 minutes to complete. Nerve excitability equipment is readily commercially available, and a portable system has been devised so that patients can be tested in situ in the infusion centre setting. In addition, these techniques can be adapted for use in multiple chemotherapies.
In patients treated with the chemotherapy oxaliplatin, primarily utilised for colorectal cancer, nerve excitability techniques provide a method to identify patients at-risk for neurotoxicity prior to the onset of chronic neuropathy. Nerve excitability studies have revealed the development of an acute Na+ channelopathy in motor and sensory axons10-13. Importantly, patients who demonstrated changes in excitability in early treatment were subsequently more likely to develop moderate to severe neurotoxicity11. However, across treatment, striking longitudinal changes were identified only in sensory axons which were able to predict clinical neurological outcome in 80% of patients10. These changes demonstrated a different pattern to those seen acutely following oxaliplatin infusion, and most likely reflect the development of significant axonal damage and membrane potential change in sensory nerves which develops longitudinally during oxaliplatin treatment10. Significant abnormalities developed during early treatment, prior to any reduction in conventional measures of nerve function, suggesting that excitability parameters may provide a sensitive biomarker.

This abstract describes a novel method to assess the development of neurotoxicity in patients receiving chemotherapy treatment. While conventional assessment methods are limited in their ability to detect early changes in nerve function, nerve excitability techniques provide early identification of patients at risk of severe neurotoxicity and insight into pathophysiology.

화학 요법 - 유도 Neurotoxicity의 신경 흥분 평가

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Optogenetic Stimulation of the Auditory Nerve

Direct electrical stimulation of spiral ganglion neurons (SGNs) by cochlear implants (CIs) enables open speech comprehension in the majority of implanted deaf subjects1-6. Nonetheless, sound coding with current CIs has poor frequency and intensity resolution due to broad current spread from each electrode contact activating a large number of SGNs along the tonotopic axis of the cochlea7-9. Optical stimulation is proposed as an alternative to electrical stimulation that promises spatially more confined activation of SGNs and, hence, higher frequency resolution of coding. In recent years, direct infrared illumination of&#160;the cochlea has been used to evoke responses in the auditory nerve10. Nevertheless it requires higher energies than electrical stimulation10,11 and uncertainty remains as to the underlying mechanism12. Here we describe a method based on optogenetics to stimulate SGNs with low intensity blue light, using transgenic mice with neuronal expression of channelrhodopsin 2 (ChR2)13 or virus-mediated expression of the ChR2-variant CatCh14. We used micro-light emitting diodes (&#181;LEDs) and fiber-coupled lasers to stimulate ChR2-expressing SGNs through a small artificial opening (cochleostomy) or the round window. We assayed the responses by scalp recordings of light-evoked potentials (optogenetic auditory brainstem response: oABR) or by microelectrode recordings from the auditory pathway and compared them with acoustic and electrical stimulation.

Cochlear implants (CIs) enable hearing by direct electrical stimulation of the auditory nerve. However, poor frequency and intensity resolution limits the quality of hearing with CIs. Here we describe optogenetic stimulation of the auditory nerve in mice as an alternative strategy for auditory research and developing future CIs.

청각 신경의 자극 Optogenetic

Direct electrical stimulation of spiral ganglion neurons (SGNs) by cochlear implants (CIs) enables open speech comprehension in the majority of implanted ...

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing delivery of oxygen and nutrients. About half of the stroke survivors are left with some degree of disability. Innovative methodologies for restorative neurorehabilitation are urgently required to reduce long-term disability. The ability of the nervous system to reorganize its structure, function and connections as a response to intrinsic or extrinsic stimuli is called neuroplasticity. Neuroplasticity is involved in post-stroke functional disturbances, but also in rehabilitation. Beneficial neuroplastic changes may be facilitated with non-invasive electrotherapy, such as neuromuscular electrical stimulation (NMES) and sensory electrical stimulation (SES). NMES involves coordinated electrical stimulation of motor nerves and muscles to activate them with continuous short pulses of electrical current while SES involves stimulation of sensory nerves with electrical current resulting in sensations that vary from barely perceivable to highly unpleasant. Here, active cortical participation in rehabilitation procedures may be facilitated by driving the non-invasive electrotherapy with biosignals (electromyogram (EMG), electroencephalogram (EEG), electrooculogram (EOG)) that represent simultaneous active perception and volitional effort. To achieve this in a resource-poor setting, e.g., in low- and middle-income countries, we present a low-cost human-machine-interface (HMI) by leveraging recent advances in off-the-shelf video game sensor technology. In this paper, we discuss the open-source software interface that integrates low-cost off-the-shelf sensors for visual-auditory biofeedback with non-invasive electrotherapy to assist postural control during balance rehabilitation. We demonstrate the proof-of-concept on healthy volunteers.

A novel low-cost human-machine interface for interactive post-stroke balance rehabilitation system is presented in this article. The system integrates off-the-shelf low-cost sensors towards volitionally driven electrotherapy paradigm. The proof-of-concept software interface is demonstrated on healthy volunteers.

후 스트로크 균형 재활을위한 신경 근육 전기 자극 시스템과 저가 센서를 통합하는 인간 - 기계 인터페이스

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in humans is transcranial direct current stimulation (tDCS). Less frequently, transcranial alternating current stimulation (tACS) or transcranial random noise stimulation (tRNS), a specific form of tACS using an electrical current applied randomly within a pre-defined frequency range, is used. The increase of noninvasive electrical brain stimulation research in humans, both for experimental and clinical purposes, has yielded an increased need for basic, mechanistic, safety studies in animals. This article describes a model for transcranial electrical brain stimulation (tES) through the intact skull targeting the motor system in alert rodents. The protocol provides step-by-step instructions for the surgical set-up of a permanent epicranial electrode socket combined with an implanted counter electrode on the chest. By placing a stimulation electrode into the epicranial socket, different electrical stimulation types, comparable to tDCS, tACS, and tRNS in humans, can be delivered. Moreover, the practical steps for tES in alert rodents are introduced. The applied current density, stimulation duration, and stimulation type may be chosen depending on the experimental needs. The caveats, advantages, and disadvantages of this set-up are discussed, as well as safety and tolerability aspects.

This protocol describes a surgical set-up for a permanent epicranial electrode socket and an implanted chest electrode in rodents. By placing a second electrode into the socket, different types of transcranial electrical brain stimulation can be delivered to the motor system in alert animals through the intact skull.

경고 설치류에 Transcranial 전기 두뇌 자극

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a closed-loop event-triggered manner. Although many studies are focusing on the possible benefits and side-effects of TES in healthy and pathologic brains, there are still many fundamental open questions regarding the mechanism of action of the stimulation. Therefore, there is a clear need for a robust and reproducible method to test the acute and the chronic effects of TES in rodents. TES can be combined with regular behavioral, electrophysiological, and imaging techniques to investigate neuronal networks in vivo. The implantation of transcranial stimulation electrodes does not impose extra constraints on the experimental design while it offers a versatile, flexible tool to manipulate brain activity. Here we provide a detailed, step-by-step protocol to fabricate and implant transcranial stimulation electrodes to influence brain activity in a temporally constrained manner for months.

This detailed protocol describes transcranial stimulation electrode placement on the temporal bone in order to investigate the short- and long-term effects of transcranial electrical stimulation in freely moving rats.

만성 Transcranial 전기 자극 및 쥐 Intracortical 녹음

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, causal evidence of brain area activation leading to a behavior is often left missing. Transcranial direct current stimulation (tDCS), which can temporarily alter brain cortical excitability and activity, is a noninvasive neurophysiological tool used to study causal relationships in the human brain. High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) is a noninvasive brain stimulation (NIBS) technique that produces a more focal current compared to conventional tDCS. Traditionally, the stimulation location has been roughly determined through the 10-20 EEG system, because determining precise stimulation points can be difficult. This protocol uses a 3D digitizer with HD-tDCS to increase accuracy in determination of stimulation points. The method is demonstrated using a 3D digitizer for more accurate localization of stimulation points in the right temporo-parietal junction (rTPJ).

Presented here is a protocol to achieve higher accuracy in determination of stimulation location combining a 3D digitizer with high-definition transcranial direct current stimulation.

고화질 경부 직접 전류 자극이 있는 3D 디지타이저를 사용한 자극 위치 측정

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of sciatic nerve injury rodent models. In this protocol, we describe a novel kinematic analysis method that uses a three-dimensional (3D) motion capture apparatus for functional evaluations using a rat sciatic nerve crush injury model. First, the rat is familiarized with treadmill walking. Markers are then attached to the designated bone landmarks and the rat is made to walk on the treadmill at the desired speed. Meanwhile, the posterior limb movements of the rat are recorded using four cameras. Depending on the software used, marker tracings are created using both automatic and manual modes and the desired data are produced after subtle adjustments. This method of kinematic analysis, which uses a 3D motion capture apparatus, offers numerous advantages, including superior precision and accuracy. Many more parameters can be investigated during the comprehensive functional evaluations. This method has several shortcomings that require consideration: The system is expensive, can be complicated to operate, and may produce data deviations due to skin shifting. Nevertheless, kinematic analysis using a 3D motion capture apparatus is useful for performing functional anterior and posterior limb evaluations. In the future, this method may become increasingly useful for generating accurate assessments of various traumas and diseases.

We introduce a kinematic analysis method that uses a three-dimensional motion capture apparatus containing four cameras and data processing software for performing functional evaluations during fundamental research involving rodent models.

Sciatic 신경 호감 상해의 쥐 모형에 있는 기능 평가를 위한 3D 운동학 분석

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Establishment of Acute Pontine Infarction in Rats by Electrical Stimulation

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided here is a protocol for successfully establishing a rat model of acute pontine infarction. Rats weighing about 250 g are used, and a probe with an insulated sheath is injected into the pons using a stereotaxic apparatus. A lesion is produced by the electrical stimulation with a single pulse. The Longa score, Berderson score, and beam balance test are used to assess neurological deficits. Additionally, the adhesive-removal somatosensory test is used to determine sensorimotor function, and the limb placement test is used to evaluate proprioception. MRI scans are then used to assess the infarction in vivo, and TTC staining is used to confirm the infarction in vitro. Here, a successful infarction is identified that is located in the anterolateral basis of the rostral pons. In conclusion, a new method is described to establish an acute pontine infarction rat model.

Presented here is a protocol for establishing acute pontine infarction in a rat model via electrical stimulation with a single pulse.

전기 자극에 의한 쥐에 급성 폰틴 경색 의 설립

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided ...