Name: cmap scan mune (mscan) - a novel motor unit number estimation (mune) method
Uploaded: 2018-06-07T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method at JoVE.com

이 연구는 Lundbeck 재단이 주로 재정적으로 지원 되었다.
또한, Knud og 디스 Eriksens Mindefond, Søster 및 베르너 Lipperts 좋아한다, Fonden Lægevidenskabens Fremme 및 Aage og 위해선 Johanne 루이 Hansens 좋아한다이 연구 지원.

모든 과목 시험, 전에 그들의 서 면된 동의 주어 야 하 고 녹음 프로토콜 적절 한 로컬 윤리 검토 보드에 의해 승인을 받아야 한다. 여기에 설명 된 모든 메서드는 지역 과학 윤리 위원회와 덴마크어 데이터 보호 기관에 의해 승인 되었다.
참고: 레코딩 소프트웨어의 일부인 "TRONDNF" 녹음 프로토콜 만들어집니다 (재료의 표 참조). 사용 된 다른 장비는 바이 폴라 자극, 50 Hz 노이즈 제거 기, 증폭기, 그리고는 아날로그-디지털 (A/D) 보드 (또한 권장 치십시오 (EMG) 활동의 피드백에 대 한 오디오 앰프 이며 동안 소리를 잘라 상자는 음소거 전기 자극)입니다. 모터 유닛 번호 MScan 메서드에서 추정 세 단계가 포함 됩니다: 1)의 준비 (신경 흥분 연구)에 관해서는 주제 2) 기록 CMAP 스캔 하 고 3) MScan 소프트웨어로 결과 분석. 아래 설명 된 녹음 절차는 소프트웨어와 우리가 사용 하는 악기 ( 테이블의 자료를 참조 하십시오); 이러한 다른 소프트웨어 및 하드웨어에 대 한 적응 해야 합니다.
1입니다. 피사체의 준비
<ol><li>그들은 필요가 없습니다 (특히 신경 및 손목 터널 증후군), 신 경계 장애의 역사 것입니다 조사 질병 그룹 이외의 되도록 과목을 화면.</li>
	<li>시험 및 서 면 동의 요청에 대 한 세부 사항에 있는 주제를 지시 합니다.<ol>
<li>그 녹음 시작할 때, 힘 점차적으로 증가 될 것 이다 최대 stepwise 감소, 다음 주제를 알려 고 시험 약 5-6 분 소요 됩니다.</li>
		<li>주제에 손 및 손가락 tickling 느낌을 경험 것 이다 설명 한다.</li>
		<li>알릴 주제는 녹음 하는 동안 어느 순간에 즉시 힘 전환 될 수 있다 주제 너무 많은 불편을 느끼는 경우.</li>
	</ol>
</li>
	<li>제목'청소 손을 팔 뚝 피부 준비 젤과 알코올.</li>
	<li>납치범 pollicis brevis 근육과 엄지 (그림 1)의 metacarpo 골 관절에 참조 전극 활성 기록 전극 배치.</li>
	<li>장소는 손 등에서 접지 전극.</li>
	<li>프리 앰프 (그림 1)를이 전극 연결 합니다.</li>
	<li>잡음과 유물 때문에 자발적인 운동 (그림 1)를 제거 하기 위해 함께 손가락을 테이프.</li>
	<li>지구 온난화 램프와 피부 온도 32 ° C와 36 ° C 사이 유지 합니다.</li>
</ol>2. 녹음 CMAP 스캔
참고: 아래에서 설명 하는 모든 소프트웨어 작업은 소프트웨어와 우리가 사용 하는 악기 ( 테이블의 자료를 참조 하십시오); 이러한 다른 소프트웨어 및 하드웨어에 대 한 적응 해야 합니다.
<ol><li>반자동된 전산화 시스템을 시작 합니다.</li>
	<li>'녹음 프로토콜 선택' 폼에서 '' MScan-R 녹음 프로토콜을 선택 합니다.</li>
	<li>프리 앰프와는 자극에 대 한 기본 설정을 수락 합니다.</li>
	<li>'녹음 매개 변수를 선택 하 는' 양식에서 2 또는 3 문자로 연산자 접두사 '출력 파일' 상자에 입력 한 다음 "" 확인 버튼을 클릭.</li>
	<li>프로그램에서 원시 EMG 입력을 표시할 때 수동으로, 어느 'MScan 매개 변수' (스캔 단계, interstimulus 간격 및 자극 너비)을 선택 하거나 기본 매개 변수: 자극 폭 갖고의 0.2%, 및 interstimulus의 검사 단계 0.5 간격 "" 확인에 클릭 s. 하거나 계속 "" Esc 키를 누릅니다. 참고: 기본 매개 변수는이 연구에서 허용 했다. 필터 설정 했다 3 Hz-3 kHz.</li>
	<li>장소 손목에 메디아 신경에 repositionable 바이 폴라 자극 전극 최저 임계값의 사이트를 찾을 수 있습니다. "확인' 자극을 시작을 클릭 합니다.</li>
	<li>다음 표시 자극 (처음 15% 최대 출력) 및 EMG 응답; 낮은 임계값 (예: 최대 응답)의 사이트를 찾을 수 전극 위치를 조정 합니다. 경우는 CMAP의 모양을 가능 하면 단일 피크와 diphasic가 있는지 확인 하는 데 필요한 기록 전극의 위치를 조정 합니다. 필요한 경우 조정 '' 삽입 자극 강도 및 '' 삭제 키. 다음 '' . 을 계속 하려면 확인을 클릭 합니다
</li>
	<li>'수정된' 응답 '창'는 응답은 측정, 마젠타 수평선으로 표시와 함께 나타납니다. (기준선 나타냅니다) 창 전에 짧은 녹색 선 사이 자극 유물 및 응답 플랫 라인 인지 확인 합니다. 필요한, 마우스 오른쪽 버튼을 우울 하 여 창 시작을 설정 하는 경우 커서를 오른쪽으로 드래그 하 고 창 끝에 대 한 단추를 놓습니다. 참고: CMAP 피크 높이 창에서 위쪽 피크 기준선에서 측정 되 고 파란색 세로선으로 표시 됩니다. '' 계속 하려면 확인을 클릭 합니다.</li>
	<li>Repositionable 전극 음극 전극 자극 비 polarizable 접착제로 대체 하 고 장소는 양극 메디아 신경; 따라 proximally 2 cm 하단 추적 높은 이득 EMG 표시 됩니다. 자발적인 활동을 최소화 하기 위해 그들의 손에 대 한 가장 편안한 위치를 찾을 수 주제를 권장 합니다. '' 계속 하려면 확인을 클릭 합니다.</li>
	<li>CMAP;의 최대 진폭에 대 한 수준 위에 현재 자극 될 때까지 "" Insert 키를 눌러 수동으로 자극 강도 증가 첫째, 증가 3%의 단계에 의해 자극 강도, 그리고 미세 조정에 대 한 1%의 사용 단계.</li>
	<li>CMAP 스캔 시작 "" 확인 버튼을 클릭 하기 전에 창 고 피크 측정을 확인 하십시오.</li>
	<li>그 20 supramaximal 자극 (사전 검사)에 대 한 응답, 기록 후 자극 강도 자동으로 감소 supramaximal 자극 될 때까지 더 이상 인지할 모터 응답 다음 20 Cmap의 더 세트에서에서 작은 단계에서 note (사후 검사) 기록 됩니다. 참고: 데이터 'CMAP 스캔', 또는 x 축에서 y 축과 자극 강도에 모터 응답의 진폭으로 상세한 자극 응답 곡선으로 그려집니다. 반면 모터 단위, ALS에서 감소 번호 가진 환자에 있는 곡선 개발 단계별된 모양 (그림 2) 건강 한 과목이 S 자 모양의 곡선을 만듭니다.</li>
	<li>알 수는 음소거 상자에서 달성 하는 피드백 뿐만 아니라 주제는 좌측 중간 패널에 확인 수 있습니다. (수정) 왼쪽된 상단 패널에 왼쪽된 하단 패널, 자극 강도 (임계값) 감소에 CMAP을 봐. 오른쪽에 CMAP 스캔을 따릅니다.</li>
	<li>클릭 하 여 "" 확인 버튼 오른쪽 아래 모서리에 반복 검사는 필요 하지 않는 및 데이터 녹음 완료. 참고: 완료 하는 경우는 '전설과 스케일링' 그것은 모든 물음표를 교체 해야 하는 양식.</li>
</ol>3. MScan 분석
참고: 아래에서 설명 하는 모든 소프트웨어 작업은 소프트웨어와 우리가 사용 하는 악기 ( 테이블의 자료를 참조 하십시오); 이러한 다른 소프트웨어 및 하드웨어에 대 한 적응 해야 합니다.
<ol><li>
피팅 모델 CMAP 스캔을
	<ol>
<li>분석 기록, 오프 라인 시작 분석 프로그램을 "선택 확인" 클릭은 분석. 에 대 한 마지막 기록
</li>
		<li>클릭 ' '맞는 MScan QZD 파일" "MScanFit" 메뉴에서 선택 합니다. 참고: 하나 대신 'MEM 파일'에 맞게 MScan을 선택할 수 있습니다. 그것은 무조건 여기에 사용 되는 다른 장비로 기록 했다 CMAP 스캔 하는 경우에 "dat (mA mV) 파일" 에 맞게 MScan을 선택할 수 있습니다. DAT 파일을 만드는 방법 아래 참조.</li>
		<li>프로그램 처음 예비 모델을 생성 하 고 다음에 맞는 최적화가 관찰. '최적화' 상자에서 멀티 컬러 진행률 표시줄이 완료 하 고 "" 중지 단추가 회색으로 표시 될 때까지 사용자 개입 없음이 필요 합니다.</li>
		<li>예비 모델 검사의 연속 부분에 기울기와 차이에서 파생 모델의 첫 번째 추측을 제공 합니다. 원래 스캔 (블랙)와 (마젠타)에 모델에서 생성 된 검사를 병행 하 여 그릴 수 있습니다. 모델 및 모델에서 개선 텍스트 표시 및 대체 디스플레이에 따릅니다. 참고: 다른 디스플레이에서 선택할 수 있습니다 '로 작 진폭', 및 '플롯 유형' 상자 '를 '데이터에서 옵션에 따라 시간.</li>
		<li>직렬 조정 시뮬레이션 및 기록 CMAP 검사16사이의 차이 최소화 하 여 기록된 CMAP에 맞추기를 개선 하기 위해 최적화를 수행 합니다. 참고:이 연속, 세부15에 앞에서 설명한 예비 모델을 시작 몇 가지 최적화를 실행 합니다. 최적화 단위 수 증가, 다음 스캔 피팅 다음 시도 시작 됩니다 더 많은 단위를 사용 하 여 모델을 생성 하 여 첫 번째 최적화 단위의 수를 감소, 두 번째 시도 적은 단위를 사용 하 여 모델을 시작 하는 반면. 다 잘만 된다면, 최적화 절차 ' 0 ' 맞는 검사 단위 최고의 수에.</li>
		<li>그 최적화 프로시저를 실행할 때 최적화 패널 또한 보여준다 다 색된 진행률 표시줄을 확인 합니다.</li>
		<li>최적화 과정을 수행 하는 '플롯 유형" 상자, 즉, 등고선 플롯, 오류 v N 단위, 모델 단위, 누적 진폭에서 다른 표시 옵션을 사용 합니다. 참고: 최적화 절차 동안 모델에 변화는 지속적으로 최신 모델 업데이트 및 모델에서 개선 다른 플로팅 옵션 및 텍스트 표시에 따라 있을 수 있습니다.<ol>
<li>등고선 지도<ol>
<li>등고선 지도 포인트를 흐리게 하 고 x-y 배포판15에 차이에 따라 오류 점수를 생성 하 여 모델의 정확도 평가 하기 위해 활용 합니다. 기록 및 모델 간의 차이점을 볼 수 비교 선택 "" 및 "등고선 지도" 디스플레이 CMAP 컨투어 맵으로 검색 합니다. 최적화 과정을 최소화 하려고 이러한 차이입니다. 참고: ' 컨투어 지도 '는 주어진된 자극과 주어진된 응답을 얻는의 확률 밀도 수 있습니다. 그리고 오류 점수 원본과 모델 컨투어 지도 간의 차이에 따라이 '상단에 Diff' 옵션 패널 및 '' 컨투어 플롯 플롯 유형 패널에서 선택 하 여 구상 될 수 있다. 빨간 줄 포인트 원래 스캔에서의 더 큰 밀도 이었고 녹색 라인 모델된 검색에서 더 많은 포인트를 나타냅니다 나타냅니다. 맨 차이 줄거리는 큰 오류가 발견 되는 자극 강도 나타냅니다.</li>
			</ol>
</li>
			<li>오류 v N 단위<ol>
<li>로그-로그 '오류 v N 단위' 플롯을 선택 하 여 최적화 절차를 따릅니다. 최적화 절차의 각 단계는 해당 '' 최적화 패널에 바 하는 다른 색상으로 플롯 됩니다.</li>
			</ol>
</li>
			<li>모델 단위<ol>
<li>이것을 사용 하 여 어떻게 평균 CMAP 진폭, 모델에 다른 축 삭의 채용에 의해 구성 되어 볼 수 상단 부분에는 피크 진폭 및 개별 모터 유닛 임계값 배포판 보여 줍니다.</li>
			</ol>
</li>
			<li>누적 진폭<ol>
<li>Note는 단위 임계값 보다 크기를 증가의 순서 대로 그려집니다. 블랙 곡선 빨간 곡선 표시 누적 진폭 누적 단위 번호를 플롯 합니다.</li>
			</ol>
</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>최적화 프로세스가 완료 되 면, 'MScanFit 텍스트 디스플레이'에 분석의 결과 볼. 사용 가능한 MScan 매개 변수, 즉, 수 단위, 평균 진폭, 최대 단위 크기 텍스트 디스플레이에 표시 됩니다.</li>
	<li>"에 추가 분석에 대 한 가상 메모리 파일에 모델을 저장 하려면 'MEM 파일에 맞는 저장' 상자에 확인" 단추를 클릭 합니다.</li>
</ol>4. CMAP MUNE 사용 하 여 스캔. DAT 파일
참고: 소프트웨어의 대체 및 무료 버전 CMAP 다른 장비에 의해 기록 된 검사의 분석을 수 있습니다.
<ol><li>CMAP 검사 분석을 포함 하는 a.DAT 파일을 생성 합니다. 참고:이 석사 한 열에 다른 열에 mV에 CMAP 진폭 자극 강도 표준 2 열 서식에서 텍스트 파일 이어야 합니다.</li>
	<li>적당 한 생성 합니다. 텍스트 편집 소프트웨어로 스프레드시트 파일에서 두 개의 열을 복사 하 고 다음으로 확장을 지정 하 여 DAT 파일. 그 거 보다는. TXT입니다.<ol>
<li>모든 다른 단계, 독립 실행형 프로그램을 시작 하 고 선택 후 앞에서 설명한 MScan 분석을 수행 합니다. DAT 파일입니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>대학 대학 런던 FTP 사이트에서 프리웨어 프로그램, 설명서 및 샘플 데이터를 찾아 (호스트: 144.82.46.62, 사용자 이름: QtracW, 비밀 번호: Hg32wK5e).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Sherrington, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=REMARKS+ON+THE+FOREGOING+LETTER.">REMARKS ON THE FOREGOING LETTER.</a> Can. Med. Assoc. J. 20, 66-67 (1929).</li><li>Gooch, C. 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=Motor+unit+number+estimation:+a+technology+and+literature+review.">Motor unit number estimation: a technology and literature review.</a> Muscle Nerve. 50, 884-893 (2014).</li><li>McComas, A. J., Fawcett, P. R., Campbell, M. J., Sica, R. 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충돌: HB이이 연구에 사용 된 그의 Qtrac 소프트웨어의 판매에 대 한 UCL에서 로열티를 받습니다. 다른 저자는 잠재적인 충돌의 관심 있다. 모든 저자는 최종 문서를 승인 했습니다.

프로토콜 내에서 중요 한 단계: MScan 고도로 자동화 된 절차 이지만 모든 EMG 방법, 것과 같이 주의 해야 일관 된 결과를 얻을. 준비 단계에서는 CMAP 스캔 동안 자발적인 활동 또는 운동 유물은 CMAP의 스 퓨 리 어스 변화를 소개 하 고 예비 모델의 생성을 혼동 이후 휴식을 달성 하는 것이 중요입니다.
수정 및 문제 해결: 우리는 손가락, 그리고 최고의 다?...

모터 시스템 운동 근육 섬유를 활성화 함께 개별 모터 신경 섬유를 말합니다, 모터 단위에 따라 달라 집니다 그리고 모터 유닛 번호 전방 경적 세포 또는 단일 근육1innervating 축 삭의 수입니다. Denervation 및 reinnervation 프로세스 동안 건강 한 축 삭 부수적인 돋 아에 의해 손실 축 삭의 역할에 걸릴. 따라서, 복합 근육 활동 전위 (CMAP) 진폭은 모터 유닛 손실의 정도 대 한 필요한 정보를 제공 하지 않습니다. CMAP 진폭 모터 단위의 50% 이상 손실 됩니다 경우에 시작할 수 있습니다. 마찬가지로, 비정상적인 자발적인 활동 또는 모터 단위 잠재력 (MUP) 변경의 크기 denervation 정도 연결 되지 않습니다.
전반적으로, 모터 단위 번호의 간단 하 고, 직접 측정에 대 한 수 없습니다 electrophysiological 기술이입니다. 대신, 모터 유닛 번호 (MUNE)의 더 낮은 모터 신경 손실2를 평가 하기 위해 사용 됩니다. 여러 가지 MUNE 방법은 증분 자극 MUNE McComas3에 의해 1971 년에 도입 된 첫 번째 방법의 구현 이후 개발 되었습니다. 대부분의 방법은 여러 표면 기록 모터 단위 잠재력 (sMUP)를 측정 하 고 평균 sMUP 진폭에 의해 최대한 CMAP을 나누어를 기반으로 되어 있다. 이러한 방법 등 증분 자극4, 여러 포인트 자극 (MPS)5, 평균 스파이크 발생6. 다른 MUNE 방법 자극7,8,,910응답에서 모터 단위의 발사의 확률적 특성에 기반 하는 통계적 기법을 사용 했습니다. 이 변화는 CMAP 응답의 크기에 변화를 이끌어 모터 단위의 다른 조합 발사 의미 합니다. 모터 단위 숫자 인덱스 (Munix) 더 최근 도입 자발적 수축 하는 동안 기록 표면 간섭 패턴을 사용 하 여 sMUP11,12의 평균 크기를 예측 하는 방법 이다.
이 MUNE 방법 모두 절대 CMAP 진폭, 단위, 충분 한 단위를 샘플링 하는 데 필요한 긴 시간 또는 오랫동안 결과 분석 하는 데 필요한 선택 바이어스에 대 한 의존의 주관의 존재와 같은 하나 이상의 한계에서 고통. 새로운 MUNE 방법을 최근 개발 되어, 'CMAP MUNE 스캔' (MScan),13이러한 한계 극복 하기 위해. 이 메서드는 상세한 자극-응답 곡선, 또는 CMAP 스캔14,15에서 측정 된 모든 단위의 기여의 계정은 CMAP에 취 함으로써 단위 선택에 내재 된 문제를 방지 합니다. 그것은 또한 새로운 알고리즘16을 사용 하 여 비슷한 모델 피팅 방법9,10의 확장된 분석 시간을 피 한다. 최근 연구에서 모터 단위 수를 예측 MScan의 재현성 두 더 전통적인 방법, MPS MUNE 및 Munix13보다 더했다. 또한, MScan MPS MUNE Munix 보다 루 경화 증 (ALS)의 초기 단계에서 모터 단위 손실을 보여줄 수 있었다. MScan은 MPS MUNE 보다 빠르고 Munix13으로 빨리 했다.
이 종이 자세히 MScan의 방법론을 설명합니다. 그것은 또한 이전에 보고 된 내부 및 남북 rater 재현성 MScan의 ALS와 건강 한 컨트롤 과목13, 여부 방법 계획된 연구에 대 한 적절 한 될 것 이라고 판단 하는 독자 수는 환자에 요약 되어 있습니다.

<table><tbody><tr><td>QtracW software</td><td>Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)</td><td>QtracW</td><td></td></tr><tr><td>MScanFit</td><td>Digitimer Ltd (copyright Institute of Neurology, University College, London)</td><td>QtracW</td><td></td></tr><tr><td>DS5 bipolar stimulator</td><td>Digitimer Ltd</td><td>DS5</td><td></td></tr><tr><td>D440 amplifier</td><td>Digitimer Ltd</td><td>D440-2 (2 channel) or D440-4 (4 channel)</td><td></td></tr><tr><td>HumBug Noise Eliminator</td><td>Digitimer Ltd</td><td>Humbug</td><td></td></tr><tr><td>Analogue-to-digital (A/D) board</td><td>National Instruments</td><td>NI-6221</td><td></td></tr></tbody></table>

cmap scan mune (mscan) - a novel motor unit number estimation (mune) method

처럼 모터 단위 번호 추정 (MUNE)를 위한 다른 방법을 복합 근육 활동 전위 (CMAP) 스캔 MUNE (MScan) 근육에서 작동 모터 단위 수를 추정 하는 비-침략 적 electrophysiologic 방법입니다. MUNE는 neuropathies 및 neuronopathies의 평가 대 한 중요 한 도구입니다. 사용에서 MUNE 하는 대부분의 메서드와 달리 MScan 피팅 모델 상세한 자극-반응 곡선을 여는 근육의 모든 모터 유닛 평가 또는 CMAP 스캔. 그것은 그로 인하여 단위의 작은 샘플에서 추정에 따라 모든 MUNE 방법에 내재 된 편견을 방지 합니다. 처럼 ' 베이지안 MUNE,' 피팅 모델, MScan 분석 작품 다른 진폭, 임계값 및 임계값 variabilities, 모터 단위 구성 하지만 피팅 방법은 다르다, 그리고 완성 된 몇 시간 보다는 5 분 이내. MScan 오프 라인 분석 2 단계로 작동: 첫째, 기울기와 검색에 포인트의 차이에 따라 예비 모델을 생성 하 고 둘째,이 모델은 다음 원래 검색 사이 적합을 개선 하기 위해 모든 매개 변수를 조정 하 여 세련 된 및 모델에서 생성 하는 검사.
이 새로운 방법은 재현성에 대 한 테스트 되었습니다 고 두 눈을 멀게 의사에 의해 두 번 반복 녹화 22 루 경화 증 (ALS) 환자와 각 테스트 20 건강 한 컨트롤에 시간. MScan 보여 우수한 내 고 남북 rater 재현성의 ICC 값 > 0.98와 평균 12.3 ± 1.6% 변동 계수. 두 관측 사이 내부 평가자 재현성에 차이가 없었다. 평균 녹화 시간 이었다 6.27 ± 0.27 분.
이 프로토콜 CMAP 스캔을 기록 하는 방법 및 수의 견적 및 작동 모터 유닛 크기 파생 MScan 소프트웨어를 사용 하는 방법에 설명 합니다. MScan 이다 빠르고, 편리 하 고, 재현 방법, 진단 및 신경 근육 학 장애에서 질병의 진행을 모니터링 하는 데 도움이 될 수 있습니다.

다음 결과 MScan 메서드 두 설립 기술로 비교 되었다 최근 연구에서 얻어 졌다: 여러 포인트 자극 MUNE (MPS)와 모터 유닛 번호 색인 (Munix)13. 결과이 프로토콜에서 설명 하는 기술, 우수한 재현성 일관 된 결과 얻을 수 보여줍니다. 메서드 CMAP 보다는 질병의 초기 단계에서 건강 한 컨트롤에서 ALS 환자를 분화 할 수 있다 그리고 그것은 빠르고 사용 하기 쉬운<sup...

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CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method

이 프로토콜에는 피팅 모델 복합 근육 활동 전위의 상세한 자극-반응 곡선을 여는 근육에서 작동 모터 단위 수를 추정 하는 새로운 방법을 설명 합니다. 그것은 신속 하 고 쉽게 수행 하 고 분석 하 고 우수한 재현성을 있다.

CMAP 스캔 MUNE (MScan)-소설 모터 단위 번호 추정 (MUNE) 메서드

Like other methods for motor unit number estimation (MUNE), compound muscle action potential (CMAP) scan MUNE (MScan) is a non-invasive electrophysiologic ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

CMAP Scan MUNE (MScan) - A Novel Motor Unit Number Estimation (MUNE) Method

12.2K 조회수.  Aarhus University Hospital. 이 프로토콜에는 피팅 모델 복합 근육 활동 전위의 상세한 자극-반응 곡선을 여는 근육에서 작동 모터 단위 수를 추정 하는 새로운 방법을 설명 합니다. 그것은 신속 하 고 쉽게 수행 하 고 분석 하 고 우수한 재현성을 있다.

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Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

We present refined protocols that allow in vivo monitoring of motor unit function in the mouse. Techniques to measure compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) in the mouse hind limb muscles innervated by the sciatic nerve are described.

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

연구

행동분석학

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment (RMCA) in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination is disrupted by spinal cord injury (SCI), control of respiratory muscles innervated below the injury level is compromised1,2 leading to respiratory muscle dysfunction and pulmonary complications. These conditions are among the leading causes of death in patients with SCI3. Standard pulmonary function tests that assess respiratory motor function include spirometrical and maximum airway pressure outcomes: Forced Vital Capacity (FVC), Forced Expiratory Volume in one second (FEV1), Maximal Inspiratory Pressure (PImax) and Maximal Expiratory Pressure (PEmax)4,5. These values provide indirect measurements of respiratory muscle performance6. In clinical practice and research, a surface electromyography (sEMG) recorded from respiratory muscles can be used to assess respiratory motor function and help to diagnose neuromuscular pathology. However, variability in the sEMG amplitude inhibits efforts to develop objective and direct measures of respiratory motor function6. Based on a multi-muscle sEMG approach to characterize motor control of limb muscles7, known as the voluntary response index (VRI)8, we developed an analytical tool to characterize respiratory motor control directly from sEMG data recorded from multiple respiratory muscles during the voluntary respiratory tasks. We have termed this the Respiratory Motor Control Assessment (RMCA)9. This vector analysis method quantifies the amount and distribution of activity across muscles and presents it in the form of an index that relates the degree to which sEMG output within a test-subject resembles that from a group of healthy (non-injured) controls. The resulting index value has been shown to have high face validity, sensitivity and specificity9-11. We showed previously9 that the RMCA outcomes significantly correlate with levels of SCI and pulmonary function measures. We are presenting here the method to quantitatively compare post-spinal cord injury respiratory multi-muscle activation patterns to those of healthy individuals.

Evaluation of Respiratory Muscle Activation Using Respiratory Motor Control Assessment RMCA in Individuals with Chronic Spinal Cord Injury

The purpose of this publication is to present our original work on a multi-muscle surface electromyographic approach to quantitatively characterize respiratory muscle activation patterns in individuals with chronic spinal cord injury using vector-based analysis.

만성 척수 부상으로 개인의 호흡기 모터 제어 평가 (RMCA)를 사용하여 호흡 근육 활성화의 평가

During breathing, activation of respiratory muscles is coordinated by integrated input from the brain, brainstem, and spinal cord. When this coordination ...

의학

Simultaneous Intracellular Recording of a Lumbar Motoneuron and the Force Produced by its Motor Unit in the Adult Mouse In vivo

The spinal motoneuron has long been a good model system for studying neural function because it is a neuron of the central nervous system with the unique properties of (1) having readily identifiable targets (the muscle fibers) and therefore having a very well-known function (to control muscle contraction); (2) being the convergent target of many spinal and descending networks, hence the name of "final common pathway"; and (3) having a large soma which makes it possible to penetrate them with sharp intracellular electrodes. Furthermore, when studied in vivo, it is possible to record simultaneously the electrical activity of the motoneurons and the force developed by their muscle targets. Performing intracellular recordings of motoneurons in vivo therefore put the experimentalist in the unique position of being able to study, at the same time, all the compartments of the "motor unit" (the name given to the motoneuron, its axon, and the muscle fibers it innervates1): the inputs impinging on the motoneuron, the electrophysiological properties of the motoneuron, and the impact of these properties on the physiological function of the motoneurons, i.e. the force produced by its motor unit. However, this approach is very challenging because the preparation cannot be paralyzed and thus the mechanical stability for the intracellular recording is reduced. Thus, this kind of experiments has only been achieved in cats and in rats. However, the study of spinal motor systems could make a formidable leap if it was possible to perform similar experiments in normal and genetically modified mice.
For technical reasons, the study of the spinal networks in mice has mostly been limited to neonatal in vitro preparations, where the motoneurons and the spinal networks are immature, the motoneurons are separated from their targets, and when studied in slices, the motoneurons are separated from most of their inputs. Until recently, only a few groups had managed to perform intracellular recordings of motoneurons in vivo2-4 , including our team who published a new preparation which allowed us to obtain very stable recordings of motoneurons in vivo in adult mice5,6. However, these recordings were obtained in paralyzed animals, i.e. without the possibility to record the force output of these motoneurons. Here we present an extension of this original preparation in which we were able to obtain simultaneous recordings of the electrophysiological properties of the motoneurons and of the force developed by their motor unit. This is an important achievement, as it allows us to identify the different types of motoneurons based on their force profile, and thereby revealing their function. Coupled with genetic models disturbing spinal segmental circuitry7-9, or reproducting human disease10,11, we expect this technique to be an essential tool for the study of spinal motor system.

Simultaneous Intracellular Recording of a Lumbar Motoneuron and the Force Produced by its Motor Unit in the Adult Mouse In vivo

This new method permits the simultaneous intracellular recording of a single adult mouse motoneuron and the measurement of the force produced by its muscle fibers. The combined investigation of the electrical and mechanical properties of motor units in normal and genetically modified animals is a breakthrough for the study of the neuromuscular system.

성인 마우스에서의 모터 단위 제작 룸버 Motoneuron과 포스의 동시 세포 녹화<em&gt; 생체에</em

The  spinal motoneuron has long been a good model system for studying neural  function because it is a neuron of the central nervous system with the ...

신경과학

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

마우스 좌골 신경에 생체 전기 생리 측정에서

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Functional and Morphological Assessment of Diaphragm Innervation by Phrenic Motor Neurons

This protocol specifically focuses on tools for assessing phrenic motor neuron (PhMN) innervation of the diaphragm at both the electrophysiological and morphological levels. Compound muscle action potential (CMAP) recording following phrenic nerve stimulation can be used to quantitatively assess functional diaphragm innervation by PhMNs of the cervical spinal cord in vivo in anesthetized rats and mice. Because CMAPs represent simultaneous recording of all myofibers of the whole hemi-diaphragm, it is useful to also examine the phenotypes of individual motor axons and myofibers at the diaphragm NMJ in order to track disease- and therapy-relevant morphological changes such as partial and complete denervation, regenerative sprouting and reinnervation. This can be accomplished via whole-mount immunohistochemistry (IHC) of the diaphragm, followed by detailed morphological assessment of individual NMJs throughout the muscle. Combining CMAPs and NMJ analysis provides a powerful approach for quantitatively studying diaphragmatic innervation in rodent models of CNS and PNS disease.

Compound muscle action potential recording quantitatively assesses functional diaphragm innervation by phrenic motor neurons. Whole-mount diaphragm immunohistochemistry assesses morphological innervation at individual neuromuscular junctions. The goal of this protocol is to demonstrate how these two powerful methodologies can be used in various rodent models of spinal cord disease.

횡격막 모터 뉴런에 의해 다이어프램 신경 분포의 기능 및 형태 학적 평가

This protocol specifically focuses on tools for assessing phrenic motor neuron (PhMN) innervation of the diaphragm at both the electrophysiological and ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

Non-Invasive Modulation and Robotic Mapping of Motor Cortex in the Developing Brain

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries unique challenges in children. Similarly, transcranial direct current stimulation (tDCS) can improve motor learning in adults but has only recently been applied to children. The use of tDCS and emerging techniques like high&#8211;definition tDCS (HD-tDCS) require special methodological considerations in the developing brain. Robotic TMS motor mapping may confer unique advantages for mapping, particularly in the developing brain. Here, we aim to provide a practical, standardized approach for two integrated methods capable of simultaneously exploring motor cortex modulation and motor maps in children. First, we describe a protocol for robotic TMS motor mapping. Individualized, MRI-navigated 12x12 grids centered on the motor cortex guide a robot to administer single-pulse TMS. Mean motor evoked potential (MEP) amplitudes per grid point are used to generate 3D motor maps of individual hand muscles with outcomes including map area, volume, and center of gravity. Tools to measure safety and tolerability of both methods are also included. Second, we describe the application of both tDCS and HD-tDCS to modulate the motor cortex and motor learning. An experimental training paradigm and sample results are described. These methods will advance the application of non-invasive brain stimulation in children.

We demonstrate protocols for the modulation (tDCS, HD-tDCS) and mapping (robotic TMS) of the motor cortex in children.

개발 뇌에서 모터 피질의 비 침습적 변조 및 로봇 매핑

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries ...

Functional Isolation of Single Motor Units of Rat Medial Gastrocnemius Muscle

This work outlines functional isolation of motor units (MUs), a standard electrophysiological method for determining characteristics of motor units in hindlimb muscles (such as the medial gastrocnemius, soleus, or plantaris muscle) in experimental rats. A crucial element of the method is the application of electrical stimuli delivered to a motor axon isolated from the ventral root. The stimuli may be delivered at constant or variable inter-pulse intervals. This method is suitable for experiments on animals at varying stages of maturity (young, adult or old). Moreover, this protocol can be used in experiments studying variability and plasticity of motor units evoked by a large spectrum of interventions. The results of these experiments may both augment basic knowledge in muscle physiology and be translated into practical applications. This procedure focuses on the surgical preparation for the recording and stimulation of MUs, with an emphasis on the necessary steps to achieve preparation stability and reproducibility of results.

This method allows the recording of the force of twitch and tetanic contractions and action potentials in three types of motor units in the rat medial gastrocnemius muscle. The functional isolation of a single motor unit is induced by electrical stimulation of the axon.

쥐 내측 위트로테미즘 근육의 단일 모터 단위의 기능적 격리

This work outlines functional isolation of motor units (MUs), a standard electrophysiological method for determining characteristics of motor units in ...

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.

M1 피질 척수 억제를 조사하기 위해 단일 펄스 경두개 자기 자극에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정

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

<meta charset="utf8"></head><body>신경퇴행의 설치류 모델에서 횡격막 운동 단위 기능 정량화

Assessing Rat Diaphragm Motor Unit Connectivity Outcome Measures as Quantitative Biomarkers of Phrenic Motor Neuron Degeneration and Compensation

Loss of ventilatory muscle function is a consequence of motor neuron injury and neurodegeneration (e.g., cervical spinal cord injury and amyotrophic lateral sclerosis, respectively). Phrenic motor neurons are the final link between the central nervous system and muscle, and their respective motor units (groups of muscle fibers innervated by a single motor neuron) represent the smallest functional unit of the neuromuscular ventilatory system. Compound muscle action potential (CMAP), single motor unit potential (SMUP), and motor unit number estimation (MUNE) are established electrophysiological approaches that enable the longitudinal assessment of motor unit integrity in animal models over time but have mostly been applied to limb muscles. Therefore, the objectives of this study are to describe an approach in preclinical rodent studies that can be used longitudinally to quantify the phrenic MUNE, motor unit size (represented as SMUP), and CMAP, and then to demonstrate the utility of these approaches in a motor neuron loss model. Sensitive, objective, and translationally relevant biomarkers for neuronal injury, degeneration, and regeneration in motor neuron injury and diseases can significantly aid and accelerate experimental research discoveries to clinical testing.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 신경퇴행성 질환에서 신경근 반응 및 운동 뉴런 가소성 연구

In this study, we present an in vivo method for estimating motor unit number and size to quantify rat diaphragm motor unit connectivity. A step-by-step approach to these techniques is described.

Assessing Rat Diaphragm Motor Unit Connectivity Outcome Measures: as Quantitative Biomarkers of Phrenic Motor Neuron Degeneration and Compensation(쥐 다이어프램 운동 단위 연결성 결과 측정, 골격막 운동 뉴런 퇴행 및 보상의 정량적 바이오마커로서의 측정)

Loss of ventilatory muscle function is a consequence of motor neuron injury and neurodegeneration (e.g., cervical spinal cord injury and amyotrophic ...