Forfatterne anerkender finansiering fra Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC), Canada Foundation for Innovation (CFI) og Ontario Research Fund (ORF) tildelt S.K.M.

Følgende protokol kan anvendes på forskellige eksperimenter. De angivne oplysninger beskriver et eksperiment, hvor SAI bruges til at kvantificere sensorimotorisk integration under et fingerrespons på en gyldigt eller ugyldigt cued sonde. I denne protokol vurderes SAI uden en opgave, derefter samtidigt under cued sensorimotorisk opgave og derefter igen uden en opgave. cTMS-stimulatoren kan erstattes af enhver kommercielt tilgængelig konventionel TMS-stimulator. Imidlertid ville pulsbredden på den konventionelle TMS-s...

Kombineret perifer nervestimulering og kontrollerbar pulsparameter TMS

SAI-metoden, der beskrives her, undersøger en delmængde af neurale veje, der spiller en rolle i sensorimotorisk ydeevne og læring. Vurdering af SAI, mens deltagerne udfører kontrollerede sensorimotoriske opgaver, er afgørende for at adskille de komplekse bidrag fra de mange sensorimotoriske sløjfer, der konvergerer på de motoriske kortikospinale neuroner for at forme motorudgangen i sunde og kliniske populationer. For eksempel er en lignende metode blevet anvendt til at identificere cerebellar indflydelse på proc...

Flere sensorimotoriske sløjfer konvergerer i motorcortex for at forme pyramidekanalfremspring til spinalmotorneuroner og interneuroner1. Hvordan disse sensorimotoriske sløjfer interagerer for at forme kortikospinale fremspring og motorisk adfærd forbliver imidlertid et åbent spørgsmål. Short-latency afferent inhibering (SAI) giver et værktøj til at undersøge de funktionelle egenskaber af konvergerende sensorimotoriske sløjfer i motorcortexudgang. SAI kombinerer motorisk kortikal transkraniel magnetisk stimulering (TMS) med elektrisk stimulering af den tilsvarende perifere afferente nerve.
TMS er en ikke-invasiv metode til sikkert at stimulere pyramidemotoriske neuroner transsynaptisk i den menneskelige hjerne 2,3. TMS indebærer at føre en stor, forbigående elektrisk strøm gennem en oprullet ledning placeret i hovedbunden. Den elektriske strøms forbigående natur skaber et hurtigt skiftende magnetfelt, der inducerer en elektrisk strøm i hjernen4. I tilfælde af en enkelt TMS-stimulus aktiverer den inducerede strøm en række excitatoriske indgange til de pyramidale motorneuroner 5-7. Hvis styrken af de genererede excitatoriske input er tilstrækkelig, fremkalder den faldende aktivitet et kontralateralt muskulært respons kendt som det motorfremkaldte potentiale (MEP). MEP'ens latenstid afspejler den kortikomotoriske ledningstid8. Amplituden af MEP indekserer excitabiliteten af kortikospinale neuroner9. Den enkelte TMS-stimulus, der fremkalder MEP'en, kan også indledes med en konditioneringsstimulus10,11,12. Disse parrede pulsparadigmer kan bruges til at indeksere virkningerne af forskellige interneuronpuljer på kortikospinaludgangen. I tilfælde af SAI bruges den perifere elektriske konditioneringsstimulus til at undersøge virkningen af den afferente volley på motorens kortikale excitabilitet11,13,14,15. Den relative timing af TMS-stimulus og perifer elektrisk stimulering justerer virkningen af TMS-stimulus på motorcortex med ankomsten af de afferente fremskrivninger til motorcortex. For SAI i de distale muskler i overekstremiteterne går mediannervestimulus typisk forud for TMS-stimulus med 18-24 ms11,13,15,16. Samtidig øges SAI, da styrken af den afferente volley induceret af den perifere stimulus stiger13,17,18.
På trods af sin stærke tilknytning til de ydre egenskaber ved den afferente projektion til motorcortex er SAI et formbart fænomen, der er impliceret i mange motorstyringsprocesser. For eksempel reduceres SAI i opgaverelevante muskler før en forestående bevægelse 19,20,21, men opretholdes i tilstødende opgave-irrelevante motoriske repræsentationer19,20,22. Følsomheden over for opgaverelevans antages at afspejle en omgivende hæmningsmekanisme23, der sigter mod at reducere uønsket effektorrekruttering. For nylig blev det foreslået, at reduktionen i OR i den opgaverelevante effektor kan afspejle et bevægelsesrelateret gatingfænomen, der er designet til at undertrykke forventet sensorisk afferens21 og lette korrektioner under sensorimotorisk planlægning og udførelse24. Uanset den specifikke funktionelle rolle er SAI korreleret med reduktioner i manuel fingerfærdighed og behandlingseffektivitet25. Ændret SAI er også forbundet med en øget risiko for at falde hos ældre voksne 26 og kompromitteret sensorimotorisk funktion ved Parkinsons sygdom 26,27,28 og personer med fokal hånddystoni 29.
Klinisk og farmakologisk dokumentation indikerer, at de hæmmende veje, der medierer SAI, er følsomme over for central kolinerg modulation30. For eksempel reducerer administration af muskarin acetylcholinreceptorantagonist scopolamin SAI31. I modsætning hertil øger halveringstiden for acetylcholin via acetylcholinesterasehæmmere SAI32,33. I overensstemmelse med farmakologisk evidens er SAI følsom over for flere kognitive processer med central kolinerg involvering, herunder ophidselse 34, belønning35, tildeling af opmærksomhed 21,36,37 og hukommelse38,39,40. SAI ændres også i kliniske populationer med kognitive underskud forbundet med tab af kolinerge neuroner, såsom Alzheimers sygdom 41,42,43,44,45,46,47, Parkinsons sygdom (med mild kognitiv svækkelse)48,49,50 og mild kognitiv svækkelse 47,51,52. Differentialmodulationen af SAI af forskellige benzodiazepiner med differentielle affiniteter for forskellige γ-aminosmørsyre type A (GABAA) receptorunderenhedstyper antyder, at SAI-hæmmende veje adskiller sig fra veje, der medierer andre former for parret pulshæmning30. For eksempel nedsætter lorazepam SAI, men forbedrer korttids kortikal hæmning (SICI)53. Zolpidem reducerer SAI, men har ringe effekt på SICI53. Diazepam øger SICI, men har ringe indflydelse på SAI53. Reduktionen i SAI af disse positive allosteriske modulatorer af GABAA-receptorfunktion kombineret med observationen om, at GABA styrer frigivelsen af acetylcholin i hjernestammen og cortex54, har ført til hypotesen om, at GABA modulerer den kolinerge vej, der projicerer til den sensorimotoriske cortex for at påvirke SAI55.
For nylig er SAI blevet brugt til at undersøge interaktioner mellem de sensorimotoriske sløjfer, der indstiller proceduremæssige motorstyringsprocesser, og dem, der tilpasser proceduremæssige processer til eksplicitte top-down-mål og kognitive kontrolprocesser 21,36,37,38. Den centrale kolinerge involvering i SAI31 tyder på, at OR kan indeksere en udøvende indflydelse på proceduremæssig sensorimotorisk kontrol og læring. Det er vigtigt, at disse undersøgelser er begyndt at identificere de unikke virkninger af kognition på specifikke sensorimotoriske kredsløb ved at vurdere SAI ved hjælp af forskellige TMS-strømretninger. SAI-undersøgelser anvender typisk posterior-anterior (PA) induceret strøm, mens kun en håndfuld SAI-undersøgelser har anvendt anterior-posterior (AP) induceret strøm55. Brug af TMS til at inducere AP sammenlignet med PA-strøm under SAI-vurdering rekrutterer imidlertid forskellige sensorimotoriske kredsløb16,56. For eksempel ændres AP-følsomme, men ikke PA-følsomme, sensorimotoriske kredsløb ved cerebellær modulation37,56. Desuden moduleres AP-følsomme, men ikke PA-følsomme, sensorimotoriske kredsløb af opmærksomhedsbelastning36. Endelig kan opmærksomhed og cerebellære påvirkninger konvergere på de samme AP-følsomme sensorimotoriske kredsløb, hvilket fører til maladaptive ændringer i disse kredsløb37.
Fremskridt inden for TMS-teknologi giver yderligere fleksibilitet til at manipulere konfigurationen af TMS-stimulus, der anvendes under enkeltpuls, parret puls og gentagne applikationer57,58. Kontrollerbare pulsparameter TMS (cTMS) stimulatorer er nu kommercielt tilgængelige til forskningsbrug over hele verden, og disse giver fleksibel kontrol over pulsbredden og formen57. Den øgede fleksibilitet stammer fra styring af afladningsvarigheden af to uafhængige kondensatorer, der hver især er ansvarlige for en separat fase af TMS-stimulus. Den bifasiske eller monofasiske karakter af stimulus styres af den relative udledningsamplitude fra hver kondensator, en parameter kaldet M-forholdet. cTMS-undersøgelser har kombineret pulsbreddemanipulation med forskellige strømretninger for at demonstrere, at de faste pulsbredder, der anvendes af konventionelle TMS-stimulatorer (70-82 μs)59,60, sandsynligvis rekrutterer en blanding af funktionelt forskellige sensorimotoriske kredsløb under SAI 56. Derfor er cTMS et spændende værktøj til yderligere at udrede den funktionelle betydning af forskellige konvergerende sensorimotoriske sløjfer i sensorimotorisk ydeevne og læring.
Dette manuskript beskriver en unik SAI-tilgang til at studere sensorimotorisk integration, der integrerer perifer elektrisk stimulering med cTMS under sensorimotorisk adfærd. Denne tilgang forbedrer den typiske SAI-tilgang ved at vurdere effekten af afferente fremskrivninger på udvalgte interneuronpopulationer i motorcortexen, der styrer kortikospinalproduktionen under løbende sensorimotorisk adfærd. Selvom det er relativt nyt, giver cTMS en klar fordel ved at studere sensorimotorisk integration i typiske og kliniske populationer. Desuden kan den nuværende tilgang let tilpasses til brug med konventionelle TMS-stimulatorer og til at kvantificere andre former for afferent hæmning og facilitering, såsom langlatens afferent inhibition (LAI)13 eller kort-latency afferent facilitation (SAF)15.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acquisition software (for EMG)</td>
			<td>AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA</td>
			<td>PL3504/P</td>
			<td>LabChart Pro version 8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol prep pads</td>
			<td>Medline Canada Corporation, Mississauga, ON, Canada</td>
			<td>211-MM-05507</td>
			<td>Alliance Sterile Medium, Antiseptic Isopropyl Alcohol Pad (200 per box)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier (for EMG)</td>
			<td>AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA</td>
			<td>FE234</td>
			<td>Quad Bio Amp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton round</td>
			<td>Cliganic, San Francisco, CA, USA</td>
			<td>&#8206;CL-BE-019-6PK</td>
			<td>Premium Cotton Rounds (6-pack, 90 per package)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cTMS coils</td>
			<td>Rogue Research, Montr&#233;al, QC, Canada</td>
			<td>COIL70F80301</td>
			<td>70 mm Medium Inductance Figure-8 coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cTMS coils</td>
			<td>Rogue Research, Montr&#233;al, QC, Canada</td>
			<td>COIL70F80301-IC</td>
			<td>70 mm Medium Inductance Figure-8 coil (Inverted Current)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cTMS stimulator</td>
			<td>Rogue Research, Montr&#233;al, QC, Canada</td>
			<td>CTMSMU0101</td>
			<td>Elevate cTMS stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data acquisition board (for EMG)</td>
			<td>AD Instruments, Colorado Springs, CO, USA</td>
			<td>PL3504</td>
			<td>PowerLab 4/35</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital to analog board</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>782251-01</td>
			<td>NI USB-6341, X Series DAQ Device with BNC Termination</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dispoable adhesive electrodes (for EMG)</td>
			<td>Covidien, Dublin, Ireland</td>
			<td>31112496</td>
			<td>Kendal 130 Foam Electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrogel</td>
			<td>Electrodestore.com</td>
			<td>E9</td>
			<td>Electro-Gel for Electro-Cap (16 oz jar)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuprep</td>
			<td>Weaver and Company, Aurora, CO, USA</td>
			<td>10-30</td>
			<td>Nuprep skin prep gel (3-pack of 4 oz tubes)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peripheral electrical stimulator</td>
			<td>Digitimer, Hertfordshire, UK</td>
			<td>DS7R&#160;</td>
			<td>DS7R High Voltage Constant Current Stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reusable bar electrode</td>
			<td>Electrodestore.com</td>
			<td>DDA-30</td>
			<td>Black Bar Electrode, Flat, Cathode Distal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software (for behaviour and stimulator triggering)</td>
			<td>National Instruments, Austin, TX, USA</td>
			<td>784503-35</td>
			<td>Labview 2020</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS stereotactic coil guidance system</td>
			<td>Rogue Research, Montr&#233;al, QC, Canada</td>
			<td>KITBSF0404</td>
			<td>BrainSight Neuronavigation System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transpore tape</td>
			<td>3M, Saint Paul, MN, USA</td>
			<td>50707387794571</td>
			<td>Transpore Medical Tape (1 in x 10 yds)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combined peripheral nerve stimulation and controllable pulse parameter transcranial magnetic stimulation to probe sensorimotor control and learning

Dygtig motorisk evne afhænger af effektivt at integrere sensorisk afferens i de relevante motoriske kommandoer. Afferent hæmning giver et værdifuldt værktøj til at undersøge den proceduremæssige og deklarative indflydelse på sensorimotorisk integration under dygtige motoriske handlinger. Dette manuskript beskriver metoden og bidragene fra kortlatensafferent hæmning (SAI) til forståelse af sensorimotorisk integration. SAI kvantificerer effekten af en konvergent afferent volley på den kortikospinale motorudgang fremkaldt af transkraniel magnetisk stimulering (TMS). Den afferente volley udløses af den elektriske stimulering af en perifer nerve. TMS-stimulus leveres til et sted over den primære motoriske cortex, der fremkalder et pålideligt motorfremkaldt respons i en muskel, der betjenes af den afferente nerve. Omfanget af hæmning i den motorfremkaldte respons afspejler størrelsen af den afferente volley, der konvergerer på motorcortex og involverer centrale GABAerge og kolinerge bidrag. Den kolinerge involvering i SAI gør SAI til en mulig markør for deklarative-proceduremæssige interaktioner i sensorimotorisk præstation og læring. For nylig er undersøgelser begyndt at manipulere TMS-strømretningen i SAI for at drille den funktionelle betydning af forskellige sensorimotoriske kredsløb i den primære motoriske cortex for dygtige motoriske handlinger. Evnen til at styre yderligere pulsparametre (f.eks. pulsbredden) med state-of-the-art kontrollerbar pulsparameter TMS (cTMS) har forbedret selektiviteten af de sensorimotoriske kredsløb, der undersøges af TMS-stimulus og givet mulighed for at skabe mere raffinerede modeller af sensorimotorisk kontrol og læring. Derfor fokuserer det nuværende manuskript på OR-vurdering ved hjælp af cTMS. De principper, der er skitseret her, gælder imidlertid også for SAI vurderet ved hjælp af konventionelle TMS-stimulatorer med fast pulsbredde og andre former for afferent hæmning, såsom langlatensafferent hæmning (LAI).

Multiple sensorimotor loops converge in the motor cortex to shape pyramidal tract projections to spinal motor neurons and interneurons1. However, how these sensorimotor loops interact to shape corticospinal projections and motor behavior remains an open question. Short-latency afferent inhibition (SAI) provides a tool to probe the functional properties of convergent sensorimotor loops in motor cortex output. SAI combines motor cortical transcranial magnetic stimulation (TMS) with electrical stimulation of the corresponding peripheral afferent nerve.
TMS is a non-invasive method to safely stimulate pyramidal motor neurons trans-synaptically in the human brain2,3. TMS involves passing a large, transient electric current through a coiled wire placed on the scalp. The transient nature of the electrical current creates a rapidly changing magnetic field that induces an electric current in the brain4. In the case of a single TMS stimulus, the induced current activates a series of excitatory inputs to the pyramidal motor neurons5-7. If the strength of the generated excitatory inputs is sufficient, the descending activity elicits a contralateral muscular response known as the motor-evoked potential (MEP). The latency of the MEP reflects the corticomotor conduction time8. The amplitude of the MEP indexes the excitability of the corticospinal neurons9. The single TMS stimulus that elicits the MEP can also be preceded by a conditioning stimulus10,11,12. These paired-pulse paradigms can be used to index the effects of various interneuron pools on the corticospinal output. In the case of SAI, the peripheral electrical conditioning stimulus is used to probe the impact of the afferent volley on the motor cortical excitability11,13,14,15. The relative timing of the TMS stimulus and peripheral electrical stimulation aligns the action of the TMS stimulus on the motor cortex with the arrival of the afferent projections to the motor cortex. For SAI in the distal upper limb muscles, the median nerve stimulus typically precedes the TMS stimulus by 18-24 ms11,13,15,16. At the same time, SAI increases as the strength of the afferent volley induced by the peripheral stimulus increases13,17,18.
Despite its strong association with the extrinsic properties of the afferent projection to the motor cortex, SAI is a malleable phenomenon implicated in many motor control processes. For example, SAI is reduced in task-relevant muscles before an impending movement19,20,21 but is maintained in adjacent task-irrelevant motor representations19,20,22. The sensitivity to task relevancy is hypothesized to reflect a surround inhibition mechanism23 that aims to reduce unwanted effector recruitment. More recently, it was proposed that the reduction in SAI in the task-relevant effector may reflect a movement-related gating phenomenon designed to suppress expected sensory afference21 and facilitate corrections during sensorimotor planning and execution24. Regardless of the specific functional role, SAI is correlated with reductions in manual dexterity and processing efficiency25. Altered SAI is also associated with an increased risk of falling in older adults26 and compromised sensorimotor function in Parkinson&#39;s disease26,27,28 and individuals with focal hand dystonia29.
Clinical and pharmacological evidence indicates that the inhibitory pathways mediating SAI are sensitive to central cholinergic modulation30. For example, administering the muscarinic acetylcholine receptor antagonist scopolamine reduces SAI31. In contrast, increasing the half-life of acetylcholine via acetylcholinesterase inhibitors enhances SAI32,33. Consistent with pharmacological evidence, SAI is sensitive to several cognitive processes with central cholinergic involvement, including arousal34, reward35, the allocation of attention21,36,37, and memory38,39,40. SAI is also altered in clinical populations with cognitive deficits associated with the loss of cholinergic neurons, such as Alzheimer&#39;s disease41,42,43,44,45,46,47, Parkinson&#39;s disease (with mild cognitive impairment)48,49,50, and mild cognitive impairment47,51,52. The differential modulation of SAI by various benzodiazepines with differential affinities for various &#947;-aminobutyric acid type A (GABAA) receptor subunit types suggests that the SAI inhibitory pathways are distinct from pathways mediating other forms of paired-pulse inhibition30. For example, lorazepam decreases SAI but enhances short-interval cortical inhibition (SICI)53. Zolpidem reduces SAI but has little effect on SICI53. Diazepam increases SICI but has little impact on SAI53. The reduction in SAI by these positive allosteric modulators of GABAA receptor function, coupled with the observation that GABA controls the release of acetylcholine in the brain stem and cortex54, has led to the hypothesis that GABA modulates the cholinergic pathway that projects to the sensorimotor cortex to influence SAI55.
Recently, SAI has been used to investigate interactions between the sensorimotor loops that set procedural motor control processes and those that align procedural processes to explicit top-down goals and cognitive control processes21,36,37,38. The central cholinergic involvement in SAI31 suggests that&#160;SAI may index an executive influence over procedural sensorimotor control and learning. Importantly, these studies have begun to identify the unique effects of cognition on specific sensorimotor circuits by assessing SAI using different TMS current directions. SAI studies typically employ posterior-anterior (PA) induced current, while only a handful of SAI studies have employed anterior-posterior (AP) induced current55. However, using TMS to induce AP compared with PA current during SAI assessment recruits distinct sensorimotor circuits16,56. For example, AP-sensitive, but not PA-sensitive, sensorimotor circuits are altered by cerebellar modulation37,56. Furthermore, AP-sensitive, but not PA-sensitive, sensorimotor circuits are modulated by attention load36. Finally, attention and cerebellar influences may converge on the same AP-sensitive sensorimotor circuits, leading to maladaptive alterations in these circuits37.
Advances in TMS technology provide additional flexibility to manipulate the configuration of the TMS stimulus employed during single-pulse, paired-pulse, and repetitive applications57,58. Controllable pulse parameter TMS (cTMS) stimulators are now commercially available for research use worldwide, and these provide flexible control over the pulse width and shape57. The increased flexibility arises from controlling the discharge duration of two independent capacitors, each responsible for a separate phase of the TMS stimulus. The biphasic or monophasic nature of the stimulus is governed by the relative discharge amplitude from each capacitor, a parameter called the M-ratio. cTMS studies have combined pulse width manipulation with different current directions to demonstrate that the fixed pulse widths used by conventional TMS stimulators (70-82 &#181;s)59,60 likely recruit a mix of functionally distinct sensorimotor circuits during SAI56. Therefore, cTMS is an exciting tool to disentangle further the functional significance of various convergent sensorimotor loops in sensorimotor performance and learning.
This manuscript details a unique SAI approach to studying sensorimotor integration that integrates peripheral electrical stimulation with cTMS during sensorimotor behaviors. This approach improves on the typical SAI approach by assessing the effect of afferent projections on select interneuron populations in the motor cortex that govern the corticospinal output during ongoing sensorimotor behavior. Although relatively new, cTMS provides a distinct advantage in studying sensorimotor integration in typical and clinical populations. Furthermore, the current approach can be easily adapted for use with conventional TMS stimulators and to quantify other forms of afferent inhibition and facilitation, such as long-latency afferent inhibition (LAI)13 or short-latency afferent facilitation (SAF)15.

Forfatter Spotlight: Kombineret perifer nervestimulering og kontrollerbar pulsparameter transkraniel magnetisk stimulering til sondekontrol og indlæring  

Kombineret perifer nervestimulering og kontrollerbar pulsparameter transkraniel magnetisk stimulering til sonde sensorimotorisk kontrol og læring

This technique provides insight into how sensory information is integrated into motor planning and execution. The implementation of controllable pulse parameter TMS enables us to identify specific sensory to motor pathways and how these pathways may be disrupted in neurological disorders. Motor scale acquisition and performance requires a fine balance between the conscious declarative and subconscious procedural process.Short latency afferent inhibition is a potential marker of how cognition may shape different procedural sensory motor circuits in the motor cortex of healthy and clinical populations. afferent inhibition quantifies the impact of afferent inputs on motor cortical output as elicited by transcranial magnetic stimulation. As a measure of sensory motor integration, it compliments functional magnetic resonance imaging and on electroencephalography by probing the contributions of specific neuronal populations on global hemodynamic and electrical responses elicited by skilled motor behavior.The lock parameters of magnetic stimuli generated by traditional transcranial magnetic stimulators recruit a mixture of sensory motor circuits. On the other hand, controllable pulse parameter transcranial magnetic stimulators unlock several stimulus parameters, enhancing the specificity of sensory motor circuits probed by afferent inhibition during skilled behavior. Assessing sensory motor inhibition during performance is critical to establishing markers of skilled and unskilled motor execution.Reliable and valid markers are an important step in developing enhanced models of motor control that will enhance or boost best practices in healthy populations, as well as minimize the impact of movement disorders through effective clinical interventions. Enhanced modeling of sensory motor circuits and the factors that influence their function can help provide objective markers of function and dysfunction that will inform best practices for motor performance, skill acquisition, and rehabilitation in both healthy and neurological populations. Continued definition of psychomotor and pharmacological influences over sensory motor circuits converging in motor cortex is critical.Combining afferent inhibition with electroencephalography provides an exciting opportunity to quantify afferent inhibition in non-motor areas as a marker of movement disorders and neuropsychiatric disorders.

Figur 3 illustrerer eksempler på ubetingede og betingede MEP'er fra en enkelt deltager, der fremkaldes i FDI-musklen under den sensorimotoriske opgave ved hjælp af PA120- og AP30- (abonnement angiver pulsbredde) induceret strøm. Søjlediagrammerne i den midterste kolonne illustrerer de rå gennemsnitlige peak-to-peak MEP-amplituder for de ubetingede og betingede forsøg. Søjlediagrammerne til højre viser SAI- og MEP-startlatenstiden for PA120- og AP...

Watch this Scientific Journal Video about Combined Peripheral Nerve Stimulation and Controllable Pulse Parameter Transcranial Magnetic Stimulation to Probe Sensorimotor Control and Learning at JoVE.co

Kort-latens afferent inhibering (SAI) er en transkraniel magnetisk stimuleringsprotokol til sonde sensorimotorisk integration. Denne artikel beskriver, hvordan SAI kan bruges til at studere de konvergerende sensorimotoriske sløjfer i motorcortex under sensorimotorisk adfærd.

Skilled motor ability depends on efficiently integrating sensory afference into the appropriate motor commands. Afferent inhibition provides a valuable ...

Denne teknik giver indsigt i, hvordan sensorisk information integreres i motorisk planlægning og udførelse. Implementeringen af kontrollerbar pulsparameter TMS gør det muligt for os at identificere specifikke sensoriske til motoriske veje, og hvordan disse veje kan forstyrres i neurologiske lidelser. Motorskala erhvervelse og ydeevne kræver en fin balance mellem den bevidste deklarative og underbevidste procedureproces.Kort latensafferent hæmning er en potentiel markør for, hvordan kognition kan forme forskellige proceduremæssige sensoriske motoriske kredsløb i motorcortex hos raske og kliniske populationer. Afferent inhibering kvantificerer virkningen af afferente input på motorkortikal udgang fremkaldt af transkraniel magnetisk stimulering. Som et mål for sensorisk motorisk integration komplimenterer det funktionel magnetisk resonansbilleddannelse og elektroencefalografi ved at undersøge bidragene fra specifikke neuronale populationer på globale hæmodynamiske og elektriske reaktioner fremkaldt af dygtig motorisk adfærd.Låseparametrene for magnetiske stimuli genereret af traditionelle transkranielle magnetiske stimulatorer rekrutterer en blanding af sensoriske motorkredsløb. På den anden side låser kontrollerbare pulsparametertranskranielle magnetiske stimulatorer op for flere stimulusparametre, hvilket forbedrer specificiteten af sensoriske motorkredsløb undersøgt ved afferent hæmning under dygtig adfærd. Vurdering af sensorisk motorisk hæmning under ydeevne er afgørende for at etablere markører for dygtig og ufaglært motorisk udførelse.Pålidelige og gyldige markører er et vigtigt skridt i udviklingen af forbedrede modeller for motorstyring, der vil forbedre eller øge bedste praksis i raske populationer samt minimere virkningen af bevægelsesforstyrrelser gennem effektive kliniske interventioner. Forbedret modellering af sensoriske motoriske kredsløb og de faktorer, der påvirker deres funktion, kan bidrage til at give objektive markører for funktion og dysfunktion, der vil informere bedste praksis for motorisk ydeevne, erhvervelse af færdigheder og rehabilitering i både sunde og neurologiske populationer. Fortsat definition af psykomotoriske og farmakologiske påvirkninger over sensoriske motoriske kredsløb, der konvergerer i motorisk cortex, er kritisk.Kombination af afferent hæmning med elektroencefalografi giver en spændende mulighed for at kvantificere afferent hæmning i ikke-motoriske områder som en markør for bevægelsesforstyrrelser og neuropsykiatriske lidelser.

Kombineret perifer nervestimulering og kontrollerbar pulsparameter transkraniel magnetisk stimulering til sonde sensorimotorisk kontrol og læring

Abstract