Estimulação Combinada de Nervos Periféricos e Parâmetro de Pulso Controlável Estimulação Magnética Transcraniana para Sonda de Controle Sensório-Motor e Aprendizagem

Resumo

A inibição aferente de curta latência (IAF) é um protocolo de estimulação magnética transcraniana para sondar a integração sensório-motora. Este artigo descreve como a IAC pode ser usada para estudar as alças sensório-motoras convergentes no córtex motor durante o comportamento sensório-motor.

Resumo

A habilidade motora habilidosa depende da integração eficiente da aferência sensorial nos comandos motores apropriados. A inibição aferente fornece uma ferramenta valiosa para investigar a influência procedimental e declarativa sobre a integração sensório-motora durante ações motoras habilidosas. Este artigo descreve a metodologia e as contribuições da inibição aferente de curta latência (IAF) para a compreensão da integração sensório-motora. A IAC quantifica o efeito de um voleio aferente convergente sobre o débito motor corticoespinhal evocado pela estimulação magnética transcraniana (EMT). O voleio aferente é desencadeado pela estimulação elétrica de um nervo periférico. O estímulo da EMT é entregue a um local sobre o córtex motor primário que provoca uma resposta motora confiável em um músculo servido por esse nervo aferente. A extensão da inibição na resposta evocada motora reflete a magnitude do voleio aferente convergindo para o córtex motor e envolve contribuições gabaérgicas e colinérgicas centrais. O envolvimento colinérgico na ISC torna a IAC um possível marcador de interações declarativo-procedimentais no desempenho sensório-motor e na aprendizagem. Mais recentemente, estudos começaram a manipular a direção da corrente da EMT na ISC para desvendar o significado funcional de circuitos sensório-motores distintos no córtex motor primário para ações motoras habilidosas. A capacidade de controlar parâmetros de pulso adicionais (por exemplo, a largura de pulso) com o parâmetro de pulso controlável de última geração TMS (EMTc) aumentou a seletividade dos circuitos sensório-motores sondados pelo estímulo TMS e proporcionou uma oportunidade para criar modelos mais refinados de controle sensório-motor e aprendizagem. Portanto, o presente artigo enfoca a avaliação da ISC por meio da EMTc. No entanto, os princípios aqui delineados também se aplicam à IAC avaliada por meio de estimuladores convencionais de TMS de largura de pulso fixa e outras formas de inibição aferente, como a inibição aferente de longa latência (IAF).

Introdução

Múltiplas alças sensório-motoras convergem no córtex motor para formar projeções do trato piramidal para neurônios motores espinhais e interneurônios¹. No entanto, como essas alças sensório-motoras interagem para moldar as projeções corticoespinhais e o comportamento motor permanece uma questão em aberto. A inibição aferente de curta latência (IAF) fornece uma ferramenta para sondar as propriedades funcionais de alças sensório-motoras convergentes na saída do córtex motor. A IAC combina estimulação magnética transcraniana cortical motora (EMT) com estimulação elétrica do nervo aferente periférico correspondente.

A EM....

Protocolo

O protocolo a seguir pode ser aplicado a vários experimentos. As informações fornecidas detalham um experimento no qual o ISC é usado para quantificar a integração sensório-motora durante a resposta de um dedo a uma sonda sinalizada de forma válida ou inválida. Nesse protocolo, a IAC é avaliada sem tarefa, concomitantemente durante a tarefa sensório-motora sinalizada e, novamente, sem tarefa. O estimulador de EMTc pode ser substituído por qualquer estimulador convencional de EMT disponível comercialmente. Entretanto, a largura de pulso do estimulador convencional de EMT seria fixada entre 70-82 μs dependendo do hardware específico^59,60

Resultados

A Figura 3 ilustra exemplos de PEMs incondicionados e condicionados de um único participante eliciados no músculo IDE durante a tarefa sensório-motora utilizando corrente induzida PA₁₂₀- e AP₃₀- (subscrito denota largura de pulso). Os gráficos de barras na coluna do meio ilustram as amplitudes médias brutas pico-a-pico da PEmáx para os ensaios não condicionados e condicionados. Os gráficos de barras à direita mostram as latências de início do IAC e PEmáx par.......

Discussão

O método SAI aqui descrito sonda um subconjunto de vias neurais que desempenham um papel no desempenho sensório-motor e na aprendizagem. Avaliar a ISC enquanto os participantes realizam tarefas sensório-motoras controladas é fundamental para desembaraçar as contribuições complexas das numerosas alças sensório-motoras que convergem para os neurônios corticoespinhais motores para moldar o débito motor em populações saudáveis e clínicas. Por exemplo, uma metodologia semelhante tem sido utilizada para identifi.......

Materiais

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