Författarna erkänner finansiering från Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC), Canada Foundation for Innovation (CFI) och Ontario Research Fund (ORF) som tilldelats S.K.M.

Följande protokoll kan tillämpas på olika experiment. Informationen beskriver ett experiment där SAI används för att kvantifiera sensomotorisk integration under ett fingersvar på en giltig eller ogiltigt cued sond. I detta protokoll bedöms SAI utan en uppgift, sedan samtidigt under den cued sensorimotoriska uppgiften och sedan igen utan en uppgift. cTMS-stimulatorn kan ersättas med vilken kommersiellt tillgänglig konventionell TMS-stimulator som helst. Pulsbredden för den konventionella TMS-stimulatorn skulle ...

Kombinerad perifer nervstimulering och kontrollerbar pulsparameter TMS

SAI-metoden som beskrivs här undersöker en delmängd av neurala vägar som spelar en roll i sensorimotorisk prestanda och inlärning. Att bedöma SAI medan deltagarna utför kontrollerade sensorimotoriska uppgifter är avgörande för att avlägsna de komplexa bidragen från de många sensorimotoriska slingorna som konvergerar på de motoriska kortikospinala neuronerna för att forma motorutgången i friska och kliniska populationer. Till exempel har en liknande metod använts för att identifiera det cerebellära infl...

Flera sensorimotoriska slingor konvergerar i motorcortexen för att forma pyramidala kanalprojektioner till ryggradsmotorneuroner och interneuroner1. Hur dessa sensorimotoriska slingor interagerar för att forma kortikospinalprojektioner och motoriskt beteende är dock fortfarande en öppen fråga. Afferent inhibition (SAI) med kort latens ger ett verktyg för att undersöka de funktionella egenskaperna hos konvergerande sensorimotoriska slingor i motorcortexutgången. SAI kombinerar motorisk kortikal transkraniell magnetisk stimulering (TMS) med elektrisk stimulering av motsvarande perifera afferenta nerv.
TMS är en icke-invasiv metod för att på ett säkert sätt stimulera pyramidala motorneuroner transsynaptiskt i den mänskliga hjärnan 2,3. TMS innebär att man leder en stor, övergående elektrisk ström genom en lindad tråd placerad i hårbotten. Den elektriska strömmens övergående natur skapar ett snabbt föränderligt magnetfält som inducerar en elektrisk ström i hjärnan4. I fallet med en enda TMS-stimulans aktiverar den inducerade strömmen en serie excitatoriska ingångar till de pyramidala motorneuronerna 5-7. Om styrkan hos de genererade excitatoriska ingångarna är tillräcklig, framkallar den nedåtgående aktiviteten ett kontralateralt muskulärt svar som kallas motor-evoked potential (MEP). MEP: s latens återspeglar den kortikomotoriska ledningstiden8. MEP: s amplitud indexerar excitabiliteten hos kortikospinalneuronerna9. Den enda TMS-stimulans som framkallar MEP kan också föregås av en konditioneringsstimulans10,11,12. Dessa parade pulsparadigmer kan användas för att indexera effekterna av olika interneuropooler på kortikospinalutgången. När det gäller SAI används den perifera elektriska konditioneringsstimulansen för att undersöka effekten av den afferenta volleyen på motorns kortikala excitabilitet11,13,14,15. Den relativa tidpunkten för TMS-stimulans och perifer elektrisk stimulering anpassar TMS-stimulansens verkan på motorcortexen med ankomsten av de afferenta utsprången till motorcortexen. För SAI i de distala övre extremitetsmusklerna föregår mediannervstimulansen vanligtvis TMS-stimulansen med 18-24 ms11,13,15,16. Samtidigt ökar SAI när styrkan hos den afferenta volleyn inducerad av den perifera stimulansen ökar13,17,18.
Trots sin starka koppling till de yttre egenskaperna hos den afferenta projektionen till motorcortexen är SAI ett formbart fenomen som är involverat i många motorstyrningsprocesser. Till exempel reduceras SAI i uppgiftsrelevanta muskler före en förestående rörelse 19,20,21 men bibehålls i angränsande uppgiftsirrelevanta motoriska representationer19,20,22. Känsligheten för uppgiftsrelevans antas återspegla en omgivande hämningsmekanism23 som syftar till att minska oönskad effektorrekrytering. På senare tid har det föreslagits att minskningen av högre revisionsorgan i den uppgiftsrelevanta effektorn kan återspegla ett rörelserelaterat grindfenomen som är utformat för att undertrycka förväntad sensorisk afferens21 och underlätta korrigeringar under sensorimotorisk planering och utförande24. Oavsett den specifika funktionella rollen är SAI korrelerat med minskad manuell fingerfärdighet och bearbetningseffektivitet25. Förändrad SAI är också förknippad med en ökad risk att falla hos äldre vuxna 26 och nedsatt sensomotorisk funktion vid Parkinsons sjukdom 26,27,28 och individer med fokal handdystoni 29.
Kliniska och farmakologiska bevis tyder på att de hämmande vägar som förmedlar SAI är känsliga för central kolinerg modulering30. Till exempel minskar administrering av muskarinacetylkolinreceptorantagonisten skopolamin SAI31. Däremot ökar halveringstiden för acetylkolin via acetylkolinesterashämmare ökar SAI32,33. I överensstämmelse med farmakologiska bevis är SAI känslig för flera kognitiva processer med central kolinerg involvering, inklusive upphetsning 34, belöning35, fördelning av uppmärksamhet 21,36,37 och minne38,39,40. SAI förändras också i kliniska populationer med kognitiva underskott associerade med förlust av kolinerga neuroner, såsom Alzheimers sjukdom 41,42,43,44,45,46,47, Parkinsons sjukdom (med mild kognitiv försämring)48,49,50 och mild kognitiv försämring 47,51,52. Den differentiella moduleringen av SAI av olika bensodiazepiner med differentiella affiniteter för olika γ-aminosmörsyra typ A (GABAA) receptorsubenhetstyper tyder på att SAI-hämmande vägar skiljer sig från vägar som förmedlar andra former av parpulshämning30. Till exempel minskar lorazepam SAI men förbättrar kortikal hämning (SICI)53. Zolpidem minskar SAI men har liten effekt på SICI53. Diazepam ökar SICI men har liten inverkan på SAI53. Minskningen av SAI av dessa positiva allosteriska modulatorer av GABAA-receptorfunktion, tillsammans med observationen att GABA kontrollerar frisättningen av acetylkolin i hjärnstammen och cortex 54, har lett till hypotesen att GABA modulerar den kolinerga vägen som projicerar till den sensorimotoriska cortexen för att påverka SAI55.
Nyligen har SAI använts för att undersöka interaktioner mellan de sensorimotoriska slingorna som sätter procedurmotoriska kontrollprocesser och de som anpassar procedurprocesser till uttryckliga top-down-mål och kognitiva kontrollprocesser 21,36,37,38. Det centrala kolinerga engagemanget i SAI31 tyder på att SAI kan indexera ett verkställande inflytande över procedurell sensorimotorisk kontroll och inlärning. Viktigt är att dessa studier har börjat identifiera de unika effekterna av kognition på specifika sensorimotoriska kretsar genom att bedöma SAI med olika TMS-strömriktningar. SAI-studier använder vanligtvis posterior-anterior (PA) inducerad ström, medan endast en handfull SAI-studier har använt anterior-posterior (AP) inducerad ström55. Att använda TMS för att inducera AP jämfört med PA-ström under SAI-bedömning rekryterar dock distinkta sensorimotoriska kretsar16,56. Till exempel förändras AP-känsliga, men inte PA-känsliga, sensorimotoriska kretsar genom cerebellär modulering37,56. Dessutom moduleras AP-känsliga, men inte PA-känsliga, sensorimotoriska kretsar av uppmärksamhetsbelastning36. Slutligen kan uppmärksamhet och cerebellära influenser konvergera på samma AP-känsliga sensorimotoriska kretsar, vilket leder till maladaptiva förändringar i dessa kretsar37.
Framsteg inom TMS-teknik ger ytterligare flexibilitet för att manipulera konfigurationen av TMS-stimulansen som används under enkelpuls, parad puls och repetitiva applikationer57,58. Kontrollerbara pulsparametrar TMS (cTMS) stimulatorer är nu kommersiellt tillgängliga för forskningsanvändning över hela världen, och dessa ger flexibel kontroll över pulsbredden och formen57. Den ökade flexibiliteten uppstår genom att kontrollera urladdningstiden för två oberoende kondensatorer, var och en ansvarig för en separat fas av TMS-stimulansen. Stimulansens bifasiska eller monofasiska natur styrs av den relativa urladdningsamplituden från varje kondensator, en parameter som kallas M-förhållandet. cTMS-studier har kombinerat pulsbreddsmanipulation med olika strömriktningar för att visa att de fasta pulsbredderna som används av konventionella TMS-stimulatorer (70-82 μs)59,60 sannolikt rekryterar en blandning av funktionellt distinkta sensomotoriska kretsar under SAI 56. Därför är cTMS ett spännande verktyg för att ytterligare reda ut den funktionella betydelsen av olika konvergerande sensomotoriska loopar i sensomotorisk prestanda och inlärning.
Detta manuskript beskriver en unik SAI-metod för att studera sensorimotorisk integration som integrerar perifer elektrisk stimulering med cTMS under sensorimotoriska beteenden. Detta tillvägagångssätt förbättrar det typiska SAI-tillvägagångssättet genom att bedöma effekten av afferenta projektioner på utvalda interneuropopulationer i motorcortex som styr kortikospinalproduktionen under pågående sensorimotoriskt beteende. Även om cTMS är relativt nytt ger det en klar fördel när det gäller att studera sensomotorisk integration i typiska och kliniska populationer. Dessutom kan det nuvarande tillvägagångssättet enkelt anpassas för användning med konventionella TMS-stimulatorer och för att kvantifiera andra former av afferent hämning och underlättande, såsom afferent hämning (LAI)13 eller afferent underlättande (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

Skicklig motorisk förmåga beror på att effektivt integrera sensorisk afferens i lämpliga motorkommandon. Afferent hämning ger ett värdefullt verktyg för att undersöka det processuella och deklarativa inflytandet över sensomotorisk integration under skickliga motoriska åtgärder. Detta manuskript beskriver metodiken och bidragen för afferent hämning (SAI) med kort latens för att förstå sensomotorisk integration. SAI kvantifierar effekten av en konvergent afferent volley på kortikospinalmotorutgången framkallad av transkraniell magnetisk stimulering (TMS). Den afferenta volleyen utlöses av elektrisk stimulering av en perifer nerv. TMS-stimulansen levereras till en plats över den primära motorcortexen som framkallar ett tillförlitligt motoriskt framkallat svar i en muskel som betjänas av den afferenta nerven. Graden av hämning i det motorframkallade svaret återspeglar storleken på den afferenta volleyn som konvergerar på motorcortexen och involverar centrala GABAerga och kolinerga bidrag. Det kolinerga engagemanget i SAI gör SAI till en möjlig markör för deklarativa-procedurella interaktioner i sensorimotorisk prestanda och inlärning. På senare tid har studier börjat manipulera TMS nuvarande riktning i SAI för att reta isär den funktionella betydelsen av distinkta sensorimotoriska kretsar i den primära motorcortexen för skickliga motoriska åtgärder. Förmågan att styra ytterligare pulsparametrar (t.ex. pulsbredden) med toppmodern kontrollerbar pulsparameter TMS (cTMS) har förbättrat selektiviteten hos de sensorimotoriska kretsar som undersökts av TMS-stimulansen och gett möjlighet att skapa mer förfinade modeller av sensorimotorisk kontroll och inlärning. Därför fokuserar det nuvarande manuskriptet på SAI-bedömning med hjälp av cTMS. De principer som beskrivs här gäller dock även för SAI som bedöms med konventionella TMS-stimulatorer med fast pulsbredd och andra former av afferent hämning, såsom afferent hämning (LAI) med lång latens.

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.

Författare Spotlight: Kombinerad perifer nervstimulering och kontrollerbar pulsparameter Transkraniell magnetisk stimulering för att undersöka sensomotorisk kontroll och inlärning  

Kombinerad perifer nervstimulering och kontrollerbar pulsparameter Transkraniell magnetisk stimulering för att undersöka sensorimotorisk kontroll och inlärning

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 illustrerar exempel på okonditionerade och konditionerade parlamentsledamöter från en enda deltagare som framkallas i FDI-muskeln under den sensomotoriska uppgiften med PA120- och AP30- (nedsänkt betecknar pulsbredd) inducerad ström. Stapeldiagrammen i den mellersta kolumnen illustrerar de råa genomsnittliga MEP-amplituderna från topp till topp för de okonditionerade och konditionerade försöken. Stapeldiagrammen till höger visar SAI- och MEP-startför...

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

Afferent inhibition (SAI) med kort latens är ett transkraniellt magnetiskt stimuleringsprotokoll för att undersöka sensomotorisk integration. Denna artikel beskriver hur SAI kan användas för att studera de konvergerande sensorimotoriska slingorna i motorcortex under sensorimotoriskt beteende.

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

Denna teknik ger insikt i hur sensorisk information integreras i motorisk planering och utförande. Implementeringen av den kontrollerbara pulsparametern TMS gör det möjligt för oss att identifiera specifika sensoriska till motoriska vägar och hur dessa vägar kan störas vid neurologiska störningar. Förvärv och prestanda i motorisk skala kräver en fin balans mellan den medvetna deklarativa och undermedvetna processuella processen.Afferent hämning med kort latens är en potentiell markör för hur kognition kan forma olika procedurella sensoriska motorkretsar i motorcortexen hos friska och kliniska populationer. Fevenent hämning kvantifierar effekten av afferenta ingångar på motorisk kortikal utgång som framkallas av transkraniell magnetisk stimulering. Som ett mått på sensorisk motorisk integration kompletterar den funktionell magnetisk resonansavbildning och elektroencefalografi genom att undersöka bidragen från specifika neuronala populationer på globala hemodynamiska och elektriska svar som framkallas av skickligt motoriskt beteende.Låsparametrarna för magnetiska stimuli som genereras av traditionella transkraniella magnetiska stimulatorer rekryterar en blandning av sensoriska motorkretsar. Å andra sidan låser kontrollerbara pulsparametertranskraniella magnetiska stimulatorer upp flera stimulansparametrar, vilket förbättrar specificiteten hos sensoriska motorkretsar som undersöks av afferent hämning under skickligt beteende. Att bedöma sensorisk motorisk hämning under prestanda är avgörande för att fastställa markörer för skickligt och okvalificerat motoriskt utförande.Tillförlitliga och giltiga markörer är ett viktigt steg i utvecklingen av förbättrade modeller för motorisk kontroll som kommer att förbättra eller öka bästa praxis i friska populationer, samt minimera effekterna av rörelsestörningar genom effektiva kliniska ingrepp. Förbättrad modellering av sensoriska motorkretsar och de faktorer som påverkar deras funktion kan bidra till att ge objektiva markörer för funktion och dysfunktion som kommer att informera bästa praxis för motorisk prestanda, färdighetsförvärv och rehabilitering i både friska och neurologiska populationer. Fortsatt definition av psykomotoriska och farmakologiska influenser över sensoriska motoriska kretsar som konvergerar i motorcortex är kritisk.Att kombinera afferent hämning med elektroencefalografi ger en spännande möjlighet att kvantifiera afferent hämning i icke-motoriska områden som en markör för rörelsestörningar och neuropsykiatriska störningar.

Kombinerad perifer nervstimulering och kontrollerbar pulsparameter Transkraniell magnetisk stimulering för att undersöka sensorimotorisk kontroll och inlärning

Abstract