Yazarlar, Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC), Kanada İnovasyon Vakfı (CFI) ve S.K.M.'ye verilen Ontario Araştırma Fonu'ndan (ORF) gelen fonları kabul etmektedir.

Aşağıdaki protokol çeşitli deneylere uygulanabilir. Sağlanan bilgiler, SAI'nin geçerli veya geçersiz olarak işaretlenmiş bir proba parmak yanıtı sırasında sensorimotor entegrasyonunu ölçmek için kullanıldığı bir deneyi detaylandırmaktadır. Bu protokolde, SAI bir görev olmadan, daha sonra işaretli sensorimotor görev sırasında eşzamanlı olarak ve daha sonra tekrar bir görev olmadan değerlendirilir. cTMS stimülatörü, piyasada bulunan herhangi bir konvansiyonel TMS stimülatörü ile deği?...

Kombine Periferik Sinir Stimülasyonu ve Kontrol Edilebilir Nabız Parametresi TMS

Burada açıklanan SAI yöntemi, sensorimotor performans ve öğrenmede rol oynayan nöral yolların bir alt kümesini araştırır. Katılımcılar kontrollü sensorimotor görevleri yerine getirirken SAI'nın değerlendirilmesi, sağlıklı ve klinik popülasyonlarda motor çıktıyı şekillendirmek için motor kortikospinal nöronlara yaklaşan çok sayıda sensorimotor döngünün karmaşık katkılarını çözmek için kritik öneme sahiptir. Örneğin, prosedürel motor kontrol süreçleri üzerindeki serebellar ...

Çoklu sensorimotor döngüler, spinal motor nöronlara ve internöronlara piramidal sistem projeksiyonlarını şekillendirmek için motor kortekste birleşir1. Bununla birlikte, bu sensorimotor döngülerin kortikospinal projeksiyonları ve motor davranışı şekillendirmek için nasıl etkileşime girdiği açık bir soru olmaya devam etmektedir. Kısa gecikmeli afferent inhibisyon (SAI), motor korteks çıkışındaki yakınsak sensorimotor döngülerin fonksiyonel özelliklerini araştırmak için bir araç sağlar. SAI, motor kortikal transkraniyal manyetik stimülasyonu (TMS) karşılık gelen periferik afferent sinirin elektriksel stimülasyonu ile birleştirir.
TMS, insan beyninde piramidal motor nöronları trans-sinaptik olarak güvenli bir şekilde uyarmak için invaziv olmayan bir yöntemdir 2,3. TMS, kafa derisine yerleştirilen sarmal bir telden büyük, geçici bir elektrik akımının geçirilmesini içerir. Elektrik akımının geçici doğası, beyinde bir elektrik akımını indükleyen hızla değişen bir manyetik alan yaratır4. Tek bir TMS uyaranı durumunda, indüklenen akım, piramidal motor nöronlar5-7'ye bir dizi uyarıcı girdiyi aktive eder. Üretilen uyarıcı girdilerin gücü yeterliyse, azalan aktivite, motor uyarılmış potansiyel (MEP) olarak bilinen kontralateral bir kas tepkisi ortaya çıkarır. MEP'nin gecikmesi, kortikomotor iletim süresi8'i yansıtır. MEP'in genliği, kortikospinal nöronların uyarılabilirliğini indeksler9. MEP'i ortaya çıkaran tek TMS uyarıcısından önce10,11,12 koşullu uyaran da gelebilir. Bu çift nabız paradigmaları, çeşitli internöron havuzlarının kortikospinal çıktı üzerindeki etkilerini indekslemek için kullanılabilir. SAI durumunda, periferik elektriksel koşullandırma uyaranı, afferent voleybolun motor kortikal uyarılabilirlik11,13,14,15 üzerindeki etkisini araştırmak için kullanılır. TMS uyaranının ve periferik elektriksel stimülasyonun göreceli zamanlaması, TMS uyaranının motor korteks üzerindeki etkisini, afferent projeksiyonların motor kortekse gelişiyle hizalar. Distal üst ekstremite kaslarındaki SAI için, medyan sinir uyaranı tipik olarak TMS uyaranından 18-24 ms11,13,15,16 ile önce gelir. Aynı zamanda, periferik uyaranın neden olduğu afferent voleybolun gücü13,17,18 arttıkça SAI artar.
Motor kortekse afferent projeksiyonun dışsal özellikleri ile güçlü ilişkisine rağmen, SAI birçok motor kontrol sürecinde yer alan şekillendirilebilir bir olgudur. Örneğin, SAI, yaklaşmakta olan bir hareket 19,20,21'den önce görevle ilgili kaslarda azalır, ancak bitişik görevle alakasız motor gösterimlerinde 19,20,22'de tutulur. Görev alaka düzeyine duyarlılığın, istenmeyen efektör alımını azaltmayı amaçlayan bir surround inhibisyon mekanizması23'ü yansıttığı varsayılmıştır. Daha yakın zamanlarda, görevle ilgili efektördeki SAI'deki azalmanın, beklenen duyusal afferans21'i bastırmak ve sensorimotor planlama ve yürütme sırasında düzeltmeleri kolaylaştırmak için tasarlanmış hareketle ilgili bir geçit fenomenini yansıtabileceği öne sürülmüştür24. Spesifik fonksiyonel rolden bağımsız olarak, SAI manuel el becerisi ve işleme verimliliğindeki azalmalarla ilişkilidir25. Değişmiş SAI ayrıca yaşlı erişkinlerde düşme riskinin artması ile ilişkilidir 26 ve Parkinson hastalığı 26,27,28 ve fokal el distonisi 29 olan bireylerde sensörimotor fonksiyonun bozulması.
Klinik ve farmakolojik kanıtlar, SAI'ya aracılık eden inhibitör yolakların santral kolinerjik modülasyona duyarlı olduğunu göstermektedir30. Örneğin, muskarinik asetilkolin reseptör antagonisti skopolaminin uygulanması SAI31'i azaltır. Buna karşılık, asetilkolinesteraz inhibitörleri ile asetilkolinin yarı ömrünün arttırılması, SAI32,33'ü arttırır. Farmakolojik kanıtlarla tutarlı olarak, SAI, uyarılma34, ödül35, dikkat tahsisi 21,36,37 ve hafıza38,39,40 dahil olmak üzere merkezi kolinerjik tutuluma sahip çeşitli bilişsel süreçlere duyarlıdır. SAI ayrıca, Alzheimer hastalığı 41,42,43,44,45,46,47, Parkinson hastalığı (hafif bilişsel bozukluk ile)48,49,50 ve hafif bilişsel bozukluk 47 gibi kolinerjik nöronların kaybıyla ilişkili bilişsel eksiklikleri olan klinik popülasyonlarda da değişir.51,52. SAI'nın çeşitli γ-aminobütirik asit tip A (GABAA) reseptör alt birim tipleri için diferansiyel afinitelere sahip çeşitli benzodiazepinler tarafından diferansiyel modülasyonu, SAI inhibitör yolaklarının, diğer çift darbe inhibisyonu30 formlarına aracılık eden yollardan farklı olduğunu düşündürmektedir. Örneğin, lorazepam SAI'yi azaltır, ancak kısa aralıklı kortikal inhibisyonu (SICI) arttırır53. Zolpidem, SAI'yı azaltır, ancak SICI53 üzerinde çok az etkisi vardır. Diazepam, SICI'yi artırır ancak SAI53 üzerinde çok az etkisi vardır. GABAA reseptör fonksiyonunun bu pozitif allosterik modülatörleri tarafından SAI'daki azalma, GABA'nın beyin sapında ve korteks54'te asetilkolin salınımını kontrol ettiği gözlemiyle birleştiğinde, GABA'nın SAI55'i etkilemek için sensorimotor kortekse yansıyan kolinerjik yolu modüle ettiği hipotezine yol açmıştır.
Son zamanlarda, SAI, prosedürel motor kontrol süreçlerini belirleyen sensorimotor döngüler ile prosedürel süreçleri açık yukarıdan aşağıya hedeflere ve bilişsel kontrol süreçlerine hizalayan 21,36,37,38 arasındaki etkileşimleri araştırmak için kullanılmıştır. SAI31'deki merkezi kolinerjik tutulum, SAI'nın prosedürel sensorimotor kontrol ve öğrenme üzerinde yürütücü bir etkiyi endeksleyebileceğini düşündürmektedir. Önemli olarak, bu çalışmalar, farklı TMS akım yönlerini kullanarak SAI'yı değerlendirerek bilişin belirli sensorimotor devreler üzerindeki benzersiz etkilerini tanımlamaya başlamıştır. SAI çalışmaları tipik olarak posterior-anterior (PA) kaynaklı akım kullanırken, sadece bir avuç SAI çalışması anterior-posterior (AP) kaynaklı akım55 kullanmıştır. Bununla birlikte, SAI değerlendirmesi sırasında PA akımı ile karşılaştırıldığında AP'yi indüklemek için TMS'nin kullanılması, farklı sensorimotor devreleri16,56'yı işe alır. Örneğin, AP'ye duyarlı, ancak PA'ya duyarlı olmayan, sensorimotor devreler serebellar modülasyon37,56 ile değiştirilir. Ayrıca, AP'ye duyarlı, ancak PA'ya duyarlı olmayan sensörimotor devreleri, dikkat yükü36 ile modüle edilir. Son olarak, dikkat ve serebellar etkiler aynı AP'ye duyarlı sensorimotor devrelerde birleşebilir ve bu devrelerde uyumsuz değişikliklere yol açabilir37.
TMS teknolojisindeki ilerlemeler, tek darbeli, çift darbeli ve tekrarlayan uygulamalar sırasında kullanılan TMS uyaranının yapılandırmasını manipüle etmek için ek esneklik sağlar57,58. Kontrol edilebilir darbe parametreli TMS (cTMS) uyarıcıları artık dünya çapında araştırma kullanımı için ticari olarak temin edilebilir ve bunlar darbe genişliği ve şekli57 üzerinde esnek kontrol sağlar. Artan esneklik, her biri TMS uyaranının ayrı bir aşamasından sorumlu olan iki bağımsız kapasitörün deşarj süresinin kontrol edilmesinden kaynaklanmaktadır. Uyaranın bifazik veya monofazik doğası, her bir kapasitörden gelen nispi deşarj genliği, M-oranı adı verilen bir parametre tarafından yönetilir. cTMS çalışmaları, geleneksel TMS uyarıcıları (70-82 μs)59,60 tarafından kullanılan sabit darbe genişliklerinin muhtemelen SAI56 sırasında işlevsel olarak farklı sensörimotor devrelerin bir karışımını işe aldığını göstermek için darbe genişliği manipülasyonunu farklı akım yönleriyle birleştirmiştir. Bu nedenle, cTMS, sensorimotor performans ve öğrenmede çeşitli yakınsak sensorimotor döngülerin işlevsel önemini daha da çözmek için heyecan verici bir araçtır.
Bu makale, sensorimotor davranışlar sırasında periferik elektriksel stimülasyonu cTMS ile bütünleştiren sensorimotor entegrasyonu incelemek için benzersiz bir SAI yaklaşımını detaylandırmaktadır. Bu yaklaşım, afferent projeksiyonların, devam eden sensorimotor davranış sırasında kortikospinal çıktıyı yöneten motor korteksteki seçilmiş internöron popülasyonları üzerindeki etkisini değerlendirerek tipik SAI yaklaşımını geliştirir. Nispeten yeni olmasına rağmen, cTMS tipik ve klinik popülasyonlarda sensorimotor entegrasyonun incelenmesinde belirgin bir avantaj sağlar. Ayrıca, mevcut yaklaşım, geleneksel TMS stimülatörleri ile kullanım için ve uzun gecikmeli afferent inhibisyon (LAI)13 veya kısa gecikmeli afferent kolaylaştırma (SAF)15 gibi diğer afferent inhibisyon ve kolaylaştırma biçimlerini ölçmek için kolayca uyarlanabilir.

<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

Yetenekli motor yeteneği, duyusal afference'ı uygun motor komutlarına verimli bir şekilde entegre etmeye bağlıdır. Afferent inhibisyonu, yetenekli motor eylemler sırasında sensorimotor entegrasyon üzerindeki prosedürel ve bildirimsel etkiyi araştırmak için değerli bir araç sağlar. Bu makalede, sensorimotor integrasyonu anlamak için kısa gecikmeli afferent inhibisyonun (SAI) metodolojisi ve katkıları açıklanmaktadır. SAI, yakınsak afferent voleybolun transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) tarafından uyarılan kortikospinal motor çıkışı üzerindeki etkisini ölçer. Afferent voleybol, periferik bir sinirin elektriksel stimülasyonu ile tetiklenir. TMS uyaranı, birincil motor korteks üzerinde, bu afferent sinir tarafından hizmet edilen bir kasta güvenilir bir motor uyarılmış yanıt ortaya çıkaran bir yere verilir. Motor uyarılmış yanıttaki inhibisyon derecesi, motor kortekste birleşen afferent voleybolun büyüklüğünü yansıtır ve merkezi GABAerjik ve kolinerjik katkıları içerir. SAI'daki kolinerjik tutulum, SAI'yı sensorimotor performans ve öğrenmede bildirimsel-prosedürel etkileşimlerin olası bir belirteci haline getirir. Daha yakın zamanlarda, çalışmalar, yetenekli motor eylemler için birincil motor korteksteki farklı sensörimotor devrelerin işlevsel önemini ayırmak için SAI'daki TMS akım yönünü manipüle etmeye başlamıştır. Son teknoloji ürünü kontrol edilebilir darbe parametresi TMS (cTMS) ile ek darbe parametrelerini (örneğin, darbe genişliği) kontrol etme yeteneği, TMS uyaranı tarafından incelenen sensorimotor devrelerin seçiciliğini arttırmış ve daha rafine sensorimotor kontrol ve öğrenme modelleri oluşturma fırsatı sağlamıştır. Bu nedenle, mevcut makale cTMS kullanılarak SAI değerlendirmesine odaklanmaktadır. Bununla birlikte, burada özetlenen ilkeler, geleneksel sabit darbe genişliği TMS stimülatörleri ve uzun gecikmeli afferent inhibisyon (LAI) gibi diğer afferent inhibisyon formları kullanılarak değerlendirilen SAI için de geçerlidir.

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.

Yazar Spotlight: Sensörimotor Kontrol ve Öğrenmeyi Problamak için Kombine Periferik Sinir Stimülasyonu ve Kontrol Edilebilir Nabız Parametresi Transkraniyal Manyetik Stimülasyon  

Kombine Periferik Sinir Stimülasyonu ve Kontrol Edilebilir Darbe Parametresi Transkraniyal Manyetik Stimülasyon Probu Sensorimotor Kontrol ve Öğrenme

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.

Şekil 3 , PA120- ve AP30- (alt simge darbe genişliğini gösterir) ile indüklenen akımı kullanan sensorimotor görev sırasında DYY kasında ortaya çıkan tek bir katılımcıdan koşulsuz ve koşullu MEP'lerin örneklerini göstermektedir. Orta sütundaki çubuk grafikler, koşulsuz ve koşullu denemeler için ham ortalama tepeden tepeye MEP genliklerini göstermektedir. Sağdaki çubuk grafikler, aynı katılımcı için PA120 ve AP30 kayn...

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

Kısa gecikmeli afferent inhibisyon (SAI), sensorimotor entegrasyonu araştırmak için kullanılan bir transkraniyal manyetik stimülasyon protokolüdür. Bu makalede, SAI'nın sensorimotor davranış sırasında motor korteksteki yakınsak sensorimotor döngüleri incelemek için nasıl kullanılabileceği açıklanmaktadır.

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

Bu teknik, duyusal bilginin motor planlama ve yürütmeye nasıl entegre edildiğine dair fikir verir. Kontrol edilebilir nabız parametresi TMS'nin uygulanması, spesifik duyusal ve motor yolları ve bu yolakların nörolojik bozukluklarda nasıl bozulabileceğini tanımlamamızı sağlar. Motor ölçek kazanımı ve performansı, bilinçli bildirimsel ve bilinçaltı prosedürel süreç arasında ince bir denge gerektirir.Kısa gecikmeli afferent inhibisyon, bilişin sağlıklı ve klinik popülasyonların motor korteksindeki farklı prosedürel duyusal motor devreleri nasıl şekillendirebileceğinin potansiyel bir belirtecidir. afferent inhibisyonu, transkraniyal manyetik stimülasyonun ortaya çıkardığı gibi afferent girdilerin motor kortikal çıkış üzerindeki etkisini ölçer. Duyusal motor entegrasyonun bir ölçüsü olarak, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme ve elektroensefalografi üzerine, spesifik nöronal popülasyonların yetenekli motor davranışın ortaya çıkardığı küresel hemodinamik ve elektriksel yanıtlara katkılarını araştırarak tamamlayıcı niteliktedir.Geleneksel transkraniyal manyetik stimülatörler tarafından üretilen manyetik uyaranların kilit parametreleri, duyusal motor devrelerinin bir karışımını işe alır. Öte yandan, kontrol edilebilir nabız parametreli transkraniyal manyetik stimülatörler, yetenekli davranış sırasında afferent inhibisyon ile araştırılan duyusal motor devrelerinin özgüllüğünü artıran çeşitli uyaran parametrelerinin kilidini açar. Performans sırasında duyusal motor inhibisyonunu değerlendirmek, vasıflı ve vasıfsız motor uygulamasının belirteçlerini oluşturmak için kritik öneme sahiptir.Güvenilir ve geçerli belirteçler, sağlıklı popülasyonlarda en iyi uygulamaları geliştirecek veya artıracak ve etkili klinik müdahalelerle hareket bozukluklarının etkisini en aza indirecek gelişmiş motor kontrol modellerinin geliştirilmesinde önemli bir adımdır. Duyusal motor devrelerin ve işlevlerini etkileyen faktörlerin gelişmiş modellenmesi, hem sağlıklı hem de nörolojik popülasyonlarda motor performansı, beceri kazanımı ve rehabilitasyon için en iyi uygulamaları bilgilendirecek objektif fonksiyon ve işlev bozukluğu belirteçleri sağlamaya yardımcı olabilir. Motor kortekste yakınsayan duyusal motor devreler üzerindeki psikomotor ve farmakolojik etkilerin sürekli tanımlanması kritik öneme sahiptir.Afferent inhibisyonu elektroensefalografi ile birleştirmek, hareket bozukluklarının ve nöropsikiyatrik bozuklukların bir belirteci olarak motor olmayan bölgelerdeki afferent inhibisyonu ölçmek için heyecan verici bir fırsat sağlar.

Kombine Periferik Sinir Stimülasyonu ve Kontrol Edilebilir Darbe Parametresi Transkraniyal Manyetik Stimülasyon Probu Sensorimotor Kontrol ve Öğrenme

Abstract