İnsanlarda Corticomotoneuronal İletimde Değişikliklerin İnvaziv Olmayan Değerlendirilmesi

Özet

Bu çalışmanın amacı, tekrarlayan transkraniyal manyetik stimülasyon sonrasında insanlardaki kortikomotonöronal sinapslardaki bulaşmadaki değişimleri değerlendirmektir. Bu amaçla, yola spesifik kortikospinal transmisyonun, yani hızlı, direkt kortikospinal yolaklarının polisinaptik bağlantılardan ayrımının yapılmasına izin veren bir elektrofizyolojik yöntem getirildi.

Özet

Kortikospinal yol, beyni kaslarla bağlayan ana patikasyondur ve bu nedenle hareket kontrolü ve motor öğrenimi için oldukça önemlidir. Bu yolağın eksitabilitesi ve plastisitesini araştıran bir dizi invaziv olmayan elektrofizyolojik yöntem mevcuttur. Bununla birlikte, çoğu yöntem bileşik potansiyellerin nicelendirilmesine dayanır ve kortikospinal yolun, doğrudan doğruya olan birçok farklı bağlantıdan oluştuğunu ihmal eder. Burada, kortikospinal transmisyonun farklı fraksiyonlarının heyecan verici olmasının test edilmesini sağlayan bir yöntem sunuyoruz. Bu H-refleksi düzenleme tekniği, en hızlı (monosynaptik) ve ayrıca polisinaptik kortikospinal yolaklarının eksitabilitelerini değerlendirmemize izin verir. Ayrıca, motor korteks ve servikomedüller bileşke olmak üzere iki farklı uyarılma alanı kullanarak, kortikal ve omurga etkileri arasında sadece farklılaşmayı değil, aynı zamanda kortikomdaki bulaşmanın değerlendirilmesini sağlarOtoneoral sinaps. Bu yazıda, düşük frekanslı tekrarlayan transkraniyal manyetik stimülasyondan sonra kortikomotoneüral bulguyu değerlendirmek için bu yöntemin nasıl kullanılabileceğini açıklıyoruz. Bu yöntem daha önce kortikal hücrelerin eksitabilitesini azalttığı gösterildi. Burada yalnızca tekrarlayan uyarıma bağlı kortikal hücrelerin değil aynı zamanda omurilik seviyesindeki kortikomotonöronal sinaps şikayetinin de etkilenmekte olduğunu göstermektedir. Bu bulgu, nöroplastisitenin temel mekanizmalarını ve yerlerini anlamak için önemlidir. Temel mekanizmaların incelenmesinin yanı sıra, H-refleks klima tekniği, davranışsal ( örn. , Eğitim) veya terapötik müdahaleleri, patolojiyi veya yaşlanmayı takiben kortikospinal transmisyondaki değişiklikleri test etmek için uygulanabilir ve bu nedenle, hareket kontrolü ve motorun altında yatan sinirsel süreçlerin daha iyi anlaşılmasına olanak tanır öğrenme.

Giriş

Primatlarda, kortikospinal yol, gönüllü eylemleri kontrol eden başlıca inen patikayı oluşturur ¹ . Kortikospinal yol, direkt monosinaptik kortikomotonöronal bağlantılar yoluyla dolaylı oligo- ve polisinaptik bağlantılar ^{2 , 3} aracılığıyla motor kortikal alanları spinal α-motoneuronlara bağlar. Motor korteks, Transkraniyal Manyetik Uyarım (TMS) ile invazif olmayan bir şekilde uyarılan olmasına rağmen, bu uyarıya uyarılmış elektromiyografik yanıtın yorumlanması genellikle zordur. Bunun nedeni motor uyarılmış potansiyelin (MEP) intrakortikal ve kortikospinal nöronların, omurilik interneuronlarının ve spinal α-motoneuronların eksitabilitesindeki değişikliklerden etkilenebilmesidir4 ^{, 5 , 6 , 7} . Birkaç noninvazif elektrofizyolojiCal teknikleri ve stimülasyon protokolleri, kortikospinal eksitabilitede ve transmisyonda meydana gelen değişikliklerin kortikal veya spinal seviyedeki değişikliklerden kaynaklanıp kaynaklanmadığını belirlemeyi amaçlamaktadır. Genellikle, elektrikle uyarılmış H refleks amplitüdünde meydana gelen değişiklikler motoneuron havuzunda eksitabilite değişikliklerinin "göstergesi" olarak kullanılır. Bununla birlikte, H-refleksinin sadece motoneuron havuzunun heyecanlanmasına değil, aynı zamanda presinaptik inhibisyon ^{8 , 9} veya homosinaptik aktivasyon sonrası depresyon ^{5 , 10} gibi diğer faktörler tarafından modüle edildiği daha önce gösterilmiştir. MEP'leri ve H refleksleri karşılaştırırken karşılaşılan bir diğer kısıtlama da interneuron seviyesi ^{11 , 12'de} eksitabilite değişiklikleri tespit etme yeteneğidir. Bu dezavantajlara ek olarak motoneuronlar, periferik sinir stimülasyonu ile wi'den farklı şekilde aktive olabilirBöylece, motonöronal eksitabilitede meydana gelen değişiklikler, bu yanıtları, kortikospinal yol ^{13 , 14 , 15} yoluyla aracılık edilen yanıtlara kıyasla farklı bir şekilde etkiler.

Spinali kortikal etkilerden ayırmak için kullanılan bir başka yöntem, motor korteksin Transkraniyal Elektriksel Uyarımını (TES) ¹⁶ göstermektedir. Düşük uyarılma yoğunluklarında uygulanan TES, kortikal eksitabilitede meydana gelen değişikliklerden etkilenmediği savunuldu. Hem TES hem de TMS, α-motoneuronları kortikospinal yolak yoluyla aktive ederken, manyetik ve elektriksel olarak uyandırılmış MEP'lerin karşılaştırılması, HEP refleksleri arasındaki karşılaştırmadan MEP'lerin boyutlarındaki değişikliklerin kortikal doğasında sonuçlar çıkarmak için daha cazip bir yöntem sağlar Ve MEP'ler. Bununla birlikte, stimülasyon yoğunluğu arttıkça, TES uyarılmış MEP'ler, kortikal eksitabilite değişiklikleri de etkilenir ^{17 , 18 . Elektriksel uyarı motor kortekse değil de servikomedüller kavsağına uygulandığında, bu problem kaçınılabilir. Bununla birlikte, elektriksel uyarılar, üst ekstremitede ve alt ekstremite kaslarında servikomedüller motor uyarılmış potansiyelleri (cMEPler) uyandırsa da, çoğu kişi beyin sapında (ve korteks) elektrik stimülasyonunu son derece hoş olmayan ve acı verici olarak algılar. Daha az acı veren bir alternatif, servikomedüller bileşke noktasındaki kortikospinal yolağı, inion 19'da manyetik stimülasyon kullanarak aktive etmektir. Genellikle Servikomedüller Manyetik Uyarımın (CMS) motor kortikal TMS ile aynı inen liflerin çoğunu aktive ettiği ve korteksin eksitabilitesindeki değişiklikler, MEP'leri cMEP'ler ile karşılaştırarak tespit edilebilir 19 kabul edilir . İntracortikal hücrelerin ve kortikomotoneuronal hücrelerin eksitabilitesindeki artışların kortikal kolaylaştırdığı düşünülmektedirServikomedüller uyarılmış MEP'de eşzamanlı bir değişiklik yapılmaksızın MEP'yi uyandırdı.}

Bununla birlikte, çoğu konuda, dinlenme sırasında alt ekstremitede manyetik uyarılmış cMEP'ler elde etmek mümkün değildir ( ^{20 , 21)} . Bu sorunun üstesinden gelmek için bir yaklaşım, spinal motoneuronların hedef kanın önceden taşındığı gönüllü olarak heyecanını artırmaktır. Bununla birlikte, büzülme mukavemetindeki ufak değişikliklerin cMEP boyutunu etkilediği iyi bilinmektedir. Bu nedenle, farklı görevleri karşılaştırmak zordur. Buna ek olarak, pre-kontraksiyona bağlı motonöronal uyarılabilirlik değişiklikleri MEP'leri ve cMEP'leri etkileyecektir, ancak mutlaka aynı ölçüde olmayacaktır. Son olarak, bileşik MEP'leri bileşik cMEP'lerle karşılaştırarak, inen voleybollarda bulunan bazı bilgiler kaybolur. Bu, soleus, tibialis anterior ve carpi radialis kaslarının H refleksinin manyetik motor kortikal uyaranlara göre düzenlenmesini içeren çalışmalarla ortaya çıkmıştır^{12 , 22'de} . Belli interstimulus aralıkları (ISI) ile motor kortekste periferik sinir uyarı ve TMS'yi birleştirerek, farklı inen voleybolların H-refleksinde kolaylaştırıcı ve inhibe edici etkileri incelenmesi mümkündür. Bu teknik hayvan deneylerinde nöral yolaklardaki iletimi belirlemek için kullanılan mekansal kolaylaştırma tekniğinden büyük ölçüde esinlenmiştir ve bu tekniğin invaziv olmayan, dolaylı bir versiyonu olarak görülebilir ²³ . H-refleksi sadece kortikospinal yolağın farklı kesirleri arasında ayrım yapmak için değil aynı zamanda (yavaş kortikospinal projeksiyonlara karşı) de spinal eksitabiliteyi kontrollü ve karşılaştırılabilir bir şekilde yükseltmek için de önemlidir. Böylece, istirahat sırasında ve aktivite sırasında, bu stimülasyon teknikleri kombinasyonu, yüksek zamansal çözünürlük ile, yani tortus kortikospinal yolağının farklı fraksiyonlarındaki değişikliklerin değerlendirilmesini sağlarEn hızlı, muhtemelen monosinaptik kortikomotoneuronal bağlantılar ve daha yavaş oligo- ve polisinaptik yolaklarda 12,22,24,25. Son zamanlarda bu teknik, motor korteks üzerinde TMS ile H-refleksin düzeltilmesi (M1-şartlandırma) değil, servikomedüller bileşkede (CMS-şartlandırma) ²⁶ ilave iklimlendirme stimülasyonu ile de genişletildi. M1- ve CMS-koşullandırma arasındaki etkileri kıyaslayarak, bu teknik yüksek temporal çözünürlük ile yola spesifik farklılaşmayı sağlar ve kortikal ve omurga mekanizmaları üzerinde yorum yapılmasını sağlar. Ayrıca, ve en önemlisi, mevcut çalışmayla ilgili olarak bu teknik, erken kolaylaştırmayı düşündüğümüzde, kortikomotoneoral sinapsdaki bulaşmanın değerlendirilmesini sağlar. H refleksinin erken kolaylaştırılması muhtemelen aktivasyonun neden olduğuSpinal motoneuronlara direkt monosinaptik kortikomotoneural projeksiyonların ^{12 , 26} . En hızlı kortikospinal yolları test etmek ve böylece erken kolaylaştırmak için H-refleksi, TMS'den 2-4 ms önce çıkartılmalıdır. Bunun nedeni, H-refleksine kıyasla (yaklaşık 34 ms, bkz. ²⁵ ), MEP'in biraz daha kısa gecikmesi (yaklaşık 32 ms; bkz. TMS uygulanmadan kısa süre önce H-refleks oluşturulması, spinal motonöron seviyesinde yükselen ve en hızlı inen uyarıların yakınsamasına neden olur. TMS servikomedüller bileşke üzerine uygulandığında, inen vole, spinal motoneuron havuzunda, M1 üzerindeki uyarıldıktan sonra, 3-4 ms daha önce varacaktır. CMS-koşullandırma için periferik sinir stimülasyonu, manyetik atımdan 6-8 ms önce uyandırılmalıdır. CMS koşullandırmadan sonra erken kolaylaştırmanın bir değişimi,Kortikospinal yol ve α-motoneuron arasındaki sinaps üzerine yatış ²⁸ . Mevcut çalışmada, yakın zamanda geliştirilen bu teknik, düşük frekanslı tekrarlayıcı TMS'yi (rTMS) takiben omurgayı kortikal etkilerden ayırmak için kullanılmıştır. Daha spesifik olarak, M1-koşullandırma ile erken kolaylaştırma, rTMS müdahalesini takiben azaltılırsa da, CMS-koşullandırmayı takiben erken kolaylaştırmanın değilse, etki köken olarak tamamen kortikal olmalıdır. Aksine, CMS koşullandırma ile erken kolaylaştırma da değişirse, bu değişiklik omurilik seviyesinde gerçekleşen mekanizmalarla ilişkili olmalıdır. Daha spesifik olarak, H-refleksinin erken kolaylaştırılmasının, ^{12 , 29} omurilik motoneuronlarına direkt, kortikomotonöronal projeksiyonların aktivasyonundan kaynaklandığı düşünülürse, CMS ve M1 klimalı H-refleksinin Erken kolaylaştırma belirtmelidirE değiştirilmiş bir kortikomotoneuronal transmisyon yani sinaptik etkinlik ²⁸ .

Protokol

Bu protokol yerel etik komite tarafından onaylanmış ve deneyler Helsinki Deklarasyonu'na (1964) uygundur.

1. Konu Hazırlama

NOT: Konu talimatları - Deneyle başlamadan önce, araştırmanın amacı ve olası risk faktörleri hakkında her konuyu bilgilendirin. Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) için, tıbbi riskler, epileptik nöbet öyküsü , gözler ve / veya başta zihinsel implantlar, kardiyovasküler sistemin herhangi bir hastalığı ve gebelik içerir. Bu risk faktörlerinden birini teyit eden tüm konuları çıkarın. Ayrıca, sağlıklı bireylerin deneye tabi tutulmasında, nörolojik ve / veya ortopedik hastalığı olan tüm konuları dışarıda bırakın.

1. Konu Yerleştirme
   1. Konuyu, bacaklar, gövde ve kafa yerleştiren bir sandalyeye yerleştirin. Bacakların uzatıldığından emin olun; böylece dizler ext olurBitti ve periferik sinir deriye daha yakın olduğundan sinir elektriksel uyarımı ile daha kolay ve daha güvenilir bir şekilde heyecan verici hale getirir.
   2. Öznenin kafasının, masa gibi istikrarlı bir destek yüzeyine dayandığı ve yastıklarla sabitlendiğinden emin olun. Boynun ve atlanto-oksipitalin kortikospinal yolağın uyarılmasına izin verecek şekilde bükülmüş olduğundan emin olun.
   3. Çift kutuplu manyetik bobini, merkezi kısmı inion üzerine veya yakınına yerleştirin ve indüklenen akımın birinci türevi kraniyal olarak 19,26 yönlendirilir. Bu pozisyonun deneme boyunca korunmasını sağlamak için kafa ve gövdede elastik kayışlar kullanın.
2. Yüzey elektrotların kullanılması, Periferik Sinir Uyarımı (PNS) ve TMS ile elektrofizyolojik tepkileri ölçer.
   1. Tıraş, propanol ile dezenfeksiyon ve hafif aşındırma ile soleusun kas göbeğine cildi hazırlayınn.
      1. Kendiliğinden yapışan EMG elektrotlarını m kas gövdesinin üzerine cilde yerleştirin. nalınsı. Kemik üzerinde, örneğin patellada veya medial malleolda cilde bir referans elektrot yerleştirin.
      2. Tüm elektrotları bir EMG amplifikatörüne, son olarak bir analog-dijital dönüştürücüye bağlayın. EMG sinyallerini (× 1000), bant geçiren filtreyi (10 - 1000 Hz) ve örneklemi 4 kHz'de yükseltin.
   2. PNS
      1. H-refleks koşullandırma için, popliteal fossa'daki posterior tibial siniri uyararak soleus kasına H-refleksleri kaydedin. 1 ms süren kare dalga darbeleri ile stimule uygulayın. Uyarılmak için, patellanın hemen altındaki dizin ön yüzüne bantla 5 x 5 cm'lik bir anodu sabitleyin.
         NOT: Kararlı H-refleks genliği, başarılı H-refleksi şartlandırma için bir ön şarttır ve soleus kasından kayıt yapılırken tüm kasların en az değişkenliği bulunabilir.
      2. Katotu poplitea'da hareket ettirL fossa uyarısı için en iyi pozisyon bulunana kadar.
         NOT: En iyi pozisyon, minimum stimülasyon yoğunluğunda, bu düşük stimülasyon yoğunluklarında EMG kayıtlarında görünür bir M dalgası olmaksızın, ve antagonist m'de herhangi bir yanıt almadan, soleus kasında H-refleksleri kaydetmek anlamına gelir. tibialis.
      3. M'deki cevaplardan kaçının. Tibialis kasları, sonuçların n'in Ia aferentlerinden karşılıklı inhibisyonu etkileyebilecek kas. Peroneus communis'den soleus kasının spinal motoneuronlarına. En uygun yeri bulduktan sonra, cilde kendiliğinden yapışan bir elektrod yerleştirin ve tutarlı uyarılma koşullarını sağlamak için elektrotu bantla sabitleyin.
   3. TMS
      1. Soleus kasının elektromyografik kayıtlarında motor uyarılmış potansiyelleri (MEP'ler) ortaya çıkarmak için rakamın sekiz bobinini kullanarak kontralateral hemisferin motor kortikal alanını TMS ile uyarın.
      2. Optimal stimülasyon noktasını bulmak için plaBüküm önce köşeden ve 1 cm önten önce. Bobinin sapı, bobin merkezindeki indükte edilmiş akımın ön akışına geri çağrışarak geriye doğru bakmalıdır.
      3. Maksimum uyarıcı çıktısının yaklaşık% 20-30'u kadar düşük yoğunluklu uyaranlara başlayın, böylece özneler manyetik uyarıya alışacaktır. Ardışık uyaranlar arasındaki duraklamayı 4 saniye olacak şekilde seçin.
      4. Birkaç denemeden sonra stimülasyon yoğunluğunu maksimum stimülatör çıktısının yaklaşık% 40 - 60'ına arttırın ve m'nin sıcak noktasını bulmak için bobini frontal-rostral ve medio-lateral yönde hareket ettirin. nalınsı. Sıcak nokta, MEP'lerin m'de bulunduğu konum olarak tanımlanır. Soleus asgari uyarı yoğunluğu ile uyandırılabilir.
      5. Soleus hotspot'u bulduktan sonra 10 ardışık denemeden 6'sında 50 μV'den daha büyük olan EMG'de MEP tepeden tepesine amplitüdler uyandırmak için gereken minimum yoğunluk olarak istirahat motor eşiğini (1.0 MT) belirleyin. Zemin EMG'sinin zaten 50 μV civarında olduğu deneklerde, eşik olarak 100 μV kullanın.
   4. Bobinin Tespiti
      1. Konunun başını bir masanın üzerine yerleştirin (bkz. "Konu yerleşimi") ve her yönden kafa hareketlerini önlemek için sert köpük kullanın. Bobini bir standa ve öznenin kafasını sandalyeye sabitleyin.
      2. Bileği cırt cırtlı şeritlerle başın üzerine sabitleyin ve deney boyunca bobin ve kafa pozisyonunu izlemek için bir görüntü yönlendirmeli TMS seyrüsefer sistemi kullanın. Nöronların TMS tarafından işe alımını değiştirdiği için, bobin nesnenin kafasına göre küçük hareketlerinden kaçının.
   5. Servikomedüller Kavşakta Manyetik Uyarım
      1. Kortikospinal yolun aksonlarını heyecanlandırmak için servikomedüller bileşke üzerine yerleştirilen çift konili bir manyetik bobin kullanın.
      2. Bobini, indüklenen akımın i birinci türevininKafa yönde yönlendirilmiş ve merkez kısmı inion'un üzerinde ya da yakınındadır. Uyarıcıyı maksimum uyarıcı çıkışı (% 100) ile uygulayın.
         NOT: Bu yüksek stimülasyon yoğunluğu bile olsa, uyaran, spinal motoneuronları yeteri kadar istihdam etmek ve çoğu kişide alt bacağın kaslarını ( örn ., M. Soleus ve m tibialis anterior) harekete geçirmek için çok zayıftır. Böylece, servikomedüller stimülasyon ile alt bacak kaslarının yüzey EMG'sinde bileşik potansiyel yoktur. Bu nedenle, spinal motonöronların heyecanını artırmak için servikomedüller simülasyonu H-refleks ile birleştirin (bkz. "3.1).

2. Ön-ölçüm

1. H-refleksin boyutunu ayarlayın (periferik sinir uyarımı)
   1. H refleks koşullandırma için, elektrik uyarıcının uyarılma yoğunluğunu değiştirerek H-refleks boyutunu maksimum M dalgasının (Mmax) ³¹ % 20'sine ayarlayın. Mmax elde etmek için,H-refleks alım eğrisi. Bu amaçla, uyarıları çeşitli uyaran yoğunluklarıyla uygulayın. Ardıl denemeler arasındaki duraklama 4 s'dir.
   2. Kayıt yazılımında online olarak H-reflekslerini ve M-dalgalarını EMG'deki pik-pik amplitüdleri olarak (mV cinsinden) hesaplayın. Denetim boyunca H-refleksinin boyutunun deneme boyunca Mmax'ın% 20'sinde sabit kaldığına dikkat edin ve her denemede boyutunu kontrol edin. H-refleks boyutunun sistematik bir sapmasını tespit ederken (kontrol H-refleksi her zaman hedef boyuta göre daha küçük veya daha büyüktür), uyarı yoğunluğunu ard arda denemeden hemen önce ayarlayın.
2. Deneyden önce TMS'nin uyarılma yoğunluğunu ayarlayın.
   1. Dinlenme sırasındaki H refleks koşullandırma için, motor korteksteki TMS için stimülasyon yoğunluğunu MT'nin% 90 ila% 100'üne ayarlayın. PNS içermeyen denemelerde hiçbir MEP görülmediğinden emin olun.
      NOT: simülasyon yoğunluğu, r'deki koşullu H refleksi üzerinde büyük etkiler sağlamak için MT'nin% 100'üne yakındır.Öyle ki erken kolaylaştırma kolayca tespit edilebilir.
   2. Deneyden önce servikomedüller uyarı yoğunluğunu ayarlayın. Kortikal uyarılmanın aksine, servikomedüller uyarı için uyarı yoğunluğunu her zaman maksimum uyarıcı çıktısının% 100'ü olarak ayarlayın.
3. H-refleksini motor kortekste manyetik uyarıyla koşullandırın.
   1. Kortikomotoneuronal transmisyon değişikliklerinin değerlendirilmesine izin vermek için iki uyaran arasındaki zamanlamayı değiştirerek (H-refleks klima) TMS ve PNS uygulayın. Erken kolaylaştırmayı saptamak için, şartlandırma protokolünü -5 ms'lik bir interstimulus aralığı (ISI) ile başlatın ve -5 ila +1 ms arası milisaniyelik adımlarla ISI'ları değiştirin ( Şekil 1B ).
      NOT: Negatif ISI, PNS'nin TMS'den önce ortaya çıktığı, pozitif ISI'lerin bunun tersini gösterdiğini gösterir.
   2. TMS ve PNS arasındaki ISI'yı uyarma denemesinden uyarma denemesine rastgele değiştirin, böylece belirli bir emir nedeniyle herhangi bir önyargı bulunmamasına dikkat edinUyarıcılar ortaya çıkabilir.
      NOT: "erken kolaylaştırma", motor kortekse TMS uygulanırken ISI'lar -4 ms ila -2 ms arasında gerçekleşmelidir. Bu, en hızlı (monosinaptik kortikospinal yolaklar) o anda spinal motoneuronlarda PNS ile afferent voleybola çarpması anlamına gelir (erken kolaylaştırmayı saptamak için 5.2'ye bakın).
   3. Ardışık uyarılma denemeleri arasındaki duraklamayı 4 saniyeye ayarlayın.
4. H-refleksini servikomedüller kavsağın üzerinde manyetik uyarıyla şartlandırın.
   NOT: Şartlandırma için servikomedüller uyarımı kullanarak, kortikospinal yolakların uyarılması, motor kortekste uyarılmadan spinal motonöronlara uzaysal olarak daha yakındır. Bu nedenle, erken kolaylaştırmaya karşılık gelen ISI yaklaşık 3-4 ms kaydırılmıştır. Bir örnek olarak, -4 ms'de primer motor korteksteki TMS ile erken kolaylaştırma, servikomedüler stimülasyon ile -7 ila -8 ms arası bir ISI'ya karşılık gelecektir.
   1. Servikomedüller koşullandırma için 1 ms'lik adımlarla ISI -9 -3 ms arasındaki ISI'ları kullanın. Motor korteks üzerinde TMS için ISI'lar uygulayın ve servikomedüller bileşke üzerinden TMS her zaman birlikte bir denemede uygulayın ve bu denemede de bir kontrol H-refleksi ve bir kontrol MEP kaydedin. Karşılaştırılabilir uyarılma koşullarını sağlamak için, kontrollü H-refleksini şartlandırılmış H-refleksleri ve kontrol MEP için bir referans olarak kullanın. Ön-ölümde en az on deneme kaydı yapın.
5. Motor Cortex ve Servikomedüller Kavşak Üzerinde Alternatif Uyarım
   1. Motor korteksin manyetik uyarımı ile (M1-şartlandırma, bkz. 2.1) SOL H-reflekslemesinin koşullandırılması ve aynı deneme sırasında rastgele bir sırayla manyetik servikomedüller stimülasyon (CMS-şartlandırma, bkz. 2.2) ile uygulanması.
      NOT: Şartlandırılmış H reflekslerini aynı kontrol H-refleksi örneğine yönlendirmek için bir ve aynı denemede M1- ve CMS-şartlandırmalarını dönüşümlü olarak uygulamak önerilirEe Şekil 1 ).

3. Müdahale - Yavaş tekrarlanan TMS

1. Uyarı yoğunluğunu 1,2 MT'ye ayarlayın, bu da H reflektör şartlandırması gerçekleştirmek için birkaç dakika sürdüğü için gereken uzun süreli ^{32 , 33} kortikospinal uyarılma baskılanmasını sağlar. RTMS müdahalesi sırasında birincil motor kortekse 20 dakika süreyle 1 Hz'de TMS uygulayın.

4. Sonrası Ölçüm

1. Müdahaleden hemen sonra, ön-ölçütlerde kullanılanlarla aynı ISI'lar ile H-refleksifikasyon uygulayın.
2. M1 ve servikomedüller bileşke manyetik stimülasyon için ön uyarıdan daha aynı uyarılma yoğunluklarını kullanın.
3. Kontrol H-refleksinin ön ölçümdeki ile aynı boyutta olduğundan emin olun. Sistematik bir sapma tespit edilirse, stimülasyon yoğunluğunu ayarlayın.

5. DaTa İşleme

1. H-refleksleri, MEP'ler ve şartlandırılmış H-refleksleri gibi tüm fizyolojik yanıtları, düzeltilmemiş EMG'nin zirve-pik amplitüdleri olarak hesaplayın.
   1. Her ISI için, a) kortikal ve b) servikomedüller stimülasyon için ortalama on klimalı H-refleksi. Buna ek olarak, şartlandırılmış H-refleksleri için referans ( yani % 100) olarak hizmet eden ortalama on kontrol ( yani koşulsuz) H-refleksi.
   2. Sonuç olarak, her ISI için şartlandırılmış H-reflekslerinin ortalama amplitüdünü hem ön hem de ölçüm sonrası kontrol H-refleksinin ortalama amplitüd yüzdesi olarak ifade edin. Kritik önem taşıyan erken kolaylaştırmayı belirlerken dikkatli olun:
      NOT: Erken kolaylaştırmanın başlangıcının oluşumunda bireyler arası değişkenlik olduğu için, her bir konuda ön değerlendirmede erken kolaylaşmayı ayrı ayrı belirleyin.
2. Parametrik olmayan Wilcoxon testlerini kullanarakKoşullandırılmış H refleksinin ilk yükselişi. CMS-koşullandırma için ISI -9 ms'de testleri başlatın; M1-şartlandırma araması için erken kolaylaştırmayı ISI -5 ms'de başlatın. Ön ölçümde elde edilen bu erken kolaylığın genliğini, post-ölçümde elde edilen erken kolaylaştırmanın genliği ile aynı ISI'yi kullanarak karşılaştırın.
3. Ayrıca, görsel incelemeyle erken kolaylaştırmayı doğrulayın.
   NOT: M1 iklimlendirme işleminden sonra, erken kolaylaştırma olasılığı ISI -3 ms civarında gerçekleşebilir. Koşullandırılmış H-refleksindeki ilk yükselişden kısa bir süre sonra, örneğin 1 ila 2 ms sonra, tekrar yükselmeden önce şartlandırılmış H-refleksinde bir düşüş vardır. CMS-koşullandırmadan sonra, erken kolaylaştırma muhtemelen ISI -7 ms civarında meydana gelir, bu nedenle, M1-kondisyonlamadan sonra yaklaşık 4 ms daha erken olur.

Sonuçlar

M1 ve CMS koşullandırmadan sonra erken kolaylaştırmanın ortaya çıkışı

M1 üzerindeki TMS ile H refleks koşullandırma, ISI -3 ve -4 ms civarında meydana gelen erken bir kolaylaştırmaya neden oldu. CMS-koşullandırma sonrası erken kolaylık, yaklaşık 3 ms daha önce gerçekleşti (sırasıyla ISI -6 ve -7 ms). Bir kişinin örnek ISI-eğrileri Şekil l' de göst...

Tartışmalar

Burada açıklanan H-refleksi koşullandırma prosedürü, kortikospinal yol ^28'in tekrarlayan aktivasyonunu takiben, kortikomotonöronal sinaps üzerindeki transmisyonda akut değişimlerin değerlendirilmesi için özel olarak ele alınmıştır. Bu açıdan, H-refleksi koşullandırması, rTMS'nin korteks yapılarının eksitabilitesini etkilemekle kalmadığını, aynı zamanda kortikomotoneural sinapsda kortikomotoneürel iletim üzerinde bir etkiye sahip olduğunu vurgulamıştır. ...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Self-adhesive EMG electrodes	Blue sensor N, Ambu, Ballerup, Denmark		Used to record EMG signals
Electrical stimulator	Digitimer DS7A, Hertfordshire, UK		Used to elicit the soleus H-reflex
Stimulating electrode	Blue sensor N, Ambu, Ballerup, Denmark		Used to elicit the soleus H-reflex
Magnetic stimulator #1	Magstim Rapid2 TMS stimulator, Magstim Company Ltd., Whitland, UK		Used to elicit contralateral motor evoked potentials in the soleus muscle
Coil #1: 90 mm figure-of-eight coil	Magstim Company Ltd., Whitland, UK		Used to elicit contralateral motor evoked potentials in the soleus muscle
			Stimulator #1 and coil #1 were used in the original publication (Taube et al. 2014; Cerebral Cortex)
Magnetic stimulator #2	MagPro X100 with MagOption, MagVenture A/S, Farum, Denmark		Used to elicit contralateral motor evoked potentials in the soleus muscle
Co#2: 95 mm focal “butterfly-shaped” coil (D-B80)	MagVenture A/S, Farum, Denmark
Stimulator no2 and coil no2 were used in the video session
Magnetic stimulator #3	Magstim Company Ltd., Whitland, UK		Used to stimulate at the cervicomedullary junction
Coil #3: double-cone magnetic coil	Magstim Company Ltd., Whitland, UK		Used to stimulate at the cervicomedullary junction
Image-guided TMS navigational system #1	Brainsight 2, Rouge Research, Montreal, Canada		Used in the original publication (Taube et al. 2014; Cerebral Cortex) to monitor coil position throughout the experiment
Image-guided TMS navigational system #2	TMS Navigator SW-Version 2.0, LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, Germany	Used for the video session
Literature:
Taube et al. 2014	Taube, W., Leukel, C., Nielsen, J. B. & Lundbye-Jensen, J. Repetitive Activation of the Corticospinal Pathway by Means of rTMS may Reduce the Efficiency of Corticomotoneuronal Synapses. Cerebral cortex, doi:10.1093/cercor/bht359 (2014).