Name: non-invasive assessment of changes in corticomotoneuronal transmission in humans
Uploaded: 2017-05-24T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Non-invasive Assessment of Changes in Corticomotoneuronal Transmission in Humans at JoVE.com

وقد دعمت هذه الدراسة منحة من مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية (316030_128826).

تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل لجنة الأخلاقيات المحلية والتجارب وفقا لإعلان هلسنكي (1964). 1. إعداد الموضوع ملاحظة: تعليمات الموضوع - قبل البدء في التجربة، وإرشاد كل موضوع حول ال?...

<ol>
	<li>Lemon, R. N., Kirkwood, P. A., Maier, M. A., Nakajima, K., Nathan, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+and+indirect+pathways+for+corticospinal+control+of+upper+limb+motoneurons+in+the+primate.">Direct and indirect pathways for corticospinal control of upper limb motoneurons in the primate.</a> Prog.Brain Res. , 263-279 (2004).</li><li>Jankowska, E., Padel, Y., Tanaka, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projections+of+pyramidal+tract+cells+to+alpha-motoneurones+innervating+hind-limb+muscles+in+the+monkey.">Projections of pyramidal tract cells to alpha-motoneurones innervating hind-limb muscles in the monkey.</a> J. Physiol. 249, 637-667 (1975).</li><li>Maertens de Noordhout, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticomotoneuronal+synaptic+connections+in+normal+man:+an+electrophysiological+study.">Corticomotoneuronal synaptic connections in normal man: an electrophysiological study.</a> Brain. 122, 1327-1340 (1999).</li><li>Noordhout, M. D., Pepin, J. L., Gerard, P., Delwaide, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facilitation+of+responses+to+motor+cortex+stimulation:+effects+of+isometric+voluntary+contraction.">Facilitation of responses to motor cortex stimulation: effects of isometric voluntary contraction.</a> Ann.Neurol. 32, 365-370 (1992).</li><li>Nielsen, J., Morita, H., Baumgarten, J., Petersen, N., Christensen, L. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+comparability+of+H-reflexes+and+MEPs.">On the comparability of H-reflexes and MEPs.</a> Electroencephalogr.Clin.Neurophysiol.Suppl. 51, 93-101 (1999).</li><li>Morita, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+changes+in+corticospinal+and+Ia+input+to+tibialis+anterior+and+soleus+motor+neurones+during+voluntary+contraction+in+man.">Differential changes in corticospinal and Ia input to tibialis anterior and soleus motor neurones during voluntary contraction in man.</a> Acta Physiologica Scandinavica. 170, 65-76 (2000).</li><li>Ugawa, Y., Terao, Y., Hanajima, R., Sakai, K., Kanazawa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Facilitatory+effect+of+tonic+voluntary+contraction+on+responses+to+motor+cortex+stimulation.">Facilitatory effect of tonic voluntary contraction on responses to motor cortex stimulation.</a> Electroencephalogr.Clin.Neurophysiol. 97, 451-454 (1995).</li><li>Rudomin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selectivity+of+the+central+control+of+sensory+information+in+the+mammalian+spinal+cord.">Selectivity of the central control of sensory information in the mammalian spinal cord.</a> Adv.Exp.Med.Biol. 508, 157-170 (2002).</li><li>Eccles, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presynaptic+inhibition+in+the+spinal+cord.">Presynaptic inhibition in the spinal cord.</a> Prog.Brain Res. 12, 65-91 (1964).</li><li>Hultborn, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+mechanism+of+the+post-activation+depression+of+the+H-reflex+in+human+subjects.">On the mechanism of the post-activation depression of the H-reflex in human subjects.</a> Exp.Brain Res. 108, 450-462 (1996).</li><li>Burke, D., Gandevia, S. C., McKeon, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monosynaptic+and+oligosynaptic+contributions+to+human+ankle+jerk+and+H-reflex.">Monosynaptic and oligosynaptic contributions to human ankle jerk and H-reflex.</a> J Neurophysiol. 52, 435-448 (1984).</li><li>Nielsen, J., Petersen, N., Deuschl, G., Ballegaard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Task-related+changes+in+the+effect+of+magnetic+brain+stimulation+on+spinal+neurones+in+man.">Task-related changes in the effect of magnetic brain stimulation on spinal neurones in man.</a> J. Physiol. 471, 223-243 (1993).</li><li>Morita, H., Baumgarten, J., Petersen, N., Christensen, L. O., Nielsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recruitment+of+extensor-carpi-radialis+motor+units+by+transcranial+magnetic+stimulation+and+radial-nerve+stimulation+in+human+subjects.">Recruitment of extensor-carpi-radialis motor units by transcranial magnetic stimulation and radial-nerve stimulation in human subjects.</a> Exp Brain Res. 128, 557-562 (1999).</li><li>Hultborn, H., Nielsen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=H-reflexes+and+F-responses+are+not+equally+sensitive+to+changes+in+motoneuronal+excitability.">H-reflexes and F-responses are not equally sensitive to changes in motoneuronal excitability.</a> Muscle Nerve. 18, 1471-1474 (1995).</li><li>Awiszus, F., Feistner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recruitment+order+of+single+motor+units+of+the+anterior+tibial+muscle+in+man.">Recruitment order of single motor units of the anterior tibial muscle in man.</a> Electroencephalogr.Clin.Neurophysiol.Suppl. 51, 102-112 (1999).</li><li>Hess, C. W., Mills, K. R., Murray, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+in+small+hand+muscles+from+magnetic+stimulation+of+the+human+brain.">Responses in small hand muscles from magnetic stimulation of the human brain.</a> J Physiol. 388, 397-419 (1987).</li><li>Day, B. L., Thompson, P. D., Dick, J. P., Nakashima, K., Marsden, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Different+sites+of+action+of+electrical+and+magnetic+stimulation+of+the+human+brain.">Different sites of action of electrical and magnetic stimulation of the human brain.</a> Neurosci.Lett. 75, 101-106 (1987).</li><li>Lemon, R. N., et al., Pascual-Leone, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. , 61-77 (2002).</li><li>Taylor, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+at+the+cervicomedullary+junction+in+human+subjects.">Stimulation at the cervicomedullary junction in human subjects.</a> J. Electromyogr. Kinesiol. 16, 215-223 (2006).</li><li>Oya, T., Hoffman, B. W., Cresswell, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticospinal-evoked+responses+in+lower+limb+muscles+during+voluntary+contractions+at+varying+strengths.">Corticospinal-evoked responses in lower limb muscles during voluntary contractions at varying strengths.</a> J. Appl. Physiol. 105, 1527-1532 (2008).</li><li>Ugawa, Y., Uesaka, Y., Terao, Y., Hanajima, R., Kanazawa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+stimulation+of+corticospinal+pathways+at+the+foramen+magnum+level+in+humans.">Magnetic stimulation of corticospinal pathways at the foramen magnum level in humans.</a> Ann.Neurol. 36, 618-624 (1994).</li><li>Nielsen, J., Petersen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+the+effect+of+magnetic+brain+stimulation+accompanying+voluntary+dynamic+contraction+in+man.">Changes in the effect of magnetic brain stimulation accompanying voluntary dynamic contraction in man.</a> J. Physiol. 484, 777-789 (1995).</li><li>Baldissera, F. H. H., Illert , A. I., Brooks, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Physiology. Section 1: The nervous system, vol II. Motor control. , 509-595 (1981).</li><li>Petersen, N., Christensen, L. O. D., Nielsen, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+the+soleus+H+reflex+during+human+walking.">The effect of transcranial magnetic stimulation on the soleus H reflex during human walking.</a> J Physiol. 513, 599-610 (1998).</li><li>Taube, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+corticospinal+pathways+contribute+to+neuromuscular+control+of+perturbed+stance.">Direct corticospinal pathways contribute to neuromuscular control of perturbed stance.</a> J Appl Physiol. 101, 420-429 (2006).</li><li>Taube, W., Lundbye-Jensen, J., Schubert, M., Gollhofer, A., Leukel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+the+cortical+motor+command+for+the+initiation+of+dynamic+plantarflexion+consists+of+excitation+followed+by+inhibition.">Evidence that the cortical motor command for the initiation of dynamic plantarflexion consists of excitation followed by inhibition.</a> PLoS.One. 6, e25657 (2011).</li><li>Petersen, N., Christensen, L. O., Morita, H., Sinkjaer, T., Nielsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+a+transcortical+pathway+contributes+to+stretch+reflexes+in+the+tibialis+anterior+muscle+in+man.">Evidence that a transcortical pathway contributes to stretch reflexes in the tibialis anterior muscle in man.</a> J. Physiol. 512, 267-276 (1998).</li><li>Taube, W., Leukel, C., Nielsen, J. B., Lundbye-Jensen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repetitive+Activation+of+the+Corticospinal+Pathway+by+Means+of+rTMS+may+Reduce+the+Efficiency+of+Corticomotoneuronal+Synapses.">Repetitive Activation of the Corticospinal Pathway by Means of rTMS may Reduce the Efficiency of Corticomotoneuronal Synapses.</a> Cerebral cortex. , (2014).</li><li>Nielsen, J., Petersen, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+favouring+different+descending+pathways+to+soleus+motoneurones+activated+by+magnetic+brain+stimulation+in+man.">Evidence favouring different descending pathways to soleus motoneurones activated by magnetic brain stimulation in man.</a> J Physiol. 486, 779-788 (1995).</li><li>Kujirai, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticocortical+inhibition+in+human+motor+cortex.">Corticocortical inhibition in human motor cortex.</a> J Physiol. 471, 501-519 (1993).</li><li>Crone, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+of+monosynaptic+test+reflexes+to+facilitation+and+inhibition+as+a+function+of+the+test+reflex+size:+a+study+in+man+and+the+cat.">Sensitivity of monosynaptic test reflexes to facilitation and inhibition as a function of the test reflex size: a study in man and the cat.</a> Exp.Brain Res. 81, 35-45 (1990).</li><li>Maeda, F., Keenan, J. P., Tormos, J. M., Topka, H., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interindividual+variability+of+the+modulatory+effects+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+on+cortical+excitability.">Interindividual variability of the modulatory effects of repetitive transcranial magnetic stimulation on cortical excitability.</a> Exp.Brain Res. 133, 425-430 (2000).</li><li>Fitzgerald, P. B., Brown, T. L., Daskalakis, Z. J., Chen, R., Kulkarni, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intensity-dependent+effects+of+1+Hz+rTMS+on+human+corticospinal+excitability.">Intensity-dependent effects of 1 Hz rTMS on human corticospinal excitability.</a> Clin.Neurophysiol. 113, 1136-1141 (2002).</li><li>Nielsen, J., Petersen, N., Ballegaard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Latency+of+effects+evoked+by+electrical+and+magnetic+brain+stimulation+in+lower+limb+motoneurones+in+man.">Latency of effects evoked by electrical and magnetic brain stimulation in lower limb motoneurones in man.</a> J. Physiol. 484, 791-802 (1995).</li><li>Leukel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+corticospinal+transmission+following+8weeks+of+ankle+joint+immobilization.">Changes in corticospinal transmission following 8weeks of ankle joint immobilization.</a> Clin neurophysiol. , (2014).</li><li>Schubert, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balance+training+and+ballistic+strength+training+are+associated+with+task-specific+corticospinal+adaptations.">Balance training and ballistic strength training are associated with task-specific corticospinal adaptations.</a> Eur J Neurosci. 27, 2007-2018 (2008).</li><li>Taube, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+and+spinal+adaptations+induced+by+balance+training:+correlation+between+stance+stability+and+corticospinal+activation.">Cortical and spinal adaptations induced by balance training: correlation between stance stability and corticospinal activation.</a> Acta Physiol (Oxf). 189, 347-358 (2007).</li><li>Di Lazzaro, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+voluntary+contraction+on+descending+volleys+evoked+by+transcranial+stimulation+in+conscious+humans.">Effects of voluntary contraction on descending volleys evoked by transcranial stimulation in conscious humans.</a> J. Physiol. 508, 625-633 (1998).</li><li>Edgley, S. A., Eyre, J. A., Lemon, R. N., Miller, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+activation+of+corticospinal+neurons+and+spinal+motor+neurons+by+magnetic+and+electrical+transcranial+stimulation+in+the+lumbosacral+cord+of+the+anaesthetized+monkey.">Comparison of activation of corticospinal neurons and spinal motor neurons by magnetic and electrical transcranial stimulation in the lumbosacral cord of the anaesthetized monkey.</a> Brain. 120 (Pt 5), 839-853 (1997).</li><li>Di Lazzaro, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+voluntary+contraction+on+descending+volleys+evoked+by+transcranial+electrical+stimulation+over+the+motor+cortex+hand+area+in+conscious+humans.">Effects of voluntary contraction on descending volleys evoked by transcranial electrical stimulation over the motor cortex hand area in conscious humans.</a> Exp.Brain Res. 124, 525-528 (1999).</li><li>Taube, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+activity+during+observation+and+motor+imagery+of+different+balance+tasks:+An+fMRI+study.">Brain activity during observation and motor imagery of different balance tasks: An fMRI study.</a> Cortex. 64, 102-114 (2015).</li></ol>

وقد تم معالجة H- رد الفعل تكييف الإجراء الموصوفة هنا على وجه التحديد لتقييم التغيرات الحادة في انتقال على المشبك القشري العضلي العصبي بعد التكرار تفعيل المسار القشري النخاعي 28 . في هذا الصدد، وقد أبرزت H- رد الفعل تكييف أن رتمس ​​لا يؤثر فقط استثارة الهيا...

في الرئيسيات، الجهاز القشري النخاعي يشكل المسار الهابط الرئيسي السيطرة على الإجراءات الطوعية 1 . المسار القشري النخاعي يربط المناطق القشرية الحركية إلى العمود الفقري α-موتورنورونس عبر اتصالات القشرية المخاطية مباشرة مونوسينابتيك وعبر اتصالات غير مباشرة و بوليسينابتيك 2 ، 3 . على الرغم من أن القشرة الحركية يمكن بسهولة أن تكون متحمس غير الغازية عن طريق التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (تمس)، والاستجابة إليكتروميوغرافيك أثار هذا التحفيز غالبا ما يكون من الصعب تفسير. والسبب في ذلك هو أن المركب موتور يحفز المحتملة (ميب) يمكن أن تتأثر التغيرات في استثارة الخلايا العصبية داخل القشرة والقرنية النخاعية، إنترنيورونس الشوكي والعمود الفقري α-موتورونورونس 4 ، 5 ، 6 ، 7 . عدة إليكتروفيسيولوجي علم موسعوتقنيات كال وبروتوكولات التحفيز تهدف إلى تحديد ما إذا كانت التغيرات في استثارة القشرية والنخالية هي الناجمة عن التغيرات على مستوى القشرية أو العمود الفقري. عادة، وتستخدم التغيرات في اتساع من رد فعل H- رد الفعل كهربائيا كما &quot;دلالة&quot; من تعديلات استثارة في بركة موتونورون. ومع ذلك، فقد تبين سابقا أن H- المنعكس يعتمد ليس فقط على استثارة تجمع موتونورون ولكن يتم أيضا التضمين من قبل عوامل أخرى مثل تثبيط قبل المشبكي 8 أو 9 أو هوموسينابتيك الاكتئاب بعد تفعيل 5 ، 10 . تقييد آخر عند مقارنة ميبس و H- ردود الفعل هو الإعاقة للكشف عن التغيرات استثارة على مستوى إنترنيورونال 11 ، 12 . بالإضافة إلى هذه العيوب، يمكن تنشيط الحركات العصبية بشكل مختلف عن طريق تحفيز الأعصاب الطرفية من وايث تمس بحيث التغيرات في استثارة موتورنورال تؤثر على هذه الردود في نوع مختلف من طريقة مقارنة الردود بوساطة طريق القشري النخاعي 13 ، 14 ، 15 . طريقة أخرى تستخدم لفصل العمود الفقري من الآثار القشرية تمثل التحفيز الكهربائي عبر الجمجمة (تيس) من القشرة الحركية 16 . طبقت في شدة التحفيز منخفضة، وجادل تيس أن تتأثر التغييرات في استثارة القشرية. كما أن كل من تيس و تمس تفعيل α-موتورونورونس عبر المسار القشري النخاعي، فإن المقارنة بين ميبس مغناطيسيا و أثار كهربائيا يوفر طريقة أكثر جاذبية لاستخلاص استنتاجات حول الطبيعة القشرية للتغيرات في حجم ميبس من المقارنة بين H- ردود الفعل و ميبس. ومع ذلك، عندما يتم زيادة كثافة التحفيز، تتأثر ميبس تيس أثار أيضا من التغييرات في استثارة القشرية &lt;سوب كلاس = &quot;كريف&quot;&gt; 17 ، 18 . يمكن التحايل على هذه المشكلة عندما لا يتم تطبيق التحفيز الكهربائي على القشرة الحركية ولكن عند تقاطع سيرفيكوميدولاري. ومع ذلك، على الرغم من التحفيز الكهربائي يمكن أن تستحث سيرفيكوميدولاري المحرك أثار إمكانات (كميبس) في الطرف العلوي وعضلات الأطراف السفلية، معظم المواد ينظرون التحفيز الكهربائي في الدماغ (والقشرة) كما غير سارة للغاية ومؤلمة. وهناك بديل أقل إيلاما هو تفعيل المسار القشري النخاعي في تقاطع سيرفيكوميدولاري من خلال استخدام التحفيز المغناطيسي في البصل 19 . ومن المقبول عموما أن التحفيز المغناطيسي سيرفيكوميدولاري (كمس) ينشط العديد من نفس الألياف الهبوطية كما تمس القشرية الحركية، وأنه يمكن الكشف عن التغيرات في استثارة القشرية من خلال مقارنة ميبس مع كميبس 19 . ويعتقد أن زيادة في استثارة الخلايا إنتراكورتيكال والخلايا القشرية المخية العصبية لتسهيل القشريةأثار ميب دون تغيير المتزامنة في سيرفيكوميدولاري أثار ميب. ومع ذلك، في معظم المواد فإنه من المستحيل الحصول على كميبس أثار مغناطيسيا في الطرف السفلي في بقية 20 ، 21 . نهج واحد للتغلب على هذه المشكلة هو رفع استثارة الحركات الشوكية من العمود الفقري عن طريق بريكونتراكتينغ الطوعي العضلات المستهدفة. ومع ذلك، فمن المعروف جيدا أن التغيرات الطفيفة في قوة الانكماش تؤثر على حجم كميب. وبالتالي، فإنه من الصعب مقارنة المهام المختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن التغيرات في استثارة موتونورونال بسبب ما قبل الانكماش تؤثر على ميبس و كميبس ولكن ليس بالضرورة إلى نفس المدى. وأخيرا، من خلال مقارنة ميبس مركب مع المركب كميبس بعض المعلومات الواردة في فولز تنازلي يتم فقدان. وقد تم الكشف عن ذلك من خلال الدراسات التي تنطوي على تكييف H- المنعكس من سوليوس، الظنبوبي الأمامي، والعضلات كاربي رادياليس من قبل المحرك المغناطيسي المنشطات القشريةفي 12 و 22 . من خلال الجمع بين تحفيز الأعصاب الطرفية و تمس على القشرة الحركية مع فترات إنتيرستيمولوس محددة (إيسي)، فمن الممكن لدراسة الآثار الميسرة والمثبطة لمختلف المحولات النازل على H- المنعكس. هذه التقنية مستوحاة إلى حد كبير من تقنية تيسير المكانية المستخدمة لتحديد انتقال في المسارات العصبية في التجارب على الحيوانات، ويمكن أن ينظر إليه على أنه غير الغازية، نسخة غير مباشرة من هذه التقنية 23 . في حين أن H- المنعكس ليست مهمة فقط للتمييز بين كسور مختلفة من المسار القشري النخاعي (سريع مقابل أبطأ إسقاطات القشرية النخامية) فمن الضروري أيضا لرفع استثارة العمود الفقري بطريقة تسيطر عليها وقابلة للمقارنة. وهكذا، في بقية وأثناء النشاط، وهذا مزيج من تقنيات التحفيز يسمح بتقييم التغيرات في كسور مختلفة من المسار القشري النخاعي مع قرار الزمانية العالية، أي في تيانه أسرع، ويفترض أن مونوسينابتيك اتصالات القشرية العصبية، وفي أبطأ قليلا و بوليسينابتيك مسارات 12 ، 22 ، 24 ، 25 . في الآونة الأخيرة، تم تمديد هذه التقنية من خلال تكييف ليس فقط H- المنعكس مع تمس على القشرة الحركية (M1 تكييف) ولكن أيضا عن طريق التحفيز تكييف إضافية في تقاطع سيرفيكوميدولاري (تكييف كمس) 26 . من خلال مقارنة الآثار بين M1- وتكييف كمس، وهذه التقنية تسمح مسار التمايز محددة مع قرار زمني عالية ويسمح التفسيرات التي يتعين إجراؤها على آليات القشرية مقابل العمود الفقري. وعلاوة على ذلك والأهم من ذلك فيما يتعلق الدراسة الحالية، وهذه التقنية تسمح بتقييم انتقال في المشبك القشري الحركي عند النظر في تسهيل المبكر. في وقت مبكر من تسهيل H- المنعكس هو في جميع الاحتمالات الناجمة عن التنشيطمن المباشر، مونوسينابتيك التوقعات القشرية الحركية إلى الخلايا العصبية الحركية الشوكي 12 ، 26 . لاختبار أسرع المسالك القشرية النخامية وبالتالي، وتسهيل المبكر، H- المنعكس يجب أن أثارت 2-4 مس قبل تمس. والسبب في ذلك هو الكمون أقصر قليلا من ميب (حوالي 32 مللي ثانية، انظر 27 ) مقارنة H- المنعكس (حوالي 34 مللي ثانية، انظر 25 ). مما أدى إلى الانعكاس H قبل وقت قصير من تطبيق تمس، يؤدي إلى التقارب من الصعود والأسرع تنازلات تنازلي على مستوى الخلايا العصبية الحركية الشوكي. عندما يتم تطبيق تمس على مفترق سيرفيكوميدولاري، سوف تصل الطائرة الهبوطية حوالي 3-4 مس في وقت سابق في بركة موتونورون العمود الفقري من بعد التحفيز على M1. ل كمس تكييف، ينبغي بالتالي تحفيز العصب المحيطي أثار 6 - 8 مللي ثانية قبل نبض المغناطيسي. تغيير التسهيل المبكر بعد تكييف كمس يشير التفاضلية ترأنسميسيون في المشبك بين القناة القشرية النخامية و α- موتونورون 28 . في الدراسة الحالية، تم استخدام هذه التقنية التي تم تطويرها مؤخرا للتمييز في العمود الفقري من الآثار القشرية بعد تمس التردد المنخفض المتكررة (رتمس). وبشكل أكثر تحديدا، افترضنا أنه إذا تم تقليل التسهيل المبكر مع تكييف M1 بعد التدخل رتمس ​​ولكن التسهيل المبكر بعد تكييف كمس ليست، وينبغي أن يكون تأثير القشرية محض في الأصل. في المقابل، إذا كان التسهيل المبكر مع تكييف كمس أيضا يتغير، وينبغي أن يكون هذا التغيير ذات الصلة إلى الآليات التي تجري على مستوى العمود الفقري. على نحو أكثر تحديدا، حيث أن تسهيل في وقت مبكر من H- المنعكس ويعتقد أن يكون ناجما عن تفعيل مباشرة، إسقاطات كورتيكوموتونورونال إلى موتونيورونيس العمود الفقري 12 ، 29 ، وتغيير كمس، و M1 مكيفة H- المنعكس في وقت ينبغي أن يشير إلى تسهيل مبكره انتقال كورتيكوموتونورونال تغيير أي فعالية متشابك 28 .

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Self-adhesive EMG electrodes</td>
			<td>Blue sensor N, Ambu, Ballerup, Denmark</td>
			<td></td>
			<td>Used to record EMG signals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrical stimulator</td>
			<td>Digitimer DS7A, Hertfordshire, UK</td>
			<td></td>
			<td>Used to elicit the soleus H-reflex</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stimulating electrode</td>
			<td>Blue sensor N, Ambu, Ballerup, Denmark</td>
			<td></td>
			<td>Used to elicit the soleus H-reflex</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stimulator no1</td>
			<td>Magstim Rapid2 TMS stimulator, Magstim Company Ltd., Whitland, UK</td>
			<td></td>
			<td>Used to elicit contralateral motor evoked potentials in the soleus muscle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coil no1: 90 mm figure-of-eight coil&#160;</td>
			<td>Magstim Company Ltd., Whitland, UK</td>
			<td></td>
			<td>Used to elicit contralateral motor evoked potentials in the soleus muscle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160; &#160;</td>
			<td>&#160; &#160;</td>
			<td>&#160; &#160;</td>
			<td>Stimulator no1 and coil no1 were used in the original publication (Taube et al. 2014; Cerebral Cortex)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stimulator no2</td>
			<td>MagPro X100 with MagOption, MagVenture A/S, Farum, Denmark</td>
			<td></td>
			<td>Used to elicit contralateral motor evoked potentials in the soleus muscle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coil no2: 95-mm focal &#8220;butterfly-shaped&#8221; coil (D-B80)&#160;</td>
			<td>MagVenture A/S, Farum, Denmark</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Stimulator no2 and coil no2 were used in the video session</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stimulator no3</td>
			<td>Magstim Company Ltd., Whitland, UK</td>
			<td></td>
			<td>Used to stimulate at the cervicomedullary junction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coil no3: double-cone magnetic coil</td>
			<td>Magstim Company Ltd., Whitland, UK</td>
			<td></td>
			<td>Used to stimulate at the cervicomedullary junction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image-guided TMS navigational system no1</td>
			<td>Brainsight 2, Rouge Research, Montreal, Canada</td>
			<td></td>
			<td>Used in the original publication (Taube et al. 2014; Cerebral Cortex) to monitor coil position throughout the experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image-guided TMS navigational system no2</td>
			<td colspan="2">TMS Navigator SW-Version 2.0, LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, Germany</td>
			<td>Used for the video session</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Literature:&#160;</td>
			<td><a name="RANGE!B15"></a></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taube et al. 2014</td>
			<td colspan="3">Taube, W., Leukel, C., Nielsen, J. B. &#38; 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).</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

non-invasive assessment of changes in corticomotoneuronal transmission in humans

المسار القشري النخاعي هو المسار الرئيسي الذي يربط الدماغ بالعضلات، وبالتالي فهو ذو صلة وثيقة بالسيطرة على الحركة والتعلم الحركي. هناك عدد من الأساليب الكهربية موسع التحقيق في استثارة واللدونة من هذا المسار. ومع ذلك، فإن معظم الطرق تقوم على تقدير الكمي من إمكانات المركب وإهمال أن المسار القشري النخاعي يتكون من العديد من الاتصالات المختلفة التي هي أكثر أو أقل مباشرة. هنا، نقدم طريقة تسمح اختبار استثارة من كسور مختلفة من انتقال القشرية. هذا ما يسمى H- رد الفعل تقنية تكييف يسمح واحد لتقييم استثارة الأسرع (مونوسينابتيك) وأيضا المسالك القشرية بوليسينابتيك. وعلاوة على ذلك، باستخدام اثنين من مواقع التحفيز المختلفة، والقشرة الحركية وتقاطع سيرفيكوميدولاري، فإنه يسمح ليس فقط التمايز بين الآثار القشرية والعمود الفقري ولكن أيضا تقييم انتقال في القشريةالمشبك الأذن العصبية. في هذه المخطوطة، ونحن تصف كيف يمكن استخدام هذه الطريقة لتقييم انتقال القشرية الحركية بعد التردد المنخفض تكرار التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة، وهو الأسلوب الذي كان يظهر سابقا للحد من استثارة الخلايا القشرية. هنا نبرهن على أن الخلايا القشرية ليس فقط يتأثر هذا التحفيز المتكررة ولكن أيضا انتقال في المشبك القشري العضلي العصبي على مستوى العمود الفقري. هذه النتيجة مهمة لفهم الآليات والمواقع الأساسية للمرونة العصبية. إلى جانب التحقيق في الآليات الأساسية، ويمكن تطبيق تقنية رد الفعل H- رد الفعل لاختبار التغيرات في نقل القشرية النخاعية التالية السلوكية (على سبيل المثال ، والتدريب) أو التدخلات العلاجية، علم الأمراض أو الشيخوخة، وبالتالي يسمح بفهم أفضل للعمليات العصبية التي تكمن وراء التحكم في الحركة والمحرك تعلم.

<html> حدوث التسهيل المبكر بعد M1- وتكييف كمس H- انعكاس تكييف مع تمس على M1 أدى إلى تسهيل المبكر الذي حدث حول إيسي -3 و -4 مللي ثانية. وقد حدث التسهيل المبكر بعد تكييف كمس قبل حوالي 3 مللي ثانية (إيسي -...

Watch this Scientific Journal Video about Non-invasive Assessment of Changes in Corticomotoneuronal Transmission in Humans at JoVE.com

Non-invasive Assessment of Changes in Corticomotoneuronal Transmission in Humans

وكان الهدف من هذه الدراسة لتقييم التغيرات في انتقال في المشابك القواطع القلبية العصبية في البشر بعد تكرار التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة. لهذا الغرض، يتم إدخال طريقة الكهربية التي تسمح بتقييم انتقال المسار القشري النخاعي محددة، أي التمايز السريع، مسارات القشرية النخاعية المباشرة من اتصالات بوليسينابتيك.

تقييم غير الغازية للتغييرات في نقل كورتيكوموتونورونال في البشر

The corticospinal pathway is the major pathway connecting the brain with the muscles and is therefore highly relevant for movement control and motor ...

The overall goal of this neurophysiological experiment is to assess changes in transmission at the Corticomotoneuronal synapses in humans after repetitive Transcranial Magnetic Stimulation. The H-Reflex conditioning technique can help and psyche questions in the field of neuroscience, such as, better to understand basic mechanisms and sites of neuroplasticity. We were especially interested in the plasticity taking place between the corticospinal tract and the motor neurone, the Corticomotoneuronal synapse.The main advantage of this technique, compared to measure and compound potentials, is that it is possible to measure synaptic input produced by distinct Corticospinal connections to spinal motor neurons. There are at least two further advantages of conditioned H-reflexes compared to compound potentials. First, it's possible to detect influences of even weak Corticospinal volleys and second, it's possible to assess effects of longer latency Corticospinal volleys.Prior to the experiment, first screen the subject for TMS medical risks such as, history of epileptic seizures, obtain written and informed consent and inform the subject about the purpose of the experiment. Prepare the skin for surface electrode placement over the soleus muscle by shaving, disinfecting with propanol and applying light skin abrasion. Then, place surface electrodes to measure electrophysiological responses.Check the EMG signals on the screen, while the subject performs plantar and dorsiflexion. For H-Reflex conditioning, first use tape to fixate a five by five centimeter anode on the anterior aspect of the knee, just underneath the patella. Apply stimulation with square wave pulses lasting one millisecond and move the cathode on the popliteal fossa, until the optimal position for stimulation is located.Then, place a self-adhesive electrode on the skin and fix in place with tape. Prior to the experiment, first record an HM recruitment curve. Calculate H-Reflexes and M-Waves as peak to peak EMG amplitudes online in the recording software.Adjust the size of the H-Reflex to 20%of the maximum M-Wave. First, perform the calibration procedure for the neuro-navigational system. Use a figure eight coil to stimulate the subject's motor cortical area, contralateral to the placed electrodes.To find the optimal stimulation spot, first place the coil one centimeter in front of the vertex. Point that handle of the coil backwards to evoke a posterior to anterior flux of induced current in the center of the coil. Identify the position where motor evoked potentials can be evoked with minimum stimulation intensity.At this point, place the subject's head on the table and use rigid foam to prevent motion. Use an image guided TMS navigational system for a monitoring coil and head position throughout the experiment. Then, fixate the coil to a stand and the subject's head to the chair and fixate the coil with Velcro strips to the head.Next, determine the minimum intensity required to evoke motor-evoked potentials with peak to peak EMG amplitudes larger than 50 micro-volts in six out of 10 consecutive trial. This is the subject's resting motor threshold. Also place a double cone magnetic coil at the cervicomedullary junction to excite axons of the corticospinal tract.Position the coil so that the first derivative of the induced current is cranially directed and that its central position is on or near the enium. To begin, first take care to ensure that the size of the control H-Reflex stays constant throughout the experiment. If a deviation is detected, adjust the stimulation intensity prior to the consecutive trial.Now, adjust the stimulation intensity of the TMS coil over the motor cortex to between 90%and 100%of the subject's motor threshold. Also set the cervicomedullary stimulation intensity to 100%of the maximum stimulator output. Begin by conditioning the H-Reflex with stimulation over the motor cortex at rest.Apply TMS and peripheral nerve stimulation by varying the timing between the two stimuli to allow assessment of changes in Corticomotoneuronal transmission. Start with an interstimulus interval of negative five milliseconds, meaning peripheral nerve stimulation is illicited five seconds before TMS, then alter this interval in steps of milliseconds from negative five milli seconds to one millisecond. Depending on the interstimulus interval, the H-Reflex can be shifted forward in relationship to the descending volley where it can be shifted to the right, so that the slower corticospinal pathways can be tested.Vary the interval randomly from trial to trial, to eliminate bias due to order of stimuli and set the pause between stimulation trials to four seconds. Early facilitation should occur around intervals of negative four to negative two milliseconds. Next, condition the H-Reflex using magnetic stimulation over the cervicomedullary junction.Use interstimulus intervals between negative nine and negative three milliseconds in steps of one millisecond. Apply these TMS intervals over both locations together in each trial and record the resulting control H-Reflex and motor-evoked potentials. Use the control H-Reflex as a reference for the conditioned H-Reflexes and the control motor-evoked potential to ensure comparable stimulation conditions.Once pre-measurement is completed, set the stimulation intensity to 1.2 times the subject's motor threshold and apply the slow repetitive TMS intervention. Stimulate over the primary motor cortex at one hertz for 20 minutes to induce long lasting suppression of corticospinal excitability. An H-Reflex conditioning curve after M1-conditioning is displayed here while the H-Reflex conditioning curve after CMS-conditioning is shown here.Early facilitation with TMS over the primary motor cortex occurs around interstimulus intervals of negative three milliseconds. Note that the early facilitation after CMS-conditioning is occurring approximately three to four milliseconds earlier at an interstimulus interval of around negative seven milliseconds. Here, the averages of 10 traces for one representative subject before and after the rTMS intervention are displayed.It can be seen that the conditioned H-Reflexes representing the early facilitation, are reduced after both M1 and CMS-conditioning. Whereas, the control H-Reflexes remain unchanged. And here, the mean of two subjects is displayed showing the same pattern reduction in both M1 and CMS-conditioned to H-Reflexes without any change in the control H-Reflex.Once mastered, this protocol can be done in around 90 to 120 minutes. While performing this procedure, it's important to keep the H-Reflex size constant. After watching this video, you should have a good understanding of how to apply conditioning stimuli over the primary motor cortex and the cervicomedullary junction.This is used to detect the early facilitation, which represents synaptic input to spinal motor neurons mediated by the fastest corticospinal connections.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

تسجيلات الكهربية المزدوجة للSynaptically-استجابات Astroglial والخلايا العصبية في الحصين شرائح الحاد

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

في الجسم الحي ثنائي الفوتون التصوير من الخبرة التي تعتمد على التغيرات الجزيئية في الخلايا العصبية القشرية

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Assessment of Dopaminergic Homeostasis in Mice by Use of High-performance Liquid Chromatography Analysis and Synaptosomal Dopamine Uptake

تقييم التوازن تتميز في الفئران باستخدام التحليل اللوني السائل عالي الأداء وامتصاص الدوبامين سينابتوسومال

Dopamine (DA) is a modulatory neurotransmitter controlling motor activity, reward processes and cognitive function. Impairment of dopaminergic (DAergic) ...

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

تسجيلات المحتملة مقولة البصرية في الفئران باستخدام الجاف غير الغازية متعدد القنوات فروة الرأس الاستشعار EEG

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

قوة إينتيرستيمولوس الفاصل الزمني للتقييم لتجهيز الزمانية في القوارض

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Non-invasive Strategies for Chronic Manipulation of DREADD-controlled Neuronal Activity

استراتيجيات غير الغازية للتلاعب المزمن من النشاط العصبي الذي تسيطر عليه DREADD

Chemogenetic strategies have emerged as reliable tools for remote control of neuronal activity. Among these, designer receptors exclusively activated by ...

Non-Invasive Modulation and Robotic Mapping of Motor Cortex in the Developing Brain

تعديل غير الغازية ورسم الخرائط الروبوتية من القشرة الحركية في الدماغ النامية

Mapping the motor cortex with transcranial magnetic stimulation (TMS) has potential to interrogate motor cortex physiology and plasticity but carries ...

Assessing Pupil-linked Changes in Locus Coeruleus-mediated Arousal Elicited by Trigeminal Stimulation

تقييم التغيرات المرتبطة بالتلميذ في الاستثارة بوساطة الإكراه التي اثارها التحفيز الثلاثي التوائم

Current scientific literature provides evidence that trigeminal sensorimotor activity associated with chewing may affect arousal, attention, and cognitive ...

Statistical Modelling of Cortical Connectivity Using Non-invasive Electroencephalograms

النمذجة الاحصائيه للربط القشري باستخدام التصوير الكهربي غير الغازي

Non-invasive electrophysiological recordings are useful for the evaluation of nervous system function. These techniques are inexpensive, fast, replicable, ...

Targeted Neuronal Injury for the Non-Invasive Disconnection of Brain Circuitry

إصابة عصبية مستهدفة لقطع غير الغازية من دوائر الدماغ

Surgical intervention can be quite effective for treating certain types of medically intractable neurological diseases. This approach is particularly ...