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

Bu çalışma İsviçre Ulusal Bilim Vakfı (316030_128826) tarafından verilen bir hibe ile desteklenmiştir.

Bu protokol yerel etik komite tarafından onaylanmış ve deneyler Helsinki Deklarasyonu&#39;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, kardiyov...

<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>

Burada açıklanan H-refleksi koşullandırma prosedürü, kortikospinal yol 28&#39;in tekrarlayan aktivasyonunu takiben, kortikomotonöronal sinaps üzerindeki transmisyonda akut değişimlerin değerlendirilmesi için özel olarak ele alınmıştır. Bu açıdan, H-refleksi koşullandırması, rTMS&#39;nin korteks yapılarının eksitabilitesini etkilemekle kalmadığını, aynı zamanda kortikomotoneural sinapsda kortikomotoneürel iletim üzerinde bir etkiye sahip olduğunu vurgulamıştır. ...

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 &quot;göstergesi&quot; 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&#39;leri ve H refleksleri karşılaştırırken karşılaşılan bir diğer kısıtlama da interneuron seviyesi 11 , 12&#39;de eksitabilite değişiklikleri tespit etme yeteneğidir. Bu dezavantajlara ek olarak motoneuronlar, periferik sinir stimülasyonu ile wi&#39;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&#39;lerin karşılaştırılması, HEP refleksleri arasındaki karşılaştırmadan MEP&#39;lerin boyutlarındaki değişikliklerin kortikal doğasında sonuçlar çıkarmak için daha cazip bir yöntem sağlar Ve MEP&#39;ler. Bununla birlikte, stimülasyon yoğunluğu arttıkça, TES uyarılmış MEP&#39;ler, kortikal eksitabilite değişiklikleri de etkilenir &lt;Sup class = &quot;xref&quot;&gt; 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&#39;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&#39;leri cMEP&#39;ler ile karşılaştırarak tespit edilebilir 19 kabul edilir . İntracortikal hücrelerin ve kortikomotoneuronal hücrelerin eksitabilitesindeki artışların kortikal kolaylaştırdığı düşünülmektedirServikomedüller uyarılmış MEP&#39;de eşzamanlı bir değişiklik yapılmaksızın MEP&#39;yi uyandırdı. Bununla birlikte, çoğu konuda, dinlenme sırasında alt ekstremitede manyetik uyarılmış cMEP&#39;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&#39;leri ve cMEP&#39;leri etkileyecektir, ancak mutlaka aynı ölçüde olmayacaktır. Son olarak, bileşik MEP&#39;leri bileşik cMEP&#39;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 çıkmıştır12 , 22&#39;de . Belli interstimulus aralıkları (ISI) ile motor kortekste periferik sinir uyarı ve TMS&#39;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&#39;den 2-4 ms önce çıkartılmalıdır. Bunun nedeni, H-refleksine kıyasla (yaklaşık 34 ms, bkz. 25 ), MEP&#39;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&#39;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 .

<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

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.

<html> 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&#39; de göst...

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

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.

İnsanlarda Corticomotoneuronal İletimde Değişikliklerin İnvaziv Olmayan Değerlendirilmesi

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

Akut Hipokampal Dilimler içinde Synaptically-uyarılmış astroglial ve Nöronal Cevaplarının İkili Elektrofizyolojik Kayıtlar

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

Nörobilim

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

Kortikal Nöronlar In Vivo İki foton Of Görüntüleme Deneyimi bağımlı Moleküler Değişiklikler

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

Dopaminerjik Homeostasis farelerde yüksek performanslı sıvı Kromatografi analizi ve Synaptosomal dopamin alımı kullanımı tarafından değerlendirilmesi

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

Görsel uyarılmış potansiyel kayıtları bir kuru Non-invaziv çok kanallı kullanarak farelerde EEG sensör kafa derisi

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

Interstimulus Aralık kemirgenler zamansal işleme değerlendirilmesi için güç

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

DREADD kontrollü Nöronal Aktivitekronik Manipülasyon için Non-invaziv Stratejiler

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

Gelişmekte olan beyin motor Cortex non-Invaziv modülasyon ve robotik haritalama

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

Trigeminal Stimülasyon tarafından Ortaya Çıkan Locus Coeruleus aracılı Uyarılma'da Gözbebeği Ile Bağlantılı Değişikliklerin Değerlendirilmesi

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

Non-invaziv Elektroensefalogramlar Kullanarak Kortikal Bağlantının İstatistiksel Modellemesi

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

Beyin Devrelerinin İnvaziv Olmayan Bağlantısının Hedefli Nöronal Yaralanma

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