Name: intracortical inhibition within the primary motor cortex can be modulated by changing the focus of attention
Uploaded: 2017-09-11T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention at JoVE.com

Författarna har inga bekräftelser.

detta protokoll godkändes av den lokala etiska kommittén, och experimenten i enlighet med Helsingforsdeklarationen (1964).
 1. etisk godkännande och ämnet instruktion <ol><li>innan mätningen, instruera alla deltagare om de potentiella riskfaktorerna och syftet med studien. Ge inte information om de uppmärksamhet foci, eftersom detta kan påverka resultatet. Se till att säkerhetsriktlinjerna för tillämpningen av TMS i forskning inställningar 30 följs. <br/...

Detta protokoll visar två möjliga metoder för att undersöka aktiviteten av hämmande kretsar inom M1 använder TMS. Mer exakt, har dessa två protokoll använts i denna studie för att undersöka effekterna av uppmärksamhet foci på aktiviteten av hämmande kretsar inom M1.
En begränsning med denna metod är att det inte är alltid möjligt att orsaka en subTMS-inducerad EMG dämpning utan en underlättande som föregick den. I denna studie hade till exempel fyra ämnen tas bort från de...

Det är nu allmänt accepterat att anta en EF jämfört med en IF eller neutrala fokus främjar motorprestanda och lärande i många inställningar1. Det har exempelvis visat att anta en EF leder till fördelar i noggrannhet2,3, balansera4,5,6, tvinga produktion7,8, hoppning prestanda 7 , 9 , 10 , 11, rörelse hastighet12, syre förbrukning13,14och tröttande uppgifter15,16.
På andra sidan, eftersom hjärnans aktivering är grunden för alla rörelser, har flera aspekter av neurala kontroll rörlighet undersökts. Till exempel har nivå och förmågan att modulera intracortical hämning inom M1 visat att ha en stark påverkan på motorik, såsom interlimb samordning17, postural kontroll18och fingerfärdighet19. Dessutom visar populationer med sämre motorisk kontroll förmågor än unga vuxna, till exempel äldre personer eller barn (född prematura20), oftast mindre uttalad hämmande kontroll. Således, även om rollen av hämmande processer inte är ännu förstådda, hämmande processer ändå verkar vara viktigt att kvaliteten på motoriska utförandet i allmänhet.
En möjlighet att undersöka intracortical hämmande strömkretsarna är att använda icke-invasiv transkraniell magnetisk stimulering (TMS). Det vanligaste stimulering protokollet gäller Parade-pulse TMS (ppTMS) för att inducera SICILIAN. Detta protokoll använder en luftkonditionering stimulans under tröskeln motor för att minska amplituden för suprathreshold kontroll stimulans svar framkallas i ett interstimulus intervall på 1-5 ms21,22,23 , 24. sedan rapporteras som en procentsats av den kontroll stimulansen, amplituderna för de motor-evoked potentialerna (ledamöter) kan jämföras över förhållanden, ger information om kortikala hämmande aktivitet och modulering inom M1.
Ett annat stimulering protokoll att bedöma aktiviteten av intractortical hämmande kretsar gäller enstaka pulser, där alla stimuli levereras på stödnivåer under tröskeln motor (dvs. subTMS). Detta protokoll inducerar dämpning i den pågående EMG aktivitet18,25,26. Denna så kallade subTMS-inducerad EMG dämpning kan jämföras när det gäller belopp och varaktighet. Detta protokoll inte används så ofta, har men vissa fördelar jämfört med standardprotokollet SICILIAN. Detta protokoll stör inte motor utförande, som det inte inducerar suprathreshold stimuli. Båda metoderna testa lyhördheten för intracortical gamma - aminosmörsyra (GABA) hämmande interneuroner23,27.
Trots de välkända fördelarna med en EF jämfört med en IF på motorprestanda1, fortfarande de underliggande neurala processerna till stor del okända. I en tidigare fMRI studie28visades att blod och syre nivå-beroende (fet) aktiveringen har förbättrats i M1, primär somatosensoriska, och trångsynt cortices när försökspersoner avrättades ett finger sekvens och antog en EF jämfört med en IF. Som retande och hämmande aktivitet inte kan differentieras genom fMRI29, anges en annan nyligen studie16 den ökad aktiviteten i M1 är associerad med en EF, i själva verket att på grund av utökad verksamhet intracortical hämmande kretsar. Mer exakt, visade denna studie att retbarhet av hämmande GABAergic nervceller kan anpassas direkt efter typ av uppmärksamhet fokus antogs i en och samma person.
Huvudsyftet med detta protokoll är att visa två möjliga sätt att jämföra de omedelbara effekterna av kognitiv manipulation (dvs fokus för uppmärksamhet instruktioner) på aktiviteten av intracortical hämmande kretsar inom M1. Både används SubTMS och ppTMS. Dessutom visar detta protokoll ett möjligt sätt att utforska påverkan av uppmärksamhet foci på motoriska beteende på ett mycket kontrollerat sätt genom att undersöka TTF submaximal isometrisk ihållande sammandragning av de utländska Direktinvesteringarna.

<table width="1053">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:268px;height:42px;">MC3A-100</td>
			<td style="width:255px;">Advanced Mechanical Technologies Inc., Watertown, MA, USA</td>
			<td style="width:112px;">-</td>
			<td style="width:419px;">Force transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">BlueSensor P</td>
			<td style="width:255px;">Ambu A/S, Bellerup, Denmark</td>
			<td>-</td>
			<td>Ag/AgCl surface electrodes for EMG</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Polaris Spectra</td>
			<td style="width:255px;">Northern Digital, Waterloo, ON, Canada</td>
			<td>-</td>
			<td>neuronavigation system, active or passive markers tracker</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Localite TMS Navigator Version 2.0.5</td>
			<td style="width:255px;">LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, Germany</td>
			<td>-</td>
			<td>navigation system for transcranial magnetic stimulation (TMS)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MagVenture MagPro X100</td>
			<td style="width:255px;">MagVenture A/S, Farum, Denmark</td>
			<td>9016E0711</td>
			<td>Transcranial magnetic stimulator</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MagVenture D-B80</td>
			<td style="width:255px;">MagVenture A/S, Farum, Denmark</td>
			<td style="width:112px;">9016E0431</td>
			<td>TMS coil (figure of eight)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:268px;height:21px;">Goniometer</td>
			<td style="width:255px;">N/A</td>
			<td style="width:112px;">-</td>
			<td>Custom-made goniometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:268px;height:21px;">Othopedic splint</td>
			<td style="width:255px;">N/A</td>
			<td style="width:112px;">-</td>
			<td>Custom-made splint</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:268px;height:21px;">Recording software</td>
			<td>LabView based</td>
			<td style="width:112px;">-</td>
			<td>Custom-made script</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intracortical inhibition within the primary motor cortex can be modulated by changing the focus of attention

Det är väl känt att ett externt fokus (EF) jämfört med en inre fokus (om) förbättrar motoriskt lärande och prestanda. Studier har visat fördelar i noggrannhet, balans, tvinga produktion, hoppning prestanda, rörelsehastighet, syreförbrukning och tröttande uppgift. Även om beteendemässiga utfall med en EF-strategi är väl utforskat, de underliggande neurala mekanismerna är fortfarande okända. En nyligen TMS-studien jämfördes aktiviteten av primära motoriska cortex (M1) mellan en EF och en IF. Mer exakt, visade denna studie att när det antar ett EF, aktiviteten av intracortical hämmande kretsar förstärks.
På den beteendemässiga nivån testar protokolls påverkan av uppmärksamhet foci på tid att uppgift misslyckande (TTF) när du utför submaximal sammandragningar av den första dorsala interosseous (FDI). Dessutom beskriver aktuella papper två TMS protokoll för att bedöma påverkan av uppmärksamhet förhållanden på aktiviteten av kortikala hämmande kretsar inom M1. Således, den här artikeln beskriver hur du använder single-pulse TMS stödnivåer under tröskeln motor (subTMS) och Parade-pulse TMS, framkalla kort-intervall intracortical hämning (SICILIAN) när den appliceras på M1. Som dessa metoder antas återspegla lyhördheten för GABAergic inhibitoriska neuroner, utan att påverkas av spinal reflex strömkretsarna, är de väl lämpade för att mäta aktiviteten av intracortical hämmande kretsar inom M1.
Resultaten visar att rikta uppmärksamhet externt förbättrar motorprestanda, som deltagarna kunde förlänga tiden till uppgift misslyckande. Dessutom åtföljdes resultaten av en större subTMS-inducerad Elektromyografi dämpning och SICILIAN när det antar ett EF jämfört med en IF. Som nivån på kortikala hämning inom M1 var tidigare visat för att påverka motorns prestanda, förbättrad hämning med en EF kan bidra till bättre rörlighet effektiviteten hos beteendemässiga uppgiften, indikeras av en långvarig TTF med en EF.

Påverkan av uppmärksamhet Foci på Motor prestanda:
Beteendemässiga tester i den aktuella studien användes att bevisa genomförbarheten av den motoriska aktiviteten och att identifiera de patienter som reagerat positivt vid tillämpningen en EF. I linje med tidigare studier (se1 för en granskning), våra resultat visar en långvarig TTF när deltagarna antog en EF jämfört med en om (se <strong class="...

Watch this Scientific Journal Video about Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention at JoVE.com

Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention

Detta manuskript med två olika transkraniell magnetisk stimulering (TMS) protokoll, och beskriver hur man mäter och jämför kortikala hämning inom primära motoriska cortex när anta olika uppmärksamhet foci.

Intracortical hämning inom primära motoriska Cortex kan moduleras genom att ändra fokus för uppmärksamhet

It is well recognized that an external focus (EF) compared with an internal focus (IF) of attention improves motor learning and performance. Studies have ...

Research

JoVE Journal

Behavior

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

Det 5-val Serial reaktionstid Uppgift: Uppgift uppmärksamhet och impulskontroll för Gnagare

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Kompensations Limb Användning och Behavioral Bedömning av motorisk inlärning Efter Sensorimotor Cortex Skada i en musmodell av ischemisk stroke

Mouse models have become increasingly popular in the field of behavioral neuroscience, and specifically in studies of experimental stroke. As models ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Stimulera Lip Motor Cortex med transkraniell magnetisk stimulering

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

Elektro Motor Unit Number Estimation (mune) Mättande förening Muscle Action Potential (CMAP) i Mouse bakbenen Muskler

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

Measuring Attention and Visual Processing Speed by Model-based Analysis of Temporal-order Judgments

Mätning Uppmärksamhet och Visual Processing hastighet av modellbaserad analys av Temporal ordning domar

This protocol describes how to conduct temporal-order experiments to measure visual processing speed and the attentional resource distribution. The ...

Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain

Stereotactically-guidad Ablation av råtta auditiva Cortex och lokalisering av Lesion i hjärnan

The rat auditory cortex (AC) is becoming popular among auditory neuroscience investigators who are interested in experience-dependence plasticity, ...

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

Den ”Motor” i implicita Motor sekvens lärande: en fot-stepping seriell reaktionstid uppgift

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children's Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Blicka ut i aktion: huvud-monterad Eye Tracking av barnens dynamiska visuella uppmärksamhet under naturalistiska beteende

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact ...

Spotlighting Customers' Visual Attention at the Stock, Shelf and Store Levels with the 3S Model

Spotlighting kundernas visuella uppmärksamhet på lager, hylla och lagra nivåer med 3S Model

Several models of the in-store search process exist in the fields of retailing, marketing, and consumer-based research. The present article presents a new ...

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

Använda ras modellen ojämlikhet för att kvantifiera beteendemässiga multisensoriska integrations effekter

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...