Name: online transcranial magnetic stimulation protocol for measuring cortical physiology associated with response inhibition
Uploaded: 2018-02-08T13:00:00
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Este estudo foi financiado pelo Instituto Nacional de Saúde Mental (R01MH095014).

Este protocolo foi aprovado pelo Hospital Medical Center infantil de Cincinnati e Johns Hopkins placas de revisão institucional como um risco mínimo de estudo em crianças e adultos. Single-emparelhado-pulso e TMS é considerado como seguro em crianças de 2 anos e mais velhos por consenso de especialista internacional. 24 depois de explicar os riscos potenciais da TMS para pais/encarregados de educação e participante, consente e de formulários de consentimento são assinados se eles concorda...

Este protocolo é um novo método de criança-amigável da combinação de uma tarefa de sinal de parada e TMS para examinar a inibição cortical relacionadas ao evento. Observação clínica dos défices inibitórios motor e mau desempenho em tarefas de sinal de parada foram demonstrados em numerosas condições neuropsiquiátricas. 3 relativamente poucos investigadores utilizaram MVH on-line para examinar cortical excitabilidade e inibição durante tarefas de inibição de resposta. Alguns gru...

Inibição de resposta é a capacidade de seletivamente impedir aquelas ações indesejadas que podem interferir com objetivos funcionais pretendidos. 1 a rede córtico-estriadas criticamente está envolvida na inibição da resposta, que progressivamente se torna mais eficiente como filhos maduros, mas é prejudicada em numerosas condições neuropsiquiátricas, tais como desordem de hiperatividade do déficit de atenção ( ADHD), esquizofrenia, transtorno obsessivo-compulsivo e transtornos de aprendizagem. 2 , 3 inibição de resposta do motor pode ser examinada com diferentes paradigmas comportamentais, tais como tarefas Go/NoGo (GNG) e sinal de parar (SST). 1 , 4 dados comportamentais sozinhos não fornece informações sobre os mecanismos biológicos potencialmente modificáveis e quantificáveis. O objectivo geral do presente estudo foi desenvolver um método de criança amigável para avaliar a fisiologia do córtex motor durante a execução de inibição de resposta, a fim de desenvolver um biomarcador quantitativo baseado no cérebro do substrato neural desta tarefa. Tais biomarcadores poderiam ter ampla aplicação em estudos preditivos do prognóstico ou tratamento de distúrbios Neurocomportamentais.
Para este efeito, os investigadores selecionado em modificado a tarefa de Slater-Hammel (S-H)5. Essa é uma tarefa de sinal de paragem que requer participantes inibir uma ação previamente programada gerada internamente. Esta tarefa individual consiste em ensaios de tanto ir e parar. Vamos ensaios são iniciados pelo sujeito pressionando e mantendo a pressão em um botão, com a instrução para levantar o dedo do botão (ou seja, ação de GO) tão perto de, mas antes o destino de 800 ms. No paradigma original, a hora é indicada em um relógio com uma mão rapidamente rotativa. Ensaios de parar aleatoriamente são intercalados entre ensaios de GO, durante o qual a pessoa deve inibir a ação de ir a pré-planejados (ou seja, evitar levantar do dedo). A tarefa de sinal de parada é mais difícil porque temas têm que inibir uma resposta no contexto de um sinal GO pré-programados, Considerando que a tarefa de GNG, a decisão é se iniciar ou não iniciar uma ação com comandos sem prévia. 6 além disso, podem ser mais precisa para investigar a inibição de resposta usando tarefas de sinal de pare, porque a tarefa de GNG, correlações consistentes entre o sinal e respostas podem resultar em inibição automática. 7 inibição automática é a teoria que consistente de mapeamento entre o sinal e resposta (ou seja, sinal de ir sempre resulta em uma resposta GO e vice versa) leva a um processamento automático durante todo o curso do experimento tal que os julgamentos de STOP são parcialmente processado através de recuperação de memória e ignora certos controles de executivos. 8 , 9
Estimulação magnética transcraniana (TMS) é uma tecnologia não-invasiva que pode ser usada para medir a fisiologia cortical. Usando paradigmas de single-emparelhado-pulso e estimulação, um pode quantificar a inibição e excitabilidade cortical. Embora mais estudos publicados de TMS investigam fisiologia cortical em repouso, alguns grupos têm examinado excitabilidade cortical/inibição durante a preparação mental para ação10 e durante diferentes Estados cognitivos que podem ser refletidos no motor Fisiologia do córtex. 11 , 12 , 13 , 14 esta abordagem funcional do TMS (MVH) exige medições on-line do TMS, enquanto os participantes estão realizando tarefas comportamentais, permitindo assim que a sonda cortical mudanças que são dependentes do estado com alta resolução temporal. Fornecendo informações em tempo real sobre alterações neurofisiológica de forma amplia a investigação fisiológica de controle motor15,16 e condições neuropsiquiátricas17,18, 19,20.
Estudos anteriores fTMS têm explorado corticais mecanismos de inibição de resposta em adultos saudáveis usando GNG14 e SST tarefas15,16,21. Além disso, um estudo mostrou que uma única dose de metilfenidato mudou motor cortical fisiologia dos adultos saudáveis durante um experimento MVH/GNG. 22 até à data, existem dois grupos que têm publicado estudos pediátricos MVH usando GNG tarefa para caracterizar cortical fisiologia do TDAH23 e síndrome de Tourette17. Não há atualmente nenhum estudo publicado MVH utilizando SST na população pediátrica.
Uma questão crítica no MVH estudos, a uma extensão muito maior do que os estudos TMS resto-sozinho, é artefato de músculo. Medidas padronizadas Eletromiografia de superfície (EMG) de amplitude e latência de potenciais evocados de motor (MEP) não devem ser contaminadas pelo artefato muscular. Então, por exemplo, para estudar as alterações corticais em preparação para um movimento em um estudo de tempo de reação, TMS pulsos devem ser precisamente cronometrados para ocorrer após um sinal de força, mas antes do tempo de reação do indivíduo. Assim, em qualquer tarefa, é fundamental para garantir que o TMS pulsos estão ocorrendo em um tempo quando a resposta motora ainda não começou, e que o participante é confortável e capaz de manter o músculo relevante no resto. Isso pode ser excepcionalmente problemático com crianças hipercinética que naturalmente podem ter movimentos estranhos e quem pode manter o seu braço e mão tensa durante todo o tempo de reação um jogo.
O objetivo do presente estudo é desenvolver uma versão do Slater-Hammel SST que é criança-amigável e adequado para estudar a fisiologia do córtex motor primário (M1). Esta tarefa deve ser 1) facilmente compreensível para crianças, 2) é relativamente fácil para completar para crianças e 3) compatível com TMS on-line.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="772">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Precision Gamepad</td>
			<td style="width:215px;">Logitech</td>
			<td style="width:119px;">G-UG15</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Acquisition Interface Model ACQ-16</td>
			<td style="width:215px;">Gould Instrument Systems Inc</td>
			<td>ACQ-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Micro1401-3 Data Acquisition Unit</td>
			<td style="width:215px;">Cambridge Electronic Design Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Signal version 6 software (Windows)</td>
			<td style="width:215px;">Cambridge Electronic Design Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Power base</td>
			<td style="width:215px;">Coulbourn Instruments</td>
			<td style="width:119px;">V15-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Bioamplifier with filters</td>
			<td style="width:215px;">Coulbourn Instruments</td>
			<td style="width:119px;">V75-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Conductor electrode cables (for surface EMG)</td>
			<td style="width:215px;">Coulbourn Instruments</td>
			<td style="width:119px;">V91-33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:271px;">2002 TMS device</td>
			<td style="width:215px;">The Magstim Company Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:271px;">BiStim2 module</td>
			<td style="width:215px;">The Magstim Company Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">90mm circular TMS coil</td>
			<td style="width:215px;">The Magstim Company Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Presentation software (Windows)</td>
			<td style="width:215px;">Neurobehavioral Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Windows computer</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

online transcranial magnetic stimulation protocol for measuring cortical physiology associated with response inhibition

Descrevemos o desenvolvimento de uma tarefa de inibição de resposta motora reprodutíveis, criança-amigável apropriado para caracterização de estimulação magnética transcraniana (TMS) on-line da excitabilidade do córtex motor primário (M1) e inibição. Inibição de resposta motora impede ações indesejadas e é anormal em várias condições neuropsiquiátricas. TMS é uma tecnologia não-invasiva que pode quantificar M1 excitabilidade e inibição usando protocolos de single - e emparelhado-pulso e pode ser precisamente cronometrada para estudar fisiologia cortical com alta resolução temporal. Nós modificamos a tarefa de sinal de paragem Slater-Hammel (S-H) original para criar uma versão de "carro de corrida" com pulsos de TMS eventos tempo-bloqueado para intra experimental. Esta tarefa é individual, com cada julgamento iniciar após um botão para mover o carro de corrida em direção ao alvo 800 ms. IR a ensaios exigem um dedo-elevador para parar o carro de corrida antes este alvo. Intercaladas aleatoriamente são ensaios de paragem (25%) durante o qual o sinal de paragem ajustado dinamicamente solicita assuntos para evitar dedo-elevador. Para ensaios de GO, TMS pulsos foram entregues em 650 ms após o início do julgamento; Considerando que, para ensaios de STOP, os pulsos de TMS ocorreram 150 ms após o sinal de parada. Os timings dos pulsos TMS foram decididos com base em estudos de eletroencefalografia (EEG) mostrando alterações relacionadas com o evento nesses intervalos de tempo durante as tarefas de sinal de parada. Esta tarefa foi estudada em 3 blocos em dois locais de estudo (n = 38) e gravamos o desempenho comportamental e relacionados a eventos potenciais evocados de motor (MEP). Modelagem de regressão foi usado para analisar amplitudes MEP, usando a idade como uma covariável com múltiplas variáveis independentes (sexo, estudar o local, bloco, TMS pulso condição [single-vs emparelhado-pulso], condição experimental [GO, parada de sucesso, não conseguiu parar]). A análise mostrou que o TMS pulso condição (p < 0,0001) e sua interação com condição experimental (p = 0,009) foram significativos. Futuras aplicações para este paradigma S-H/TMS on-line incluem a adição de aquisição simultânea de EEG para medir potenciais evocados TMS EEG. Uma limitação potencial é que em crianças, o som do pulso TMS pode afetar o desempenho de tarefas comportamentais.

Análise de regressão é executada usando um pacote de software comercial de estatística para analisar dados comportamentais e neurofisiológico separadamente. Os dados representativos são de 23 desenvolvendo normalmente crianças de Cincinnati e 15 de Baltimore (25 macho, fêmea 13). Idade não diferiu entre local (10,3 ± 1,3 anos de Cincinnati e 10,4 ± 1,2 anos para Baltimore; t teste p = 0,74)
Usamos um modelo de regress...

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Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

Descrevemos um procedimento experimental para quantificar a excitabilidade e inibição do córtex motor primário durante uma tarefa de inibição de resposta motora usando a estimulação magnética transcraniana no decorrer de uma tarefa de sinal de parar.

Protocolo de estimulação magnética transcraniana on-line para medir Cortical fisiologia associada com inibição de resposta

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

Research

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