Name: measuring contralateral silent period induced by single-pulse transcranial magnetic stimulation to investigate m1 corticospinal inhibition
Uploaded: 2022-08-23T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Measuring Contralateral Silent Period Induced by Single-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation to Investigate M1 Corticospinal Inhibition at JoVE.com

لا شكر وتقدير.

يتضمن هذا البروتوكول أبحاثا حول مواضيع بشرية وهو متحالف مع المبادئ التوجيهية المؤسسية والأخلاقية للجان الأخلاقية المحلية وإعلان هلسنكي. تم الحصول على موافقة مستنيرة من الأشخاص لاستخدام بياناتهم في الدراسة.
1. إجراءات ما قبل التجربة
<ol><li>فحص الموضوع. فحص الموضوع ?...

يمكن أن يختلف SI الافتراضي لاستنباط MEP و SPs وفقا للسكان. وقد تبين أن الشدة المنخفضة التي تصل إلى 80٪ RMT تثير cSP في الأفراد الأصحاء39 ، ولا تزال الدراسات التي أجريت على كل من السكان الأصحاء والمرضى تستخدم شدة تصل إلى 150٪ RMT49،50،51. على ?...

فترة الصمت (SP) هي فترة من الصمت العضلي (EMG) الذي يتبع الجهد الحركي (MEP) الناجم عن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) المطبق أثناء تقلص العضلات المستمر. يمكن تطبيق نبض TMS فوق العتبة إما على القشرة الحركية الأولية المقابلة أو المماثلة (M1) للعضلة المستهدفة التي يتم تسجيل نشاط EMG منها مما يؤدي إلى ظاهرتين: فترة الصمت المقابلة (cSP) وفترة الصمت المماثل (iSP).
على الرغم من أن iSP و cSP يشتركان في ميزات متشابهة ، إلا أنهما قد يعكسان مكونات مختلفة قليلا. يعتقد أن الأول يعكس تثبيط عبر الثفن وبالتالي يكون بالكامل من أصل قشري 1,2. على العكس من ذلك ، يتم التحقيق في cSP كبديل محتمل لتثبيط القشرية الشوكية ، على الأرجح بوساطة مستقبلات حمض جاما أمينوبتيريك (GABA) B داخل M13،4،5.
دعما لدور cSP في المسارات بوساطة GABA ، وجدت الأعمال السابقة زيادة في مدة cSP بعد تناوله عن طريق الفم للمكونات المعززة ل GABA5،6،7،8. ومع ذلك ، تشارك عمليات العمود الفقري أيضا في تغيير مدته. ترتبط المرحلة السابقة (<50 مللي ثانية) من cSP بانخفاض قيم H-reflex3-a المنعكس الذي هو نتاج الدوائر العصبية الطرفية والذي يحدد استثارة الخلايا العصبية الشوكية9. يعتقد أن معالجة العمود الفقري تتم بوساطة من خلال تنشيط خلايا رينشو ، والخلايا العصبية الحركية بعد فرط الاستقطاب ، وتثبيط ما بعد المشبكي بواسطة الخلايا العصبية الشوكية10،11،12،13،14.
على الرغم من مساهمة العمود الفقري ، ينتج cSP بشكل أساسي عن تنشيط الخلايا العصبية المثبطة القشرية ، المسؤولة عن توليد الجزء الأخير من cSP (50-200 مللي ثانية) 3،10،13،15،16. في هذا الصدد ، ارتبط الجزء المبكر من مدة cSP بآليات تثبيط العمود الفقري ، في حين أن cSPs الطويلة تتطلب آليات مثبطة قشرية أكبر3،13،17،18.
لذلك ، يعد cSP مرشحا واعدا للعلامات الحيوية لسوء التكيف القشري الشوكي بسبب الاضطرابات العصبية ، في حين أن فترات cSP الأكثر أهمية من المحتمل أن تعكس زيادة في تثبيط القشرية الشوكية والعكس صحيح 5,11. وفقا لذلك ، وجدت الأعمال السابقة ارتباطا بين مدة cSP وأمراض مثل خلل التوتر العضلي ومرض باركنسون والألم المزمن والسكتة الدماغية وغيرها من الحالات العصبية التنكسية والنفسية19،20،21،22. لتوضيح ذلك ، في مجموعة هشاشة العظام في الركبة ، ارتبط تثبيط أعلى داخل القشرة (كما هو مفهرس بواسطة cSP) بعمر أصغر ، وتنكس غضروفي أكبر ، وأداء معرفي أقل في مقياس مونتريال للتقييم المعرفي23. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي تغييرات cSP أيضا إلى مؤشر طولي لاستجابة العلاج واستعادة المحرك24،25،26،27،28،29،30.
على الرغم من أن دور cSP واعد في مجال الطب النفسي العصبي ، فإن أحد الجوانب الصعبة في تقييمه هو أنه يمكن أن يكون حساسا جدا لاختلافات البروتوكول. على سبيل المثال ، يمكن تمييز مدة cSP (~ 100-300 مللي ثانية) 11 بين الأطراف العلوية والسفلية. وجد Salerno et al. متوسط مدة cSP يبلغ 121.2 مللي ثانية (± 32.5) للعضلة الظهرية بين العظام (FDI) الأولى و 75.5 مللي ثانية (± 21) للعضلة الظنبوبية الأمامية (TA) ، في عينة من مرضى الألم العضلي الليفي31. وبالتالي ، فإن الأدبيات تنقل عددا لا يحصى من الاختلافات في المعلمات المستخدمة لاستنباط cSPs ، والتي بدورها تعرض للخطر إمكانية المقارنة عبر الدراسات وتؤخر الترجمة إلى الممارسة السريرية. ضمن مجموعة سكانية مماثلة ، كانت البروتوكولات غير متجانسة فيما يتعلق بإعداد نبض TMS فوق العتبة المستخدم لتحفيز M1 والعضلات المستهدفة ، على سبيل المثال. علاوة على ذلك ، فشل الباحثون في الإبلاغ بشكل صحيح عن المعلمات المستخدمة في بروتوكولاتهم.
لذلك ، فإن الهدف هو توفير إرشادات مرئية حول كيفية تطبيق بروتوكول cSP مجدي وموثوق وسهل التكرار لتقييم استثارة M1 القشرية الشوكية للأطراف العلوية والسفلية ومناقشة التحديات المنهجية العملية لهذا الإجراء. أيضا ، للمساعدة في توضيح سبب اختيار المعلمات ، أجرينا مراجعة غير شاملة للأدبيات على Pubmed / MEDLINE لتحديد الأوراق المنشورة حول cSP في مجموعات الألم المزمن وإعادة التأهيل ، باستخدام مصطلح البحث: إعادة التأهيل (شبكة) أو إعادة التأهيل أو الألم المزمن أو السكتة الدماغية ومصطلحات مثل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة ونبضة واحدة أو فترة الصمت القشري. لم يتم تحديد معايير إدراج للاستخراج ، ويتم عرض النتائج المجمعة في الجدول 1 لأغراض التوضيح فقط.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Alcohol pads</td>
			<td>Medline</td>
			<td></td>
			<td>Preparation with 70% isopropyl alcohol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conductive gel</td>
			<td>Weaver and Company</td>
			<td></td>
			<td>Used on the electrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Echo Pinch</td>
			<td>JTECH medical</td>
			<td>0902A302</td>
			<td>Digital dynamometer.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mega-EMG</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>NS006201</td>
			<td>Digital multiple channel EMG with built in software.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEGA-TMS coil</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>NS063201</td>
			<td>8 shaped TMS coil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mega-TMS stimulator</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>6990061</td>
			<td>Single Pulse TMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuro-MEP.NET</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td></td>
			<td>EMG software used to analyse the muscles eletrical activity.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swim cap</td>
			<td>Kiefer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring contralateral silent period induced by single-pulse transcranial magnetic stimulation to investigate m1 corticospinal inhibition

فترة الصمت المعاكس (cSP) هي فترة قمع في نشاط العضلات الكهربائية الخلفية التي تم التقاطها بواسطة تخطيط كهربية العضل (EMG) بعد إثارة جهد المحرك (MEP). للحصول على هذا ، يتم استنباط MEP بواسطة نبضة تحفيز مغناطيسي عبر الجمجمة فوق عتبة (TMS) يتم تسليمها إلى القشرة الحركية الأولية (M1) للعضلة المستهدفة المختارة ، بينما يوفر المشارك تقلصا طوعيا موحدا للعضلات المستهدفة. cSP هو نتيجة للآليات المثبطة التي تحدث بعد MEP. يوفر تقييما زمنيا واسعا لتثبيط العمود الفقري في ~ 50 مللي ثانية الأولي ، والتثبيط القشري بعد ذلك. حاول الباحثون فهم الآلية البيولوجية العصبية وراء cSP بشكل أفضل للتحقق من صحتها كعلامة حيوية تشخيصية وبديلة وتنبؤية محتملة للأمراض العصبية والنفسية المختلفة. لذلك ، توضح هذه المقالة طريقة لقياس M1 cSP للأطراف السفلية والعلوية ، بما في ذلك مجموعة مختارة من العضلات المستهدفة ، ووضع القطب ، ووضع الملف ، وطريقة قياس تحفيز الانقباض الطوعي ، وإعداد الشدة ، وتحليل البيانات للحصول على نتيجة تمثيلية. لديها هدف تعليمي يتمثل في إعطاء إرشادات مرئية في أداء بروتوكول cSP ممكن وموثوق وقابل للتكرار للأطراف السفلية والعلوية ومناقشة التحديات العملية لهذه التقنية.

بعد اتباع الإجراء خطوة بخطوة ، سيؤدي توصيل نبضة TMS فوق العتبة (120٪ من RMT) إلى استنباط MEP يمكن ملاحظته في تسجيل EMG للعضلة المستهدفة ، وفترة لاحقة من قمع نشاط EMG في الخلفية من حوالي 150 مللي ثانية إلى 300 مللي ثانية (الشكل 2). من نمط EMG هذا ، من الممكن حساب مقاييس cSP. أكثر النتائج المبلغ ?...

Watch this Scientific Journal Video about Measuring Contralateral Silent Period Induced by Single-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation to Investigate M1 Corticospinal Inhibition at JoVE.com

Measuring Contralateral Silent Period Induced by Single-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation to Investigate M1 Corticospinal Inhibition

يعد تقييم فترة الصمت المقابلة (cSP) علامة حيوية واعدة لفهرسة استثارة القشرة والاستجابة العلاجية. نعرض بروتوكولا لتقييم cSP مخصص لدراسة تثبيط M1 القشري النخاعي للأطراف العلوية والسفلية.

قياس فترة الصمت المعاكسة الناجمة عن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة أحادي النبضة للتحقيق في تثبيط القشرية الشوكية M1

Contralateral silent period (cSP) is a period of suppression in the background electrical muscle activity captured by electromyography (EMG) after a motor ...

في هذا البروتوكول ، سنوضح طريقة مجدية قابلة للتكرار بسهولة وموثوقة لتقييم الأطراف العلوية والسفلية لتثبيط القشرية الشوكية. فترة الصمت المقابلة هي مقياس يوفر معلومات من الدوائر المثبطة القشرية الشوكية المعقدة. هذه الطريقة هي بالتالي مرشح واعد للعلامة الحيوية التشخيصية والبديلة والتنبؤية للأمراض العصبية المختلفة.سيوضح الإجراء دانييل بيمنتا وآن بيسوتو ودانيال ليما ، زملاء أبحاث من مختبري. لتحديد العضلات لوضع الأقطاب الكهربائية ، اطلب من الشخص وضع يده على الطاولة في وضع الانبطاح. ثم لتحديد أول عضلة ظهرية بين العظام أو FDI ، اطلب من الشخص اختطاف السبابة ضد المقاومة ، مع إبقاء بقية اليد ثابتة ووضعها على الطاولة ، مع خفقان المنطقة.نظف المنطقة باستخدام ضمادات كحولية لإزالة زيوت الجلد والعوامل الأخرى التي يمكن أن تزيد من المقاومة. ضع القطب السالب على بطن عضلة FDI ، والموجب على المفصل بين السلامي البعيد بمسافة بين الأقطاب لا تقل عن 1.5 سم. ضع المرجع أو القطب المحايد على المعصم فوق عملية الإبرية الزندية.بعد ذلك ، حدد قوة تقلص العضلات المطلوبة. استخدم مقياس ديناميكي رقمي للقرص ودعم هرمي رباعي الزوايا لتقليل التشوهات الميكانيكية ورفع الحساسية للحد الأدنى من الانقباضات. ضع مقياس القوة بين الأصابع الأولى والثانية بمساعدة الدعم الهرمي.تأكد من أن الأصابع الأولى والثانية تولد قوى حركة القرص وتلتقط تخطيط كهربية العضل أو EMG. مع الموضع الثابت ، اطلب من المشارك الضغط على مقياس القوة بالإصبع الأول وجانب الهرم بإصبع السبابة ، والضغط على نظام هرم الدينامومتر بأقصى قوة له وخلق تقلص قوي لعضلة الاستثمار الأجنبي المباشر. باستخدام هذه القيمة كمرجع ، حدد 20٪ من القوة القصوى.يجب على المشارك التدرب على الحفاظ على الهدف عند 20٪ من الانكماش المستمر. بعد ذلك ، لتحديد الموقع الأولي للبحث عن نقطة ساخنة ، ضع قبعة سباحة على رأس الموضوع. سيتم وضع علامة على جميع النقاط المرجعية عليه.قياس المحيط السهمي للرأس من nasion إلى inion. قسم القيمة على اثنين وحدد النقطة الوسطى على الرأس. حدد موقع nasion للمريض ، inion ، الحلزون لكل من الأذنين اليمنى واليسرى ، والتلال فوق الحجاجية اليمنى واليسرى.قم بقياس الزنمة إلى مسافة الحاجز وأضف علامة في منتصف الطريق. ضع علامة على التقاطع بينهما ، وهي نقطة تم تحديدها على أنها الرأس. من الرأس ، حرك خمسة سنتيمترات بشكل جانبي بالتوازي مع الخط السهمي الأوسط على الجانب المقابل للعضلة المحددة.تحدد هذه العلامة M1 على نفس المستوى الإكليلي مثل قشرة محرك اليد. استخدم هذا كنقطة أولى لبدء البحث عن نقطة الاتصال. النقطة الساخنة هي منطقة القشرة الحركية حيث يمكن اكتشاف أدنى عتبة حركية.قم بإعداد كثافة منخفضة ، وابدأ البحث عن طريق توصيل نبضات متعددة إلى النقطة الأولى. تابع بزيادات صغيرة في الشدة حتى تحديد أقل حافز يكتشف تخطيط كهربية العضل أو استجابة مخطط كهربية العضل المفهرسة. لتوصيل المحفزات ، قم بزاوية شكل ثمانية ملفات عند 45 درجة إلى منتصف الخط السهمي مع توجيه المقبض نحو مؤخرة المريض.لضمان تحديد أفضل بقعة ، تحرك حول البقعة الأولى واختبر الإمكانات الحركية الثلاثة اللاحقة أو MEPs على بعد سنتيمتر واحد لكل من الأمام والجانبي والخلفي لها. بمجرد تحديد النقطة الساخنة ، حدد البقعة في رأس المريض. استخدم هذا الموقع أثناء التجربة وزيارات المتابعة المحتملة.استخدم كلتا يديك لدعم الملف الموجود على رأس الغواصة. بعد تحديد عتبة محرك الراحة أو RMT ، قم بتطبيق 10 محفزات متتالية في النقطة الساخنة وحدد أقل كثافة أنتجت MEP بسعة ذروة إلى ذروة لا تقل عن 50 ميكروفولت على العضلات المستهدفة في 50٪ من التجارب. بالنسبة لفترة الصمت المعاكس أو CSP ، قم بتوصيل 10 محفزات فوق العتبة مع شدة تحفيز تبلغ 120٪ من RMT مع فترة 10 ثوان بينهما لاستنباط MEPs أثناء الانقباض الطوعي المنشط للعضلة المستهدفة.أثناء التحفيز ، اطلب من المريض الحفاظ على 20٪ من الحد الأقصى للتقلص الحركي للعضلة المستهدفة. لالتقاط فترة الصمت بأكملها أو SP ، تأكد من أن النافذة الزمنية EMG طويلة بما يكفي لالتقاط ما يصل إلى 400 مللي ثانية من النشاط. أثار توصيل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة فوق العتبة أو نبض TMS MEP يمكن ملاحظته في تسجيل EMG للعضلة المستهدفة ، وفترة لاحقة من قمع نشاط EMG في الخلفية من حوالي 150 إلى 300 مللي ثانية.يتم قياس SP النسبي من بداية MEP إلى عودة ظهور نشاط EMG. في المقابل ، يتم قياس SP المطلق من نهاية MEP إلى بداية عودة ظهور نشاط EMG الطوعي. تؤثر شدة التحفيز المستخدمة لاستنباط MEP بشكل مباشر على مقاييس CSP ويمكن أن تختلف للاختلاف في مجتمعات الدراسة.تحقق من التجارب الناجحة السابقة التي أجريت على السكان محل الاهتمام للسماح بالتوحيد القياسي.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Approach for Documenting Phosphenes Induced by Transcranial Magnetic Stimulation

منهجا جديدا لتوثيق Phosphenes المستحثة بواسطة التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

Stimulation of the human visual cortex produces a transient perception of light, known as a phosphene. Phosphenes are induced by invasive electrical ...

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

الجمع بين التنشيط المغناطيسي عبر الجمجمة والرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة وضع الشبكة الافتراضية

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

استخراج الإمكانيات البصرية مستدعى من EEG البيانات المسجلة أثناء الرنين المغناطيسي الوظيفي الموجهة عبر الجمجمة التحفيز المغناطيسي

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

قياس العمود الفقري قبل المشبكي في الفئران عن طريق تثبيط الظهرية جذر تسجيل المحتملة<em&gt; في فيفو</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

استخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي كأداة لقياس ثنائي نصف الكرة الغربي عبر الجمجمة التحفيز الكهربائي التأثيرات على الابتدائية موتور اللحاء الأيض

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

آثار Transcranial التحفيز التيار المتردد في القشرة الحركية الأولية بنهج موحد على الإنترنت مع التحفيز المغناطيسي Transcranial

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

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

بروتوكول التحفيز المغناطيسي Transcranial على الإنترنت لقياس القشرية علم وظائف الأعضاء المرتبطة بتثبيط استجابة

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

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

التحفيز المغناطيسي Transcranial مجتمعة والمخ من قشرة Dorsolateral Prefrontal

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

تقييم الثنائية للممرات كورتيكوسبينال في عضلات الكاحل باستخدام أبحر Transcranial التحفيز المغناطيسي

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

Measuring and Manipulating Functionally Specific Neural Pathways in the Human Motor System with Transcranial Magnetic Stimulation

قياس ومعالجة المسارات العصبية المحددة وظيفيا في نظام المحرك البشري مع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has ...