Name: measuring contralateral silent period induced by single-pulse transcranial magnetic stimulation to investigate m1 corticospinal inhibition
Uploaded: 2022-08-23T13:30:00
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Aucun accusé de réception.

Ce protocole implique des recherches sur des sujets humains et est en alliance avec les directives institutionnelles et éthiques des comités d’éthique locaux et la Déclaration d’Helsinki. Le consentement éclairé a été obtenu des sujets pour l’utilisation de leurs données dans l’étude.
1. Procédures préexpérimentales
<ol><li>Dépistage du sujet. Dépister le sujet pour les implants intracrâniens, l’épilepsie, les antécédents de convulsions, et la gr...

Le SI par défaut pour obtenir des MEP et des SP peut varier en fonction de la population. Il a été démontré que des intensités aussi faibles que 80% RMT provoquent une cSP chez des individus en bonne santé39, mais des études sur des populations saines et malades ont utilisé des intensités aussi élevées que 150% RMT 49,50,51. Bien que cette source d’hétérogénéité puisse être inhérente ...

La période silencieuse (SP) est une période de silence électromyographique (EMG) qui suit un potentiel évoqué moteur (MEP) induit par la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) appliquée lors d’une contraction musculaire soutenue. L’impulsion TMS supraseuil peut être appliquée au cortex moteur primaire controlatéral ou ipsilatéral (M1) du muscle cible à partir duquel l’activité EMG est enregistrée, ce qui donne deux phénomènes : la période de silence controlatérale (cSP) et la période de silence ipsilatérale (iSP).
Même si iSP et cSP partagent des fonctionnalités similaires, ils peuvent refléter des composants légèrement différents. On pense que la première reflète l’inhibition transcalleuse et est donc entièrement d’origine corticale 1,2. Inversement, la cSP est étudiée comme substitut possible de l’inhibition corticospinale, très probablement médiée par les récepteurs B de l’acide gamma-aminobutyrique (GABA) dans M1 3,4,5.
Soutenant le rôle de la cSP dans les voies médiées par le GABA, des travaux antérieurs ont révélé une augmentation de la durée de la cSP après l’administration orale de composants améliorant le GABA 5,6,7,8. Pourtant, les processus rachidiens sont également impliqués dans la modification de sa durée. La phase antérieure (<50 ms) du cSP est associée à une diminution des valeurs du réflexe H3-a réflexe qui est un produit des neurocircuits périphériques et qui quantifie l’excitabilité des neurones spinaux9. On pense que le traitement de la colonne vertébrale est médié par l’activation des cellules de Renshaw, les motoneurones après hyperpolarisation et l’inhibition postsynaptique par les interneurones spinaux 10,11,12,13,14.
Malgré la contribution de la colonne vertébrale, la cSP résulte principalement de l’activation des neurones inhibiteurs corticaux, qui sont responsables de la génération de la dernière partie du cSP (50-200 ms)3,10,13,15,16. À cet égard, la première partie de la durée de la cSP a été associée à des mécanismes d’inhibition de la colonne vertébrale, tandis que les cSP longs nécessitent des mécanismes inhibiteurs corticaux plus importants 3,13,17,18.
Par conséquent, la cSP est un biomarqueur candidat prometteur pour la maladaptation corticospinale due à des troubles neurologiques, tandis que des durées plus significatives de cSP reflètent potentiellement une augmentation de l’inhibition corticospinale et vice versa 5,11. En conséquence, des travaux antérieurs ont trouvé une association entre la durée de la cSP et des pathologies telles que la dystonie, la maladie de Parkinson, la douleur chronique, les accidents vasculaires cérébraux et d’autres affections neurodégénératives et psychiatriques 19,20,21,22. Pour illustrer, dans une cohorte d’arthrose du genou, une inhibition intracorticale plus élevée (indexée par cSP) était associée à un âge plus jeune, à une plus grande dégénérescence du cartilage et à une performance cognitive moindre dans l’échelle d’évaluation cognitivede Montréal 23. De plus, les changements de cSP pourraient également indexer longitudinalement la réponse au traitement et la récupération motrice 24,25,26,27,28,29,30.
Aussi prometteur que soit le rôle de la cSP dans le domaine de la neuropsychiatrie, un aspect difficile de son évaluation est qu’elle peut être trop sensible aux variations de protocole. Par exemple, la durée du cSP (~100-300 ms)11 permet de distinguer les membres supérieurs et inférieurs. Salerno et al. ont trouvé une durée moyenne de cSP de 121,2 ms (± 32,5) pour le premier muscle interosseux dorsal (FDI) et de 75,5 ms (± 21) pour le muscle antérieur du tibial (TA), dans un échantillon de patients atteints de fibromyalgie31. Ainsi, la littérature transmet une myriade de divergences dans les paramètres utilisés pour obtenir des cSP, ce qui compromet la comparabilité entre les études et retarde l’application à la pratique clinique. Au sein d’une population similaire, les protocoles ont été hétérogènes en ce qui concerne le réglage d’impulsion TMS supraseuil utilisé pour stimuler M1 et le muscle cible, par exemple. En plus de cela, les chercheurs n’ont pas correctement rapporté les paramètres utilisés dans leurs protocoles.
Par conséquent, l’objectif est de fournir une ligne directrice visuelle sur la façon d’appliquer un protocole cSP réalisable, fiable et facilement reproductible pour évaluer l’excitabilité corticospinale M1 des membres supérieurs et inférieurs et de discuter des défis méthodologiques pratiques de cette procédure. De plus, pour aider à illustrer le raisonnement du choix des paramètres, nous avons effectué une revue de la littérature non exhaustive sur Pubmed/MEDLINE afin d’identifier les articles publiés sur la cSP dans les populations souffrant de douleur chronique et de réadaptation, en utilisant le terme de recherche : réadaptation (maillage) ou réadaptation ou douleur chronique ou accident vasculaire cérébral et des termes tels que stimulation magnétique transcrânienne et impulsion unique ou période de silence corticale. Aucun critère d’inclusion n’a été défini pour l’extraction, et les résultats regroupés sont présentés dans le tableau 1 à des fins d’illustration seulement.

<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

La période de silence controlatérale (cSP) est une période de suppression de l’activité musculaire électrique de fond capturée par électromyographie (EMG) après un potentiel évoqué moteur (MEP). Pour ce faire, une MEP est déclenchée par une impulsion de stimulation magnétique transcrânienne (SMT) supraseuil délivrée au cortex moteur primaire (M1) du muscle cible sélectionné, tandis que le participant fournit une contraction volontaire standardisée du muscle cible. Le cSP est le résultat de mécanismes inhibiteurs qui se produisent après le MEP; Il fournit une large évaluation temporelle de l’inhibition vertébrale dans sa ~50 ms initiale, et de l’inhibition corticale après. Les chercheurs ont tenté de mieux comprendre le mécanisme neurobiologique derrière le cSP pour le valider en tant que biomarqueur diagnostique, substitut et prédictif potentiel pour différentes maladies neuropsychiatriques. Par conséquent, cet article décrit une méthode pour mesurer M1 cSP des membres inférieurs et supérieurs, y compris une sélection du muscle cible, le placement des électrodes, le positionnement de la bobine, la méthode de mesure de la stimulation de contraction volontaire, la configuration de l’intensité et l’analyse des données pour obtenir un résultat représentatif. Il a pour objectif éducatif de donner une ligne directrice visuelle pour la réalisation d’un protocole cSP réalisable, fiable et reproductible pour les membres inférieurs et supérieurs et de discuter des défis pratiques de cette technique.

Après avoir suivi la procédure étape par étape, l’émission d’une impulsion TMS supraseuil (120% de la RMT) provoquera une MEP observable dans l’enregistrement EMG du muscle cible, et une période ultérieure de suppression de l’activité EMG de fond d’environ 150 ms à 300 ms (Figure 2). À partir de ce modèle EMG, il est possible de calculer les métriques cSP. Les critères de jugement les plus rapportés sont la durée (de l’ordre de la sp) du SP relatif et absolu. Le SP...

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

L’évaluation de la période de silence controlatérale (cSP) est un biomarqueur prometteur pour indexer l’excitabilité corticale et la réponse au traitement. Nous démontrons un protocole d’évaluation de la cSP destiné à l’étude de l’inhibition corticospinale M1 des membres supérieurs et inférieurs.

Mesure de la période de silence controlatérale induite par la stimulation magnétique transcrânienne à impulsion unique pour étudier l’inhibition corticospinale M1

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

Dans ce protocole, nous démontrerons une méthode réalisable facilement reproductible et fiable pour l’évaluation de l’inhibition corticospinale des membres supérieurs et inférieurs. La période de silence controlatérale est une mesure qui fournit des informations provenant de circuits inhibiteurs corticospinaux complexes. Cette méthode est donc un candidat prometteur d’un biomarqueur diagnostique, substitut et prédictif pour différentes maladies neurologiques.Danielle Pimenta, Anne Pesserto et Daniel Lima, chercheurs de mon laboratoire, feront la démonstration de la procédure. Pour sélectionner le muscle pour positionner les électrodes, demandez au sujet de mettre sa main sur la table en position couchée. Ensuite, pour identifier le premier muscle interosseux dorsal ou FDI, demandez au sujet d’enlever l’index contre la résistance, en gardant le reste de la main immobile et allongé sur la table, tout en palpitant la zone.Nettoyez la zone avec des tampons d’alcool pour éliminer les huiles de la peau et d’autres facteurs qui peuvent augmenter l’impédance. Placez l’électrode négative sur le ventre du muscle FDI et la positive sur l’articulation interphalangienne distale avec une distance interélectrode d’au moins 1,5 centimètre. Placez l’électrode de référence ou neutre sur le poignet sur le processus styloïde ulnaire.Ensuite, déterminez la force de contraction musculaire requise. Utilisez un banc à dynamomètre numérique et un support pyramidal quadrangulaire pour minimiser les distorsions mécaniques et élever la sensibilité pour des contractions minimales. Placez le banc entre le premier et le deuxième doigt à l’aide du support pyramidal.Assurez-vous que les premier et deuxième doigts génèrent les forces du mouvement de pincement et capturent l’électromyographie ou l’EMG. Avec la position fixe, demandez au participant d’appuyer sur le banc avec le premier doigt et sur le côté de la pyramide avec l’index, en serrant le système pyramidal du dynamomètre avec leur force maximale et en créant une forte contraction du muscle FDI. En utilisant cette valeur comme référence, déterminez les 20% de force maximale.Le participant doit s’entraîner à maintenir la cible à 20% de contraction soutenue. Ensuite, pour identifier l’emplacement initial de la recherche de points chauds, mettez un bonnet de bain sur la tête du sujet. Tous les points de référence y seront marqués.Mesurer la circonférence sagittale de la tête de la nasion à l’inion. Divisez la valeur par deux et marquez la tache du milieu sur la tête. Marquez l’emplacement de la nasion, de l’inion, de l’hélice des oreilles droite et gauche et de la crête supraorbitale droite et gauche.Mesurez la distance tragus à tragus et ajoutez une marque à mi-chemin. Marquez l’intersection entre eux, un point identifié comme le sommet. À partir du sommet, déplacez-vous latéralement de cinq centimètres parallèlement à la ligne sagittale médiane du côté controlatéral jusqu’au muscle sélectionné.Cette marque identifie le M1 au même niveau coronal que le cortex moteur de la main. Utilisez-le comme premier point pour lancer la recherche du hotspot. Le point chaud est la zone du cortex moteur où le seuil moteur le plus bas est détectable.Configurez une faible intensité et lancez la recherche en délivrant plusieurs impulsions au premier endroit. Poursuivez avec de petits incréments d’intensité jusqu’à identifier le stimulus le plus bas qui détecte l’électromyographie ou la réponse indexée EMG. Pour délivrer les stimuli, inclinez la figure de huit bobines à 45 degrés par rapport à la ligne sagittale médiane avec la poignée pointée vers l’arrière du patient.Pour vous assurer que le meilleur point est identifié, déplacez-vous autour du premier point et testez les trois moteurs suivants à potentiel évoqué ou MEP à un centimètre chacun antérieur, latéral et postérieur à celui-ci. Une fois le point chaud identifié, marquez l’endroit dans la tête du patient. Utilisez cet emplacement pendant l’expérience et les visites de suivi potentielles.Utilisez les deux mains pour soutenir la bobine sur la tête du sous-marin. Ensuite, pour déterminer le seuil moteur au repos ou RMT, appliquez 10 stimuli consécutifs au point chaud et sélectionnez l’intensité la plus faible qui a produit une MEP avec une amplitude crête à crête d’au moins 50 microvolts sur le muscle cible dans 50% des essais. Pour la période de silence controlatérale ou CSP, délivrer les 10 stimuli supraseuil avec l’intensité de stimulation de 120% de la RMT avec une période de 10 secondes entre eux pour provoquer des MEP pendant la contraction tonique volontaire du muscle cible.Pendant la stimulation, demandez au patient de maintenir 20% de la contraction motrice maximale du muscle cible. Pour capturer l’intégralité de la période de silence ou du SP, vérifiez que la fenêtre temporelle EMG est suffisamment longue pour capturer jusqu’à 400 millisecondes d’activité. L’émission d’une stimulation magnétique transcrânienne supraseuil ou d’une impulsion TMS a provoqué une MEP observable dans l’enregistrement EMG du muscle cible, et une période subséquente de suppression de l’activité EMG de fond d’environ 150 à 300 millisecondes.Le SP relatif est mesuré depuis le début de la PEM jusqu’à la réapparition de l’activité EMG. En revanche, le SP absolu est mesuré à partir de la fin de la PEM jusqu’au début de la réémergence de l’activité EMG volontaire. L’intensité du stimulus utilisée pour obtenir le MEP influence directement les paramètres du PSC et peut varier en fonction de la différence dans les populations étudiées.Vérifiez les expériences réussies antérieures effectuées dans la population d’intérêt pour permettre la normalisation.

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