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

אין הכרות.

פרוטוקול זה כולל מחקר בנושאים אנושיים והוא עולה בקנה אחד עם הנחיות מוסדיות ואתיות של ועדות אתיות מקומיות והצהרת הלסינקי. הסכמה מדעת התקבלה מהנבדקים לשימוש בנתונים שלהם במחקר.
1. הליכים טרום ניסיוניים
<ol><li>הקרנת הנושא. סנן את הנושא עבור שתלים תוך גולגולתיים, אפילפס...

ברירת המחדל SI להפקת MEP ו- SPs עשויה להשתנות בהתאם לאוכלוסייה. עוצמות נמוכות כמו 80% RMT הוכחו לעורר cSP אצל אנשים בריאים39, עדיין מחקרים על אוכלוסיות בריאות וחולות כאחד השתמשו בעוצמות גבוהות כמו 150% RMT 49,50,51. למרות שמקור זה של הטרוגניות...

התקופה השקטה (SP) היא תקופה של דממה אלקטרומיוגרפית (EMG) העוקבת אחר פוטנציאל מוטורי-מעורר (MEP) המושרה על ידי גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) המופעל במהלך כיווץ שרירים מתמשך. דופק TMS suprathreshold יכול להיות מיושם על קליפת המוח המוטורית הראשונית הנגדית או האיפסילטרלית (M1) של שריר המטרה שממנו נרשמת פעילות EMG ומניבה שתי תופעות: תקופה שקטה קונטרלטרלית (cSP) ותקופה שקטה איפסילטרלית (iSP).
למרות ש- iSP ו- cSP חולקים תכונות דומות, הם עשויים לשקף רכיבים שונים במקצת. הראשון נחשב כמשקף עיכוב טרנסקלוסלי ולכן הוא כולו ממקור קליפת המוח 1,2. לעומת זאת, cSP נחקר כתחליף אפשרי לעיכוב קורטיקוספינלי, ככל הנראה בתיווך קולטני חומצה גמא-אמינובוטירית (GABA) B בתוך M1 3,4,5.
תמיכה בתפקיד של cSP במסלולים בתיווך GABA, עבודות קודמות מצאו עלייה משך cSP לאחר מתן אוראלי של רכיבים משפרי GABA 5,6,7,8. ובכל זאת, תהליכים בעמוד השדרה מעורבים גם בשינוי משכו. השלב המוקדם יותר (<50 מילישניות) של cSP קשור לירידה בערכי H-רפלקס3-רפלקס שהוא תוצר של מעגלים עצביים היקפיים ומכמת את ההתרגשות של נוירונים בעמוד השדרה9. עיבוד עמוד השדרה נחשב מתווך באמצעות הפעלת תאי רנשו, מוטונורון לאחר היפרפולריזציה, ועיכוב פוסט-סינפטי על ידי נוירונים בין-עצביים בעמוד השדרה 10,11,12,13,14.
למרות תרומת עמוד השדרה, cSP נובע בעיקר מהפעלת נוירונים מעכבים בקליפת המוח, אשר אחראים ליצירת החלק המאוחר יותר של cSP (50-200 ms)3,10,13,15,16. מבחינה זו, החלק המוקדם של משך cSP נקשר למנגנוני עיכוב בעמוד השדרה, בעוד ש- cSPs ארוך מבקש מנגנוני עיכוב קליפת המוח גדולים יותר 3,13,17,18.
לכן, cSP הוא סמן ביולוגי מבטיח מועמד לחוסר הסתגלות קורטיקוספינלית עקב הפרעות נוירולוגיות, בעוד משכי cSP משמעותיים יותר עשויים לשקף עלייה בעיכוב קורטיקוספינלי ולהיפך 5,11. בהתאם לכך, עבודות קודמות מצאו קשר בין משך cSP לבין פתולוגיות כגון דיסטוניה, מחלת פרקינסון, כאב כרוני, שבץ מוחי ומצבים נוירודגנרטיביים ופסיכיאטריים אחרים 19,20,21,22. לשם המחשה, בקבוצת אוסטיאוארתריטיס בברך, עיכוב תוך-קורטיקלי גבוה יותר (כפי שאינדקס על ידי cSP) היה קשור לגיל צעיר יותר, ניוון סחוס גדול יותר וביצועים קוגניטיביים נמוכים יותר בסולם ההערכה הקוגנטיביתשל מונטריאול 23. יתר על כן, שינויים cSP יכול גם אינדקס אורך התגובה לטיפול התאוששות מוטורית 24,25,26,27,28,29,30.
עד כמה שתפקידו של cSP בתחום הנוירופסיכיאטריה מבטיח, היבט מאתגר של הערכתו הוא שהוא יכול להיות רגיש מדי לשינויים בפרוטוקול. לדוגמה, משך cSP (~ 100-300 ms)11 ניתן להבחין בין הגפיים העליונות והתחתונות. סלרנו ועמיתיו מצאו משך cSP ממוצע של 121.2 מילישניות (± 32.5) עבור השריר הבין-גובי הראשון (FDI) ו-75.5 מילישניות (± 21) עבור שריר הטיביאליס הקדמי (TA), במדגם של חולי פיברומיאלגיה31. לפיכך, הספרות מעבירה מספר עצום של הבדלים בפרמטרים המשמשים ליצירת cSPs, אשר בתורו מסכן את יכולת ההשוואה בין מחקרים ומעכב את התרגום לפרקטיקה קלינית. באוכלוסייה דומה, הפרוטוקולים היו הטרוגניים לגבי הגדרת הדופק TMS העליונה המשמשת לגירוי M1 ושריר המטרה, למשל. נוסף על כך, החוקרים לא דיווחו כראוי על הפרמטרים המשמשים בפרוטוקולים שלהם.
לכן, המטרה היא לספק הנחיה חזותית כיצד ליישם פרוטוקול cSP אפשרי, אמין וקל לשחזור להערכת רגישות קורטיקוספינלית M1 של הגפיים העליונות והתחתונות ולדון באתגרים המתודולוגיים המעשיים של הליך זה. כמו כן, כדי לעזור להמחיש את ההיגיון לבחירת הפרמטרים, ערכנו סקירת ספרות לא ממצה על Pubmed/MEDLINE כדי לזהות מאמרים שפורסמו על cSP באוכלוסיות כאב כרוני ושיקום, תוך שימוש במונח החיפוש: שיקום (Mesh) או שיקום או כאב כרוני או שבץ ומונחים כגון גירוי מגנטי תוך גולגולתי ודופק יחיד או תקופה שקטה קליפת המוח. לא הוגדרו קריטריוני הכללה לחילוץ, והתוצאות המצטברות מוצגות בטבלה 1 להמחשה בלבד.

<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

תקופה שקטה קונטרלטרלית (cSP) היא תקופה של דיכוי בפעילות השרירים החשמליים ברקע שנלכדה על ידי אלקטרומיוגרפיה (EMG) לאחר פוטנציאל מעורר מנוע (MEP). כדי להשיג זאת, MEP מופעל על ידי פולס גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) המועבר לקליפת המוח המוטורית העיקרית (M1) של שריר המטרה שנבחר, בעוד המשתתף מספק כיווץ שריר מטרה רצוני סטנדרטי. cSP הוא תוצאה של מנגנונים מעכבים המתרחשים לאחר MEP; הוא מספק הערכה טמפורלית רחבה של עיכוב עמוד השדרה ב~ 50 מילישניות הראשוניות שלו, ועיכוב קליפת המוח לאחריו. חוקרים ניסו להבין טוב יותר את המנגנון הנוירוביולוגי שמאחורי cSP כדי לאמת אותו כסמן ביולוגי פוטנציאלי לאבחון, פונדקאית ומנבא למחלות נוירופסיכיאטריות שונות. לכן, מאמר זה מתאר שיטה למדידת M1 cSP של הגפיים התחתונות והעליונות, כולל מבחר שרירי מטרה, מיקום אלקטרודות, מיקום סליל, שיטה למדידת גירוי כיווץ רצוני, הגדרת עוצמה וניתוח נתונים לקבלת תוצאה מייצגת. יש לו את המטרה החינוכית של מתן קו מנחה חזותי בביצוע פרוטוקול cSP אפשרי, אמין וניתן לשחזור עבור הגפיים התחתונות והעליונות ולדון באתגרים מעשיים של טכניקה זו.

לאחר ביצוע ההליך שלב אחר שלב, העברת פולס TMS suprathreshold (120% מה-RMT) תעורר MEP נצפה ברישום EMG של שריר המטרה, ותקופה עוקבת של דיכוי פעילות EMG ברקע של כ-150 מילישניות עד 300 מילישניות (איור 2). מתבנית EMG זו, ניתן לחשב את מדדי cSP. התוצאות המדווחות ביותר הן משך הזמן (בטווח של ms) של SP יחסי ומוחלט. ה-SP ...

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

הערכת התקופה השקטה הנגדית (cSP) היא סמן ביולוגי מבטיח לאינדקס עוררות קליפת המוח ותגובה לטיפול. אנו מדגימים פרוטוקול להערכת cSP המיועד לחקר עיכוב קורטיקוספינלי M1 של הגפיים העליונות והתחתונות.

מדידת תקופה שקטה קונטרלטרלית המושרה על ידי גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי בפולס יחיד כדי לחקור עיכוב קורטיקוספינלי M1

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

בפרוטוקול זה, נדגים שיטה ישימה ואמינה הניתנת לשחזור בקלות להערכה של גפיים עליונות ותחתונות של עיכוב קורטיקוספינלי. תקופה שקטה קונטרה-לטרלית היא מדד המספק מידע ממעגלים מעכבים קורטיקוספינליים מורכבים. שיטה זו היא אפוא מועמד מבטיח של סמן ביולוגי מאבחן, פונדקאי ומנבא למחלות נוירולוגיות שונות.מי שידגימו את ההליך יהיו דניאל פימנטה, אן פסוטו ודניאל לימה, עמיתי מחקר מהמעבדה שלי. כדי לבחור את השריר למיקום האלקטרודות, בקשו מהנבדק להניח את ידו על השולחן במצב נוטה. לאחר מכן כדי לזהות את שריר האינטרוסוס הגבי או ה- FDI הראשון, בקש מהנבדק לחטוף את האצבע המורה כנגד ההתנגדות, תוך שמירה על שאר היד ללא תזוזה והנחת על השולחן, תוך כדי דפיקות מישוש האזור.נקו את האזור עם רפידות אלכוהול כדי להסיר שמני עור וגורמים אחרים שיכולים להגביר את העכבה. הניחו את האלקטרודה השלילית על בטנו של שריר ה-FDI, ואת האלקטרודה החיובית על המפרק הבין-פלנגאלי הדיסטלי במרחק אינטראלקטרודה של לפחות 1.5 סנטימטרים. הניחו את הייחוס או האלקטרודה הניטרלית על פרק כף היד מעל תהליך הסטילואיד האולנרי.לאחר מכן, לקבוע את כוח התכווצות השרירים הנדרש. השתמש בדינמומטר צביטה דיגיטלי ובתמיכת פירמידה מרובעת כדי למזער עיוותים מכניים ולהעלות את הרגישות למינימום התכווצויות. מקם את הדינמומטר בין האצבע הראשונה והשנייה בעזרת התמיכה הפירמידלית.ודא שהאצבע הראשונה והשנייה מייצרות את כוחות תנועת הצביטה ולוכדות את האלקטרומיוגרפיה או EMG. עם המיקום הקבוע בקשו מהמשתתף ללחוץ על הדינמומטר עם האצבע הראשונה ועל צד הפירמידה עם האצבע המורה, לסחוט את מערכת פירמידת הדינמומטר בכוח המרבי שלהם וליצור כיווץ חזק של שריר ה- FDI. באמצעות ערך זה כהפניה, לקבוע את 20% של הכוח המרבי.על המשתתף לתרגל שמירה על היעד של 20% מהתכווצות מתמשכת. לאחר מכן, כדי לזהות את המיקום הראשוני לחיפוש בנקודה חמה יש לחבוש כובע ים על ראשו של הנבדק. כל נקודות הייחוס יסומנו עליו.למדוד את היקף sagittal של הראש מן האף אל inion. חלק את הערך בשניים וסמן את הנקודה האמצעית על הראש. סמן את מיקום האף של המטופל, inion, הסליל של אוזניים ימין ושמאל, ואת הרכס supraorbital ימין ושמאל.מדדו את הטרגוס למרחק הטרגוס והוסיפו סימן באמצע הדרך. סמן את ההצטלבות ביניהם, נקודה המזוהה כקודקוד. מהקודקוד, לנוע חמישה סנטימטרים לרוחב במקביל לקו הקשת האמצעי בצד הנגדי לשריר שנבחר.סימן זה מזהה את M1 באותה רמה של העטרה כמו קליפת המוח המוטורית של היד. השתמש באפשרות זו כנקודה הראשונה כדי להתחיל בחיפוש אחר הנקודה החמה. הנקודה החמה היא האזור בקליפת המוח המוטורית שבו ניתן לזהות את הסף המוטורי הנמוך ביותר.הגדר עצימות נמוכה, והתחל את החיפוש על ידי העברת פולסים מרובים לנקודה הראשונה. יש להמשיך במרווחים קטנים עד לזיהוי הגירוי הנמוך ביותר המזהה אלקטרומיוגרפיה או תגובה באינדקס EMG. כדי לספק את הגירויים, זווית את הדמות של שמונה סליל ב 45 מעלות לקו הקשת האמצעי עם הידית מכוונת לכיוון האחורי של המטופל.כדי לוודא שהנקודה הטובה ביותר מזוהה, יש לנוע סביב הנקודה הראשונה ולבדוק את שלושת המנועים הבאים המעוררים פוטנציאל או MEPs בסנטימטר אחד כל אחד קדמי, רוחבי ואחורי אליו. לאחר זיהוי הנקודה החמה, סמנו את הנקודה בראשו של המטופל. השתמש במיקום זה במהלך הניסוי וביקורי המעקב הפוטנציאליים.השתמש בשתי הידיים כדי לתמוך בסליל על ראש המשנה. לאחר מכן כדי לקבוע את סף מנוע המנוחה או RMT, הפעל 10 גירויים רצופים בנקודה החמה ובחר את העוצמה הנמוכה ביותר שיצרה MEP עם משרעת שיא לשיא של לפחות 50 מיקרו-וולט על שריר המטרה ב -50% מהניסויים. עבור התקופה השקטה הנגדית או CSP, ספק את 10 הגירויים הסופראתסף בעוצמת גירוי של 120% מה- RMT עם פרק זמן של 10 שניות ביניהם כדי לעורר MEPs במהלך כיווץ רצוני טוניק של שריר המטרה.במהלך הגירוי בקשו מהמטופל לשמור על 20% מהכיווץ המוטורי המרבי של שריר המטרה. כדי ללכוד את כל התקופה השקטה או SP, ודא שחלון הזמן של EMG ארוך מספיק כדי ללכוד עד 400 אלפיות השנייה של פעילות. העברת גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי או דופק TMS עוררה MEP נצפה ברישום EMG של שריר המטרה, ותקופה עוקבת של דיכוי פעילות EMG ברקע של כ-150 עד 300 אלפיות השנייה.ה-SP היחסי נמדד מתחילת ה-MEP ועד להופעה המחודשת של פעילות ה-EMG. לעומת זאת, SP מוחלט נמדד מסוף MEP ועד תחילת הופעתה מחדש של פעילות EMG מרצון. עוצמת הגירוי המשמשת ליצירת MEP משפיעה ישירות על מדדי CSP ויכולה להשתנות בהתאם להבדלים באוכלוסיית המחקר.בדוק ניסויים מוצלחים קודמים שנעשו באוכלוסייה המעוניינת כדי לאפשר סטנדרטיזציה.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Approach for Documenting Phosphenes Induced by Transcranial Magnetic Stimulation

גישה חדשנית עבור תיעוד Phosphenes מושרה על ידי גירוי מגנטי Transcranial

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

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

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

חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מEEG נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI

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

מדידת השדרה Presynaptic עיכוב בעכברים על ידי הקלטה פוטנציאלית הגבי רוט<em&gt; בVivo</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

השימוש בספקטרוסקופיה בתהודה מגנטית ככלי למדידה של השפעות דו חצי מוח Transcranial חשמלי גירוי על יסודי Motor Cortex מטבוליזם

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

ההשפעות של גירוי זרם חילופין טראנס על קליפת המוח המוטורית הראשי על-ידי גישה משולבת מקוון עם גירוי מגנטי טראנס

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

פרוטוקול גירוי מגנטי טראנס מקוון למדידת פיזיולוגיה בקליפת המוח הקשורים עם עיכוב התגובה

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

גירוי מגנטי טראנס המשולבת ואת אלקטרואנצפלוגרם של קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי

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

הערכה דו-צדדית של המסלולים Corticospinal של שרירי הקרסול באמצעות מנווט גירוי מגנטי טראנס

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

מדידת ושינוי פונקציונלית מסלולים עצביים ספציפיים במערכת המנוע האנושי עם גירוי מגנטי Transcranial

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