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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Nessun riconoscimento.

Questo protocollo prevede la ricerca su soggetti umani ed è in alleanza con le linee guida istituzionali ed etiche dei comitati etici locali e la Dichiarazione di Helsinki. Il consenso informato è stato ottenuto dai soggetti per l'utilizzo dei loro dati nello studio.
1. Procedure pre-sperimentali
<ol><li>Screening del soggetto. Screening del soggetto per impianti intracranici, epilessia, storia di convulsioni e gravidanza. Utilizzare le linee guida del questionario per gar...

Il SI predefinito per suscitare MEP e SP può variare in base alla popolazione. Intensità fino all'80% RMT hanno dimostrato di suscitare cSP in individui sani39, ancora studi su popolazioni sane e malate hanno usato intensità fino al 150% RMT 49,50,51. Sebbene questa fonte di eterogeneità possa essere inerente alla natura della popolazione target, non dovrebbe essere trascurata in quanto diversi SI han...

Il periodo di silenzio (SP) è un periodo di silenzio elettromiografico (EMG) che segue un potenziale motorio evocato (MEP) indotto dalla stimolazione magnetica transcranica (TMS) applicata durante la contrazione muscolare sostenuta. L'impulso TMS soprasoglia può essere applicato alla corteccia motoria primaria controlaterale o omolaterale (M1) del muscolo bersaglio da cui viene registrata l'attività EMG producendo due fenomeni: periodo di silente controlaterale (cSP) e periodo di silente omolaterale (iSP).
Anche se iSP e cSP condividono caratteristiche simili, possono riflettere componenti leggermente diversi. Si ritiene che il primo rifletta l'inibizione transcallosa e quindi sia interamente di origine corticale 1,2. Al contrario, cSP è studiato come un possibile surrogato dell'inibizione corticospinale, molto probabilmente mediata dai recettori B dell'acido gamma-aminobutirrico (GABA) all'interno di M1 3,4,5.
A sostegno del ruolo di cSP nelle vie mediate da GABA, lavori precedenti hanno riscontrato un aumento della durata del cSP dopo somministrazione orale di componenti potenzianti il GABA 5,6,7,8. Tuttavia, i processi spinali sono anche coinvolti nell'alterare la sua durata. La fase precedente (<50 ms) del cSP è associata a valori ridotti del riflesso H3-a che è un prodotto dei neurocircuiti periferici e che quantifica l'eccitabilità dei neuroni spinali9. Si ritiene che l'elaborazione spinale sia mediata attraverso l'attivazione delle cellule di Renshaw, la post-iperpolarizzazione del motoneurone e l'inibizione postsinaptica da parte degli interneuroni spinali 10,11,12,13,14.
Nonostante il contributo spinale, cSP deriva principalmente dall'attivazione dei neuroni inibitori corticali, che sono responsabili della generazione della parte successiva del cSP (50-200 ms)3,10,13,15,16. A tale riguardo, la prima parte della durata della cSP è stata associata a meccanismi di inibizione spinale, mentre i cSP lunghi richiedono meccanismi inibitori corticali più grandi 3,13,17,18.
Pertanto, cSP è un promettente biomarcatore candidato per il disadattamento corticospinale dovuto a disturbi neurologici, mentre durate più significative di cSP riflettono potenzialmente un aumento dell'inibizione corticospinale e viceversa 5,11. Di conseguenza, lavori precedenti hanno trovato un'associazione tra la durata del cSP e patologie come distonia, morbo di Parkinson, dolore cronico, ictus e altre condizioni neurodegenerative e psichiatriche 19,20,21,22. Per illustrare, in una coorte di osteoartrosi del ginocchio, una maggiore inibizione intracorticale (come indicizzato da cSP) è stata associata a età più giovane, maggiore degenerazione della cartilagine e minori prestazioni cognitive nella scala di valutazione cognitiva di Montreal23. Inoltre, le variazioni della cSP potrebbero anche indicizzare longitudinalmente la risposta al trattamento e il recupero motorio 24,25,26,27,28,29,30.
Per quanto promettente sia il ruolo del cSP nel campo della neuropsichiatria, un aspetto impegnativo della sua valutazione è che può essere troppo sensibile alle variazioni del protocollo. Ad esempio, la durata del cSP (~100-300 ms)11 è distinguibile tra arti superiori e inferiori. Salerno et al. hanno trovato una durata media del cSP di 121,2 ms (± 32,5) per il primo muscolo interosseo dorsale (FDI) e 75,5 ms (± 21) per il muscolo tibiale anteriore (TA), in un campione di pazienti con fibromialgia31. Pertanto, la letteratura trasmette una miriade di divergenze nei parametri utilizzati per ottenere cSP, che a sua volta mette a repentaglio la comparabilità tra gli studi e ritarda la traduzione nella pratica clinica. All'interno di una popolazione simile, i protocolli sono stati eterogenei per quanto riguarda l'impostazione dell'impulso TMS sopra soglia utilizzata per stimolare M1 e il muscolo bersaglio, per esempio. Inoltre, i ricercatori non sono riusciti a riportare correttamente i parametri utilizzati nei loro protocolli.
Pertanto, l'obiettivo è quello di fornire una linea guida visiva su come applicare un protocollo cSP fattibile, affidabile e facilmente riproducibile per valutare l'eccitabilità corticospinale M1 degli arti superiori e inferiori e discutere le sfide metodologiche pratiche di tale procedura. Inoltre, per aiutare a illustrare il ragionamento per la scelta dei parametri, abbiamo condotto una revisione della letteratura non esaustiva su Pubmed / MEDLINE per identificare articoli pubblicati su cSP nelle popolazioni di dolore cronico e riabilitazione, utilizzando il termine di ricerca: Riabilitazione (Mesh) o riabilitazione o dolore cronico o ictus e termini come stimolazione magnetica transcranica e singolo impulso o periodo di silenzio corticale. Non sono stati definiti criteri di inclusione per l'estrazione e i risultati aggregati sono visualizzati nella tabella 1 solo a scopo illustrativo.

<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

Il periodo di silente controlaterale (cSP) è un periodo di soppressione dell'attività muscolare elettrica di fondo catturata dall'elettromiografia (EMG) dopo un potenziale evocato motorio (MEP). Per ottenere ciò, un MEP viene suscitato da un impulso di stimolazione magnetica transcranica (TMS) sovrasoglia erogato alla corteccia motoria primaria (M1) del muscolo bersaglio selezionato, mentre il partecipante fornisce una contrazione muscolare bersaglio volontaria standardizzata. Il cSP è il risultato di meccanismi inibitori che si verificano dopo il MEP; Fornisce un'ampia valutazione temporale dell'inibizione spinale nella sua iniziale ~ 50 ms e dell'inibizione corticale dopo. I ricercatori hanno cercato di comprendere meglio il meccanismo neurobiologico alla base del cSP per convalidarlo come potenziale biomarcatore diagnostico, surrogato e predittivo per diverse malattie neuropsichiatriche. Pertanto, questo articolo descrive un metodo per misurare M1 cSP degli arti inferiori e superiori, inclusa una selezione del muscolo bersaglio, il posizionamento degli elettrodi, il posizionamento della bobina, il metodo di misurazione della stimolazione della contrazione volontaria, l'impostazione dell'intensità e l'analisi dei dati per ottenere un risultato rappresentativo. Ha l'obiettivo educativo di fornire una linea guida visiva nell'esecuzione di un protocollo cSP fattibile, affidabile e riproducibile per gli arti inferiori e superiori e discutere le sfide pratiche di questa tecnica.

Dopo aver seguito la procedura passo-passo, l'erogazione di un impulso TMS sopra soglia (120% della RMT) susciterà un MEP osservabile nella registrazione EMG del muscolo bersaglio e un successivo periodo di soppressione dell'attività EMG di fondo di circa 150 ms a 300 ms (Figura 2). Da quel modello EMG, è possibile calcolare le metriche cSP. Gli esiti più riportati sono la durata (nell'intervallo di ms) dell'SP relativo e assoluto. L'SP relativo viene misurato dall'inizio del MEP alla ri...

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

La valutazione del periodo di silente controlaterale (cSP) è un biomarcatore promettente per indicizzare l'eccitabilità corticale e la risposta al trattamento. Dimostriamo un protocollo per valutare cSP destinato allo studio dell'inibizione corticospinale M1 degli arti superiori e inferiori.

Misurazione del periodo di silente controlaterale indotto dalla stimolazione magnetica transcranica a impulso singolo per studiare l'inibizione corticospinale M1

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

In questo protocollo, dimostreremo un metodo fattibile facilmente riproducibile e affidabile per la valutazione dell'inibizione corticospinale degli arti superiori e inferiori. Il periodo di silenzio controlaterale è una metrica che fornisce informazioni da complessi circuiti inibitori corticospinali. Questo metodo è quindi un candidato promettente di un biomarcatore diagnostico, surrogato e predittivo per diverse malattie neurologiche.A dimostrare la procedura saranno Danielle Pimenta, Anne Pessotto e Daniel Lima, ricercatori del mio laboratorio. Per selezionare il muscolo per il posizionamento degli elettrodi, chiedere al soggetto di mettere la mano sul tavolo in posizione prona. Quindi, per identificare il primo muscolo interosseo dorsale o IDE, chiedere al soggetto di abdurre il dito indice contro la resistenza, mantenendo fermo il resto della mano e appoggiandosi sul tavolo, mentre palpita l'area.Pulire l'area con tamponi imbevuti di alcool per rimuovere gli oli della pelle e altri fattori che possono aumentare l'impedenza. Posizionare l'elettrodo negativo sulla pancia del muscolo FDI e il positivo sull'articolazione interfalangea distale con una distanza interelettroda di almeno 1,5 centimetri. Posizionare l'elettrodo di riferimento o neutro sul polso sopra il processo stiloideo ulnare.Quindi, determinare la forza di contrazione muscolare richiesta. Utilizzare un dinamometro digitale a pizzico e un supporto piramidale quadrangolare per ridurre al minimo le distorsioni meccaniche ed elevare la sensibilità per contrazioni minime. Posizionare il dinamometro tra il primo e il secondo dito con l'aiuto del supporto piramidale.Assicurarsi che il primo e il secondo dito generino le forze del movimento di pizzicamento e catturino l'elettromiografia o EMG. Con la posizione fissa chiedere al partecipante di premere il dinamometro con il primo dito e il lato della piramide con l'indice, stringendo il sistema piramidale dinamometrico con la loro massima forza e creando una forte contrazione del muscolo FDI. Utilizzando questo valore come riferimento, determinare il 20% della forza massima.Il partecipante deve esercitarsi a mantenere l'obiettivo al 20% della contrazione sostenuta. Successivamente, per identificare la posizione iniziale per la ricerca dell'hotspot, metti una cuffia da nuoto sulla testa del soggetto. Tutti i punti di riferimento saranno contrassegnati su di esso.Misurare la circonferenza sagittale della testa dal nasion all'inion. Dividi il valore per due e segna il punto centrale sulla testa. Segnare la posizione della nasion, dell'inion, dell'elica delle orecchie destra e sinistra e della cresta sopraorbitale destra e sinistra.Misurare la distanza tra trago e aggiungere un segno a metà. Segnare l'intersezione tra di loro, un punto identificato come il vertice. Dal vertice, spostarsi di cinque centimetri lateralmente in parallelo alla linea sagittale media sul lato controlaterale del muscolo selezionato.Questo segno identifica la M1 allo stesso livello coronale della corteccia motoria della mano. Utilizzare questo come primo punto per avviare la ricerca dell'hotspot. L'hotspot è l'area della corteccia motoria in cui è rilevabile la soglia motoria più bassa.Imposta una bassa intensità e avvia la ricerca erogando più impulsi al primo punto. Perseguire con piccoli incrementi di intensità fino a identificare lo stimolo più basso che rileva l'elettromiografia o la risposta indicizzata EMG. Per fornire gli stimoli, inclinare la figura di otto bobine a 45 gradi rispetto alla linea sagittale media con la maniglia rivolta verso la parte posteriore del paziente.Per garantire che venga identificato il punto migliore, spostarsi intorno al primo punto e testare i successivi tre motori evocati potenziali o MEP a un centimetro ciascuno anteriore, laterale e posteriore ad esso. Una volta identificato l'hotspot, segnare il punto nella testa del paziente. Utilizzare questa posizione durante l'esperimento e le potenziali visite di follow-up.Usa entrambe le mani per sostenere la bobina sulla testa del sub. Successivamente, per determinare la soglia motoria a riposo o RMT, applicare 10 stimoli consecutivi all'hotspot e selezionare l'intensità più bassa che ha prodotto un MEP con un'ampiezza da picco a picco di almeno 50 microvolt sul muscolo bersaglio nel 50% degli studi. Per il periodo di silenzio controlaterale o CSP, fornire i 10 stimoli soprasoglia con l'intensità di stimolazione del 120% della RMT con un periodo di 10 secondi tra di loro per suscitare i deputati durante la contrazione volontaria tonica del muscolo bersaglio.Durante la stimolazione chiedere al paziente di mantenere il 20% della massima contrazione motoria del muscolo bersaglio. Per acquisire l'intero periodo di silenzio o SP, verificare che la finestra temporale EMG sia sufficientemente lunga da acquisire fino a 400 millisecondi di attività. L'erogazione della stimolazione magnetica transcranica soprasoglia o impulso TMS ha suscitato un MEP osservabile nella registrazione EMG del muscolo bersaglio e un successivo periodo di soppressione dell'attività EMG di fondo di circa 150-300 millisecondi.L'SP relativo viene misurato dall'inizio del MEP alla ricomparsa dell'attività EMG. Al contrario, l'SP assoluto viene misurato dalla fine del MEP all'inizio del riemergere dell'attività EMG volontaria. L'intensità dello stimolo utilizzato per suscitare MEP influenza direttamente le metriche CSP e può variare per differenza nelle popolazioni di studio.Verificare la presenza di precedenti esperimenti di successo condotti nella popolazione di interesse per consentire la standardizzazione.

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