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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Sin reconocimientos.

Este protocolo implica la investigación en seres humanos y está en alianza con las directrices institucionales y éticas de los comités éticos locales y la Declaración de Helsinki. Se obtuvo el consentimiento informado de los sujetos para utilizar sus datos en el estudio.
1. Procedimientos preexperimentales
<ol><li>Cribado de la asignatura. Examinar al sujeto para detectar implantes intracraneales, epilepsia, antecedentes de convulsiones y embarazo. Utilice las directri...

El IS predeterminado para obtener MEP y SP puede variar según la población. Se ha demostrado que intensidades tan bajas como 80% RMT provocan cSP en individuos sanos39, aún así los estudios en poblaciones sanas y enfermas han utilizado intensidades tan altas como 150% RMT 49,50,51. Aunque esta fuente de heterogeneidad puede ser inherente a la naturaleza de la población objetivo, no debe descuidarse y...

El período de silencio (SP) es un período de silencio electromiográfico (EMG) que sigue un potencial evocado motor (MEP) inducido por la estimulación magnética transcraneal (TMS) aplicada durante la contracción muscular sostenida. El pulso TMS supraumbral se puede aplicar a la corteza motora primaria contralateral o ipsilateral (M1) del músculo objetivo desde el cual se registra la actividad EMG produciendo dos fenómenos: período de silencio contralateral (cSP) y período de silencio ipsilateral (iSP).
Aunque iSP y cSP comparten características similares, pueden reflejar componentes ligeramente diferentes. Se cree que el primero refleja la inhibición transcallosa y, por lo tanto, es completamente de origen cortical 1,2. Por el contrario, cSP se investiga como un posible sustituto de la inhibición corticoespinal, muy probablemente mediada por receptores B de ácido gamma-aminobutírico (GABA) dentro de M1 3,4,5.
Apoyando el papel de cSP en las vías mediadas por GABA, trabajos previos han encontrado un aumento en la duración de cSP después de la administración oral de componentes que mejoran GABA 5,6,7,8. Aún así, los procesos espinales también están involucrados en la alteración de su duración. La fase más temprana (<50 ms) del cSP se asocia con valores disminuidos del reflejo H3-a reflejo que es un producto de los neurocircuitos periféricos y que cuantifica la excitabilidad de las neuronas espinales9. Se cree que el procesamiento espinal está mediado por la activación de las células de Renshaw, la motoneurona después de la hiperpolarización y la inhibición postsináptica por las interneuronas espinales 10,11,12,13,14.
A pesar de la contribución espinal, la cSP resulta principalmente de la activación de neuronas inhibidoras corticales, que son responsables de generar la parte posterior de la cSP (50-200 ms)3,10,13,15,16. En ese sentido, la primera parte de la duración de la cSP se ha asociado con mecanismos de inhibición espinal, mientras que los cSP largos requieren mecanismos inhibitorios corticales más grandes 3,13,17,18.
Por lo tanto, la cSP es un candidato prometedor a biomarcadores para la mala adaptación corticoespinal debida a trastornos neurológicos, mientras que las duraciones más significativas de la cSP reflejan potencialmente un aumento en la inhibición corticoespinal y viceversa 5,11. En consecuencia, trabajos anteriores han encontrado una asociación entre la duración de cSP y patologías como distonía, enfermedad de Parkinson, dolor crónico, accidente cerebrovascular y otras afecciones neurodegenerativas y psiquiátricas 19,20,21,22. Para ilustrar, en una cohorte de osteoartritis de rodilla, una mayor inhibición intracortical (indexada por cSP) se asoció con una edad más joven, mayor degeneración del cartílago y menor rendimiento cognitivo en la escala de evaluación cognitiva de Montreal23. Además, los cambios en el cSP también podrían indexar longitudinalmente la respuesta al tratamiento y la recuperación motora 24,25,26,27,28,29,30.
Tan prometedor como es el papel de cSP en el campo de la neuropsiquiatría, un aspecto desafiante de su evaluación es que puede ser demasiado sensible a las variaciones del protocolo. Por ejemplo, la duración de cSP (~100-300 ms)11 se distingue entre miembros superiores e inferiores. Salerno et al. encontraron una duración promedio de cSP de 121,2 ms (± 32,5) para el primer músculo interóseo dorsal (FDI) y 75,5 ms (± 21) para el músculo tibial anterior (AT), en una muestra de pacientes con fibromialgia31. Por lo tanto, la literatura transmite una miríada de divergencias en los parámetros utilizados para obtener cSP, lo que a su vez pone en peligro la comparabilidad entre los estudios y retrasa la traducción a la práctica clínica. Dentro de una población similar, los protocolos han sido heterogéneos con respecto a la configuración del pulso TMS supraumbral utilizado para estimular M1 y el músculo objetivo, por ejemplo. Además de eso, los investigadores no han informado adecuadamente los parámetros utilizados en sus protocolos.
Por lo tanto, el objetivo es proporcionar una guía visual sobre cómo aplicar un protocolo de cSP factible, confiable y fácilmente reproducible para evaluar la excitabilidad corticoespinal M1 de las extremidades superiores e inferiores y discutir los desafíos metodológicos prácticos de ese procedimiento. Además, para ayudar a ilustrar el razonamiento para la elección de los parámetros, realizamos una revisión no exhaustiva de la literatura en Pubmed / MEDLINE para identificar artículos publicados sobre cSP en poblaciones de dolor crónico y rehabilitación, utilizando el término de búsqueda: Rehabilitación (malla) o rehabilitación o dolor crónico o accidente cerebrovascular y términos como estimulación magnética transcraneal y pulso único o período de silencio cortical. No se definieron criterios de inclusión para la extracción, y los resultados agrupados se muestran en la Tabla 1 solo con fines ilustrativos.

<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

El período de silencio contralateral (cSP) es un período de supresión en la actividad muscular eléctrica de fondo capturada por electromiografía (EMG) después de un potencial evocado motor (MEP). Para obtener esto, un MEP es provocado por un pulso de estimulación magnética transcraneal (TMS) supraumbral entregado a la corteza motora primaria (M1) del músculo objetivo seleccionado, mientras que el participante proporciona una contracción muscular diana voluntaria estandarizada. El cSP es el resultado de mecanismos inhibitorios que ocurren después del MEP; Proporciona una amplia evaluación temporal de la inhibición espinal en su inicial ~ 50 ms, y la inhibición cortical después. Los investigadores han tratado de comprender mejor el mecanismo neurobiológico detrás del cSP para validarlo como un posible biomarcador diagnóstico, sustituto y predictivo para diferentes enfermedades neuropsiquiátricas. Por lo tanto, este artículo describe un método para medir M1 cSP de las extremidades inferiores y superiores, incluida una selección del músculo objetivo, la colocación de electrodos, el posicionamiento de la bobina, el método para medir la estimulación de la contracción voluntaria, la configuración de la intensidad y el análisis de datos para obtener un resultado representativo. Tiene el objetivo educativo de dar una guía visual para realizar un protocolo de cSP factible, confiable y reproducible para miembros inferiores y superiores y discutir los desafíos prácticos de esta técnica.

Después de seguir el procedimiento paso a paso, la administración de un pulso TMS supraumbral (120% del RMT) provocará un MEP observable en el registro EMG del músculo objetivo, y un período posterior de supresión de la actividad EMG de fondo de aproximadamente 150 ms a 300 ms (Figura 2). A partir de ese patrón EMG, es posible calcular las métricas de cSP. Los resultados más informados son la duración (en el rango de ms) del PE relativo y absoluto. El SP relativo se mide desde el i...

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

La evaluación del período de silencio contralateral (cSP) es un biomarcador prometedor para indexar la excitabilidad cortical y la respuesta al tratamiento. Demostramos un protocolo para evaluar cSP destinado a estudiar la inhibición corticoespinal M1 de miembros superiores e inferiores.

Medición del período de silencio contralateral inducido por la estimulación magnética transcraneal de pulso único para investigar la inhibición corticoespinal M1

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

En este protocolo, demostraremos un método factible, fácilmente reproducible y confiable para la evaluación de las extremidades superiores e inferiores de la inhibición corticoespinal. El período de silencio contralateral es una métrica que proporciona información de circuitos inhibidores corticoespinales complejos. Este método es, por lo tanto, un candidato prometedor de un biomarcador diagnóstico, sustituto y predictivo para diferentes enfermedades neurológicas.Demostrando el procedimiento estarán Danielle Pimenta, Anne Pessotto y Daniel Lima, becarios de investigación de mi laboratorio. Para seleccionar el músculo para colocar los electrodos, pídale al sujeto que ponga su mano sobre la mesa en posición prona. Luego, para identificar el primer músculo interóseo dorsal o FDI, pídale al sujeto que abduca el dedo índice contra la resistencia, manteniendo el resto de la mano quieta y acostada sobre la mesa, mientras palpita el área.Limpie el área con almohadillas de alcohol para eliminar los aceites de la piel y otros factores que pueden aumentar la impedancia. Coloque el electrodo negativo en el vientre del músculo FDI y el positivo en la articulación interfalángica distal con una distancia entre electrodos de al menos 1,5 centímetros. Coloque el electrodo de referencia o neutro en la muñeca sobre el proceso estiloides cubital.A continuación, determine la fuerza de contracción muscular requerida. Utilice un dinamómetro de pellizco digital y un soporte piramidal cuadrangular para minimizar las distorsiones mecánicas y elevar la sensibilidad para contracciones mínimas. Coloque el dinamómetro entre el primer y segundo dedo con la ayuda del soporte piramidal.Asegúrese de que el primer y segundo dedo generen las fuerzas del movimiento de pellizco y capturen la electromiografía o EMG. Con la posición fija pida al participante que presione el dinamómetro con el dedo índice y el lado de la pirámide con el dedo índice, apretando el sistema piramidal del dinamómetro con su máxima fuerza y creando una fuerte contracción del músculo FDI. Usando este valor como referencia, determine el 20% de fuerza máxima.El participante debe practicar el mantenimiento del objetivo al 20% de contracción sostenida. A continuación, para identificar la ubicación inicial para la búsqueda de puntos de acceso, coloque un gorro de baño en la cabeza del sujeto. Todos los puntos de referencia estarán marcados en él.Mida la circunferencia sagital de la cabeza desde la nasión hasta el inión. Divide el valor por dos y marca el punto medio en la cabeza. Marque la ubicación de la nasión del paciente, el ion, la hélice de las orejas derecha e izquierda y la cresta supraorbital derecha e izquierda.Mida la distancia del trago al trago y agregue una marca hasta la mitad. Marque la intersección entre ellos, un punto identificado como el vértice. Desde el vértice, muévase cinco centímetros lateralmente en paralelo a la línea sagital media en el lado contralateral al músculo seleccionado.Esta marca identifica el M1 en el mismo nivel coronal que la corteza motora de la mano. Utilice este como el primer lugar para iniciar la búsqueda del punto de acceso. El punto caliente es el área de la corteza motora donde se detecta el umbral motor más bajo.Establezca una intensidad baja e inicie la búsqueda entregando múltiples pulsos al primer lugar. Perseguir con pequeños incrementos de intensidad hasta identificar el estímulo más bajo que detecte electromiografía o respuesta indexada EMG. Para entregar los estímulos, incline la figura de ocho bobinas a 45 grados con respecto a la línea sagital media con el mango apuntando hacia la parte posterior del paciente.Para asegurarse de que se identifica el mejor punto, muévase alrededor del primer punto y pruebe los tres motores evocados potenciales o MEP siguientes a un centímetro cada uno anterior, lateral y posterior a él. Una vez que se identifica el punto caliente, marque el punto en la cabeza del paciente. Utilice esta ubicación durante el experimento y las posibles visitas de seguimiento.Use ambas manos para apoyar la bobina en la cabeza del submarino. A continuación, para determinar el umbral motor en reposo o RMT, aplique 10 estímulos consecutivos en el punto caliente y seleccione la intensidad más baja que produjo un MEP con una amplitud de pico a pico de al menos 50 microvoltios en el músculo objetivo en el 50% de los ensayos. Para el período de silencio contralateral o CSP, administrar los 10 estímulos supraumbral con la intensidad de estimulación del 120% del RMT con un período de 10 segundos entre ellos para provocar MEP durante la contracción tónica voluntaria del músculo objetivo.Durante la estimulación pida al paciente que mantenga el 20% de la contracción motora máxima del músculo objetivo. Para capturar todo el período de silencio o SP, confirme que la ventana de tiempo de EMG sea lo suficientemente larga como para capturar hasta 400 milisegundos de actividad. La administración de estimulación magnética transcraneal supraumbral o pulso TMS provocó una MEP observable en el registro EMG del músculo objetivo, y un período posterior de supresión de la actividad EMG de fondo de aproximadamente 150 a 300 milisegundos.El SP relativo se mide desde el inicio de la MEP hasta la reaparición de la actividad de EMG. Por el contrario, la SP absoluta se mide desde el final de la MEP hasta el inicio de la reaparición de la actividad voluntaria de EMG. La intensidad del estímulo utilizada para obtener MEP influye directamente en las métricas de CSP y puede variar según la diferencia en las poblaciones de estudio.Verifique los experimentos exitosos previos realizados en la población de interés para permitir la estandarización.

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