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

Teşekkür yok.

Bu protokol, insan denekler üzerinde yapılan araştırmaları içerir ve yerel etik komitelerin kurumsal ve etik kuralları ve Helsinki Deklarasyonu ile ittifak halindedir. Çalışmada verilerini kullanmak için deneklerden bilgilendirilmiş onam alınmıştır.
1. Deney öncesi prosedürler
<ol><li>Konunun taranması. Konuyu intrakraniyal implantlar, epilepsi, nöbet öyküsü ve hamilelik açısından tarayın. Güncel güvenlik önlemlerine uyulmasını sağlamak için...

MEP ve SP'leri ortaya çıkarmak için varsayılan SI, popülasyona göre değişebilir. % 80 RMT kadar düşük yoğunlukların sağlıklı bireylerde cSP'yi ortaya çıkardığı gösterilmiştir39, hala hem sağlıklı hem de hastalıklı popülasyonlar üzerinde yapılan çalışmalar,% 150 RMT 49,50,51 kadar yüksek yoğunluklar kullanmıştır. Bu heterojenlik kaynağı hedef popülasyonun doğasın...

Sessiz dönem (SP), sürekli kas kasılması sırasında uygulanan transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) tarafından indüklenen motor uyarılmış bir potansiyeli (MEP) takip eden bir elektromiyografik (EMG) sessizlik periyodur. Suprathreshold TMS pulse, EMG aktivitesinin kaydedildiği hedef kasın kontralateral veya ipsilateral primer motor korteksine (M1) uygulanabilir ve iki fenomen verir: kontralateral sessiz dönem (cSP) ve ipsilateral sessiz dönem (iSP).
iSP ve cSP benzer özellikleri paylaşsa da, biraz farklı bileşenleri yansıtabilir. Birincisinin transkallozal inhibisyonu yansıttığı ve dolayısıyla tamamen kortikal kökenli olduğu düşünülmektedir 1,2. Tersine, cSP, büyük olasılıkla M1 3,4,5 içindeki gama-aminobütirik asit (GABA) B reseptörlerinin aracılık ettiği kortikospinal inhibisyonun olası bir vekili olarak araştırılmaktadır.
GABA aracılı yollarda cSP'nin rolünü destekleyen önceki çalışmalar, GABA arttırıcı bileşenlerin oral uygulamasından sonra cSP süresinde bir artış bulmuştur 5,6,7,8. Yine de, spinal süreçler de süresini değiştirmede rol oynar. CSP'nin erken fazı (<50 ms), periferik nörodevrenin bir ürünü olan ve spinal nöronların uyarılabilirliğini ölçen azalmış H-refleks değerleri3-a refleksi ile ilişkilidir9. Spinal işlemenin, Renshaw hücrelerinin aktivasyonu, hiperpolarizasyon sonrası motonöron ve spinal internöronlar 10,11,12,13,14 tarafından postsinaptik inhibisyon yoluyla aracılık ettiği düşünülmektedir.
Spinal katkıya rağmen, cSP esas olarak cSP'nin (50-200 ms) sonraki kısmını üretmekten sorumlu olan kortikal inhibitör nöronların aktivasyonundan kaynaklanır 3,10,13,15,16. Bu bakımdan, cSP süresinin erken kısmı spinal inhibisyon mekanizmaları ile ilişkilendirilirken, uzun cSP'ler daha büyük kortikal inhibitör mekanizmalar talep eder 3,13,17,18.
Bu nedenle, cSP nörolojik bozukluklara bağlı kortikospinal maladaptasyon için umut verici bir biyobelirteç adayıdır, oysa daha önemli cSP süreleri potansiyel olarak kortikospinal inhibisyondaki artışı yansıtır ve bunun tersi de 5,11'dir. Buna göre, önceki çalışmalar cSP süresi ile distoni, Parkinson Hastalığı, kronik ağrı, inme ve diğer nörodejeneratif ve psikiyatrik durumlar gibi patolojiler arasında bir ilişki bulmuştur 19,20,21,22. Göstermek gerekirse, bir diz osteoartrit kohortunda, Montreal bilişsel değerlendirme ölçeği23'te daha yüksek bir intrakortikal inhibisyon (cSP tarafından indekslendiği gibi) daha genç yaş, daha fazla kıkırdak dejenerasyonu ve daha az bilişsel performans ile ilişkiliydi. Ayrıca, cSP değişiklikleri uzunlamasına tedavi yanıtını ve motor iyileşmeyide endeksleyebilir 24,25,26,27,28,29,30.
CSP'nin nöropsikiyatri alanındaki rolü ne kadar umut verici olsa da, değerlendirmesinin zorlu bir yönü, protokol varyasyonlarına karşı çok hassas olabileceğidir. Örneğin, cSP süresi (~100-300 ms)11 üst ve alt ekstremiteler arasında ayırt edilebilir. Salerno ve ark., fibromiyalji hastalarının bir örneğinde ilk dorsal interosseöz kas (DYY) için ortalama 121.2 ms (± 32.5) ve tibialis anterior kası (TA) için 75.5 ms (± 21) ortalama cSP süresi bulmuşlardır31. Bu nedenle, literatür, cSP'leri ortaya çıkarmak için kullanılan parametrelerde sayısız farklılık aktarmakta ve bu da çalışmalar arasında karşılaştırılabilirliği tehlikeye atmakta ve klinik pratiğe çeviriyi geciktirmektedir. Benzer bir popülasyonda, protokoller, örneğin M1'i ve hedef kası uyarmak için kullanılan eşik üstü TMS nabız ayarı ile ilgili heterojen olmuştur. Bunun da ötesinde, araştırmacılar protokollerinde kullanılan parametreleri düzgün bir şekilde rapor edemediler.
Bu nedenle amaç, üst ve alt ekstremitelerin M1 kortikospinal uyarılabilirliğini değerlendirmek için uygulanabilir, güvenilir ve kolayca tekrarlanabilir bir cSP protokolünün nasıl uygulanacağına dair görsel bir kılavuz sağlamak ve bu prosedürün pratik metodolojik zorluklarını tartışmaktır. Ayrıca, parametrelerin seçiminin gerekçesini göstermeye yardımcı olmak için, arama terimini kullanarak, kronik ağrı ve rehabilitasyon popülasyonlarında cSP hakkında yayınlanmış makaleleri tanımlamak için Pubmed / MEDLINE hakkında kapsamlı olmayan bir literatür taraması yaptık: Rehabilitasyon (Mesh) veya rehabilitasyon veya kronik ağrı veya inme ve transkraniyal manyetik stimülasyon ve tek nabız veya kortikal sessiz dönem gibi terimler. Ayıklama için hiçbir dahil etme kriteri tanımlanmamıştır ve havuza alınmış sonuçlar yalnızca örnek amacıyla Tablo 1'de görüntülenmektedir.

<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

Kontralateral sessiz dönem (cSP), bir motor uyarılmış potansiyel (MEP) sonrasında elektromiyografi (EMG) ile yakalanan arka plan elektriksel kas aktivitesinde bir baskılanma periyodudur. Bunu elde etmek için, bir MEP, seçilen hedef kasın birincil motor korteksine (M1) verilen bir suprathreshold transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) darbesi ile ortaya çıkarken, katılımcı standartlaştırılmış bir gönüllü hedef kas kasılması sağlar. cSP, MEP'den sonra ortaya çıkan inhibitör mekanizmaların bir sonucudur; Başlangıçtaki ~50 ms'lik spinal inhibisyonun ve sonrasında kortikal inhibisyonun geniş bir zamansal değerlendirmesini sağlar. Araştırmacılar, farklı nöropsikiyatrik hastalıklar için potansiyel bir tanısal, vekil ve öngörücü biyobelirteç olarak doğrulamak için cSP'nin arkasındaki nörobiyolojik mekanizmayı daha iyi anlamaya çalışmışlardır. Bu nedenle, bu makalede, hedef kas seçimi, elektrot yerleştirme, bobin konumlandırma, gönüllü kasılma stimülasyonunu ölçme yöntemi, yoğunluk kurulumu ve temsili bir sonuç elde etmek için veri analizi dahil olmak üzere alt ve üst ekstremitelerin M1 cSP'sini ölçmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Alt ve üst ekstremiteler için uygulanabilir, güvenilir ve tekrarlanabilir bir cSP protokolünün gerçekleştirilmesinde görsel bir kılavuz vermek ve bu tekniğin pratik zorluklarını tartışmak için eğitim amacına sahiptir.

Adım adım prosedürü izledikten sonra, eşik üstü bir TMS darbesinin (RMT'nin% 120'si) verilmesi, hedef kasın EMG kaydında gözlemlenebilir bir MEP ve ardından yaklaşık 150 ms ila 300 ms arasında bir arka plan EMG aktivitesi baskılama periyodu ortaya çıkaracaktır (Şekil 2). Bu EMG modelinden cSP metriklerini hesaplamak mümkündür. En çok bildirilen sonuçlar, göreceli ve mutlak SP'nin süresidir (ms aralığında). Göreceli SP, MEP başlangıcından EMG aktivitesinin yen...

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

Kontralateral sessiz dönem (cSP) değerlendirmesi, kortikal uyarılabilirliği ve tedavi yanıtını indekslemek için umut verici bir biyobelirteçtir. Üst ve alt ekstremitelerin M1 kortikospinal inhibisyonunu incelemek için amaçlanan cSP'yi değerlendirmek için bir protokol gösteriyoruz.

M1 Kortikospinal İnhibisyonunu Araştırmak için Tek Darbeli Transkraniyal Manyetik Stimülasyonun İndüklediği Kontralateral Sessiz Dönemin Ölçülmesi

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

Bu protokolde, kortikospinal inhibisyonun üst ve alt ekstremite değerlendirmesi için uygulanabilir, kolayca tekrarlanabilir ve güvenilir bir yöntem göstereceğiz. Kontralateral sessiz dönem, kompleks kortikospinal inhibitör devrelerden bilgi sağlayan bir metriktir. Bu nedenle, bu yöntem, farklı nörolojik hastalıklar için tanısal, vekil ve prediktif bir biyobelirtecin umut verici bir adayıdır.Prosedürü gösterenler, laboratuvarımdan araştırma görevlileri olan Danielle Pimenta, Anne Pessoto ve Daniel Lima olacak. Elektrotları konumlandırmak üzere kası seçmek için, denekten ellerini masanın üzerine eğilimli bir pozisyonda koymasını isteyin. Daha sonra ilk dorsal interosseöz veya FDI kasını tanımlamak için, denekten işaret parmağını dirence karşı kaçırmalarını, elin geri kalanını sabit tutmasını ve bölgeyi çarpıntı yaparken masaya uzanmasını isteyin.Cilt yağlarını ve empedansı artırabilecek diğer faktörleri gidermek için bölgeyi alkollü pedlerle temizleyin. Negatif elektrodu FDI kasının karnına ve pozitif olanı distal interfalangeal eklem üzerine en az 1.5 santimetrelik bir elektrot mesafesi ile yerleştirin. Referans veya nötr elektrodu ulnar styloid işlemi üzerinden bileğe yerleştirin.Ardından, gerekli kas kasılma kuvvetini belirleyin. Mekanik bozulmaları en aza indirmek ve minimum kasılmalar için hassasiyeti artırmak için dijital bir sıkıştırma dinamometresi ve dörtgen piramit desteği kullanın. Dinamometreyi piramidal desteğin yardımıyla birinci ve ikinci parmaklar arasına yerleştirin.Birinci ve ikinci parmakların sıkıştırma hareketinin kuvvetlerini ürettiğinden ve elektromiyografiyi veya EMG'yi yakaladığından emin olun. Sabit pozisyonda, katılımcıdan dinamometreye ilk parmağıyla ve piramidin yan tarafına işaret parmağıyla basmasını, dinamometre piramit sistemini maksimum kuvvetleriyle sıkmasını ve DYY kasının güçlü bir kasılmasını sağlamasını isteyin. Bu değeri referans olarak kullanarak, maksimum kuvvetin %20'sini belirleyin.Katılımcı, hedefi sürekli kasılmanın% 20'sinde tutma pratiği yapmalıdır. Ardından, hotspot aramasının başlangıç konumunu belirlemek için konunun kafasına bir yüzme başlığı koyun. Tüm referans noktaları üzerinde işaretlenecektir.Başın sagital çevresini nasiondan inion'a kadar ölçün. Değeri ikiye bölün ve kafadaki orta noktayı işaretleyin. Hastanın nasion, inion, hem sağ hem de sol kulakların sarmalının ve sağ ve sol supraorbital sırtın yerini işaretleyin.Tragus ile tragus mesafesini ölçün ve yarıya kadar bir işaret ekleyin. Aralarındaki kesişimi, tepe noktası olarak tanımlanan bir noktayı işaretleyin. Tepe noktasından, seçilen kasın karşıt tarafındaki orta sagital çizgiye paralel olarak yanal olarak beş santimetre hareket ettirin.Bu işaret, M1'i el motoru korteksi ile aynı koronal seviyede tanımlar. Etkin nokta aramasını başlatmak için bunu ilk nokta olarak kullanın. Sıcak nokta, motor korteksin en düşük motor eşiğinin tespit edilebildiği alanıdır.Düşük yoğunluklu bir ortam oluşturun ve ilk noktaya birden fazla darbe göndererek aramayı başlatın. Elektromiyografi veya EMG indeksli yanıtı tespit eden en düşük uyaranı belirleyene kadar küçük yoğunluklu artışlarla devam edin. Uyaranları iletmek için, sekiz bobin figürünü 45 derecede, sap hastanın posterioruna doğru işaret edecek şekilde orta sagital çizgiye doğru açın.En iyi noktanın belirlendiğinden emin olmak için, ilk noktanın etrafında hareket edin ve sonraki üç motor uyarılmış potansiyeli veya MEP'leri her biri ön, lateral ve posterior bir santimetrede test edin. Sıcak nokta tanımlandıktan sonra, hastanın kafasındaki noktayı işaretleyin. Deneme ve olası takip ziyaretleri sırasında bu konumu kullanın.Denizaltının başındaki bobini desteklemek için her iki elinizi de kullanın. Dinlenme motor eşiğini veya RMT'yi belirlemenin yanında, sıcak noktaya 10 ardışık uyaran uygulayın ve denemelerin% 50'sinde hedef kas üzerinde en az 50 mikrovoltluk bir tepeden tepeye genliğe sahip bir MEP üreten en düşük yoğunluğu seçin. Kontralateral sessiz dönem veya CSP için, hedef kasın tonik gönüllü kasılması sırasında MEP'leri ortaya çıkarmak için RMT'nin% 120'sinin stimülasyon yoğunluğuna sahip 10 suprathreshold uyaranı, aralarında 10 saniyelik bir süre olacak şekilde verin.Stimülasyon sırasında hastadan hedef kasın maksimum motor kasılmasının% 20'sini korumasını isteyin. Tüm sessiz dönemi veya SP'yi yakalamak için, EMG zaman penceresinin 400 milisaniyeye kadar etkinlik yakalamak için yeterince uzun olduğunu onaylayın. Suprathreshold transkraniyal manyetik stimülasyonun veya TMS nabzının verilmesi, hedef kasın EMG kaydında gözlemlenebilir bir MEP ve ardından yaklaşık 150 ila 300 milisaniyelik bir arka plan EMG aktivitesi baskılama periyodu ortaya çıkarmıştır.Göreceli SP, MEP başlangıcından EMG aktivitesinin yeniden ortaya çıkmasına kadar ölçülür. Buna karşılık, mutlak SP, MEP'in sonundan gönüllü EMG aktivitesinin yeniden ortaya çıkışının başlangıcına kadar ölçülür. MEP'yi ortaya çıkarmak için kullanılan uyaran yoğunluğu, CSP metriklerini doğrudan etkiler ve çalışma popülasyonlarındaki farklılığa göre değişebilir.Standardizasyona izin vermek için ilgili popülasyonda yapılan önceki başarılı deneyleri kontrol edin.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Approach for Documenting Phosphenes Induced by Transcranial Magnetic Stimulation

Transkraniyal Manyetik Uyarım İndüklenmiş Phosphenes Belgelenmesi için Yeni Bir Yaklaşım

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

Nörobilim

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

Varsayılan Modu Ağ inceleyin Transkraniyal Manyetik Uyarım ve fMRI birleştiren

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

FMRI-güdümlü Transkranial Manyetik Stimülasyon sırasında kaydedilen EEG Veri Görsel Uyarılmış Potansiyelleri ayıklanıyor

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

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

Birincil Motor Cortex Metabolizması Üzerindeki Bi-hemisferik Transkraniyal Elektrik Stimülasyon Etkileri Ölçüm Aracı Olarak Manyetik Rezonans Spektroskopisi Kullanımı

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

Transkraniyal manyetik stimülasyon ile transkranyal alternatif akım stimülasyon Online kombine yaklaşım tarafından birincil Motor korteks üzerinde etkileri

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

Kortikal Fizyoloji yanıt inhibisyonu ile ilgili ölçmek için online Transkraniyal manyetik stimülasyon Protokolü

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

Kombine Transkraniyal Manyetik stimülasyon ve elektroansefalografi Dorsolateral Prefrontal korteksin

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

Transkraniyal Manyetik stimülasyon ikili Corticospinal yolları kullanarak ayak bileği kas değerlendirilmesi navigasyon

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

Transkraniyal Manyetik Stimülasyon ile İnsan Motor Sisteminde İşlevsel Olarak Spesifik Nöral Yolların Ölçülmesi ve Manipüle Edilmesi

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