重复经颅磁刺激引起的人类皮质运动神经元突触变化

摘要

来源：Taube, W., 等., 人类皮质运动神经元传递变化的非侵入性评估. J. Vis. Exp. (2017)

本视频展示了一种无创方法，用于评估人类在重复经颅磁刺激（rTMS）后皮质运动神经元传导的变化。该研究介绍了一种电生理学技术，可区分快速的直接皮质脊髓通路与多突触连接。

方案

所有涉及人类参与者的操作均按照机构、国家和国际关于人类福祉的指南进行，并已通过当地机构审查委员会的审核。

1. 经颅磁刺激（TMS）

1. 使用8字形线圈，通过经颅磁刺激（TMS）刺激对侧半球的运动皮层区域，以在腓肠肌的肌电图记录中引出运动诱发电位（MEPs）。

2. 为了找到最佳刺激位点，首先将线圈置于头顶点前方1 cm处。线圈手柄应朝后，以在线圈中心诱发从后向前的感应电流。

3. 以最大刺激器输出的约20-30%的低强度开始刺激，使受试者逐渐适应磁刺激。连续刺激之间的间隔设为4秒。

4. 经过几次尝试后，将刺激强度增加至最大刺激器输出的约40 - 60%，并在额-吻侧和内-外侧方向上移动线圈，以确定腓肠肌（m. soleus）的热点。热点定义为能够以最小刺激强度诱发出腓肠肌运动诱发电位（MEPs）的位置。

5. 找到比目鱼肌热点后，确定静息运动阈值（1.0 MT），即在连续十次刺激中，至少六次能够诱发出峰-峰振幅大于 50 μV 的运动诱发电位（MEP）所需的最小刺激强度。对于背景肌电活动已接近 50 μV 的受试者，应采用 100 μV 作为阈值。

2. 线圈的固定

1. 将受试者的头部放置在桌面上，并使用刚性泡沫材料固定头部，防止其在各个方向上移动。将线圈固定在支架上，同时将受试者的头部固定在椅子上。

2. 使用魔术贴将线圈固定在头部，并采用影像引导的经颅磁刺激（TMS）导航系统全程监测线圈....

结果

图1：M1型和CMS型条件化处理流程。 该修改后的图示源自我们之前的一项研究28，展示了M1和CMS条件刺激程序的示意图。（A）可见一个线圈置于初级运动皮层（标记为M1），另一个线圈置于颈髓交界处（标记为CMS）。（B）由于磁刺激初级运动皮层（M1-cond）和颈髓交界处（CMS-cond）后产生的下行兴奋波在时间上会分散.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
自粘式肌电图电极	Blue sensor N, Ambu, Ballerup, Denmark		用于记录肌电图信号
电刺激器	Digitimer DS7A, Hertfordshire, UK		用于诱发腓肠肌H反射
刺激电极	Blue sensor N, Ambu, Ballerup, Denmark		用于诱发腓肠肌H反射
磁刺激器 #1	Magstim Rapid2 TMS stimulator, Magstim Company Ltd., Whitland, UK		用于诱发对侧腓肠肌运动诱发电位
线圈 #1：90 mm 八字形线圈	Magstim Company Ltd., Whitland, UK		用于诱发对侧腓肠肌运动诱发电位
磁刺激器 #2	MagPro X100 with MagOption, MagVenture A/S, Farum, Denmark		用于诱发对侧腓肠肌运动诱发电位
线圈 #2：95 mm 焦点型“蝶形”线圈 (D-B80)	MagVenture A/S, Farum, Denmark
磁刺激器 #3	Magstim Company Ltd., Whitland, UK		用于在延髓颈交界处进行刺激
线圈 #3：双锥形磁线圈	Magstim Company Ltd., Whitland, UK		用于在延髓颈交界处进行刺激
影像引导TMS导航系统 #1	Brainsight 2, Rouge Research, Montreal, Canada		用于在整个实验过程中监测线圈位置
影像引导TMS导航系统 #2	TMS Navigator SW-Version 2.0, LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, Germany	用于视频会话