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Alle Eingriffe, an denen menschliche Teilnehmer beteiligt sind, wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für das Wohlergehen des Menschen durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss überprüft.
- Transkranielle Magnetstimulation (TMS)
- Befestigen Sie die reflektierenden Marker mit doppelseitigem Klebeband auf der Stirn des Teilnehmers.
HINWEIS: Reflektierende Marker ermöglichen die konstante Abgabe von TMS an den Zielbereich über M1 mit Hilfe eines Neuronavigationssystems (siehe Abbildung 1). Der Vorteil des Neuronavigationssystems besteht darin, dass die Position der Spule relativ zur Schädelposition im Raum aufgezeichnet und während des gesamten Experiments jederzeit überprüft werden kann. - Verwenden Sie eine 95-mm-Fokusspule, die an einem TMS-Stimulator befestigt ist, um Reize an den kontralateralen motorischen kortikalen Handbereich abzugeben.
HINWEIS: Der induzierte Strom muss von posterior nach anterior geleitet werden und muss im umgekehrten Modus abgegeben werden. Die Wellenform sollte monophasisch sein. - Finden Sie die optimale Position (Hot Spot) der Spule relativ zum Schädel für die Auslösung motorisch evozierter Potentiale (MEPs) im ersten dorsalen interossären (FDI) Muskel, indem Sie ein klassisches Mapping-Verfahren durchführen.
- Beginnen Sie damit, die Spule etwa 0,5 cm vor dem Scheitelpunkt und über der Mittellinie zu platzieren, wobei der Spulengriff in einem Winkel von 45° zur kontralateralen Stirn zeigt.
HINWEIS: Dadurch wird sichergestellt, dass der induzierte Stromfluss ungefähr senkrecht zum zentralen Sulcus verläuft. - Um die Teilnehmer an die TMS-Stimuli zu gewöhnen, beginnen Sie mit Intensitäten unter 25% der maximalen Stimulatorleistung (MSO). Beginnen Sie dann, die Stimulationsintensität zu erhöhen und bewegen Sie die Spule in mediolaterale und rostro-frontale Richtung, um den Hot Spot zu entdecken.
- Sobald der Hot Spot gefunden ist, erfassen Sie die optimale Position mit dem Neuronavigationssystem. Bestimmen Sie die aktive motorische Schwelle (aMT), indem Sie die Intensität der Stimulatorausgabe anpassen. Definieren Sie die aMT als die minimale Intensität, die erforderlich ist, um MEP-Peak-to-Peak-Amplituden in der Elektromyographie (EMG) des FDI von mehr als 0,1 mV in drei von fünf aufeinanderfolgenden Versuchen hervorzurufen.
- SubTMS-induzierte EMG-Suppression (siehe Abbildung 2B).
- Bereite das Gewicht vor, das 10% der maximalen Kraft (Fmax) repräsentiert, indem du die Flasche Wasser füllst.
HINWEIS: Die 10% von Fmax werden basierend auf dem durchgeführten Fmax (dem besten von 3 Versuchen) ausgewählt. Im subschwelligen TMS-Protokoll müssen nur 10% des Fmax ausgewählt werden, da zuvor gezeigt wurde, dass Fatigue einen Einfluss auf die subTMS-induzierte EMG-Suppression hat. Aus dem gleichen Grund muss die subTMS-Sitzung in einer separaten Sitzung durchgeführt werden. Das hier verwendete Wasservolumen liegt zwischen 0,3 L (kleinste 30 % Fmax) und 1,2 L (größte 30 % Fmax). - Instruieren Sie die Teilnehmer in die Aufgabe; die motorische Aufgabe besteht darin, den Zeigefinger in der Zielposition zu halten, indem dem geringen Gewicht von 10% entgegengewirkt wird.
- Da die Teilnehmer entspannt in einer bequemen Position verharren, finden sie die optimale Intensität, um eine SubTMS-EMG-Unterdrückung auszulösen, ohne Anweisungen über den Fokus der Aufmerksamkeit zu geben. Verringern Sie dazu sukzessive in Schritten von 2 % MSO gegenüber dem zuvor ermittelten aMT.
- Während sie noch in einer entspannten und bequemen Position sitzen, lassen Sie die Teilnehmer zwei separate isometrische Zeigefingerabduktionen bei 10% von Fmax durchführen und das EMG-Signal der FDI aufzeichnen. Während dieser isometrischen Zeigefingerabduktion zeichnen Sie (durch Drücken der "Aufnahme"-Taste in der Aufnahmesoftware) 20 Versuche mit und 20 Versuche ohne TMS auf, mit einem randomisierten Interstimulus-Intervall (ISIs) von 0,8 bis 1,1 s in einem Zeitfenster von 100 ms.
HINWEIS: Dieses Intervall stellt sicher, dass die Teilnehmer die motorische Aufgabe nicht zu lange ausführen müssen und minimiert daher Ermüdungseffekte. Überprüfen Sie nach jeder Serie die subTMS-induzierte EMG-Suppression. - Wenden Sie eine Vollwellengleichrichtung an, indem Sie alle negativen Amplituden in den EMG-Signalen in positive Amplituden umwandeln. Mittelung der EMG-Signale unter Verwendung der zeitnormalisierten Mittelwertbildung.
HINWEIS: Der Beginn der subTMS-EMG-Suppression ist definiert als der Moment, in dem die Differenz zwischen den Versuchen mit und denen ohne TMS für mindestens 4 ms in einem Zeitfenster von 20 bis 50 ms nach der TMS negativ ist: EMGDiff = EMGohne- EMGmit.
- Wiederholen Sie Schritt 2.3, bis die optimale Stimulationsintensität gefunden wurde, die durch die größte EMG-Unterdrückung angezeigt wird.
HINWEIS: Die optimale Intensität liegt bei etwa 80 % der aMT. - Während sie in einer entspannten und bequemen Position sitzen, lassen Sie die Teilnehmer zwei separate isometrische Zeigefingerabduktionen durchführen.
- Während dieser isometrischen Zeigefingerabduktion zeichnen Sie (durch Drücken der "Aufnahme"-Taste in der Aufnahmesoftware) 40 Versuche mit und 40 Versuche ohne TMS mit randomisierten ISIs auf.
- Gönnen Sie sich zwischen den einzelnen Serien eine Pause von mindestens 5 Minuten, um Verzerrungen, die durch Ermüdung verursacht werden können, zu minimieren.
