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Neuroscience

Mesure de la période de silence controlatérale induite par la stimulation magnétique transcrânienne à impulsion unique pour étudier l’inhibition corticospinale M1

Published: August 23, 2022 doi: 10.3791/64231
Automatic Translation
1, 1, 1,2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 3, 3,4, 1
1Neuromodulation Center and Center for Clinical Research Learning, Spaulding Rehabilitation Hospital and Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 2Universidad de Investigación para la Generación y Síntesis de Evidencia en Salud, Universidad San Ignacio de Loyola, 3Research and Development, Soterix Medical, 4City College of New York

Summary

L’évaluation de la période de silence controlatérale (cSP) est un biomarqueur prometteur pour indexer l’excitabilité corticale et la réponse au traitement. Nous démontrons un protocole d’évaluation de la cSP destiné à l’étude de l’inhibition corticospinale M1 des membres supérieurs et inférieurs.

Abstract

La période de silence controlatérale (cSP) est une période de suppression de l’activité musculaire électrique de fond capturée par électromyographie (EMG) après un potentiel évoqué moteur (MEP). Pour ce faire, une MEP est déclenchée par une impulsion de stimulation magnétique transcrânienne (SMT) supraseuil délivrée au cortex moteur primaire (M1) du muscle cible sélectionné, tandis que le participant fournit une contraction volontaire standardisée du muscle cible. Le cSP est le résultat de mécanismes inhibiteurs qui se produisent après le MEP; Il fournit une large évaluation temporelle de l’inhibition vertébrale dans sa ~50 ms initiale, et de l’inhibition corticale après. Les chercheurs ont tenté de mieux comprendre le mécanisme neurobiologique derrière le cSP pour le valider en tant que biomarqueur diagnostique, substitut et prédictif potentiel pour différentes maladies neuropsychiatriques. Par conséquent, cet article décrit une méthode pour mesurer M1 cSP des membres inférieurs et supérieurs, y compris une sélection du muscle cible, le placement des électrodes, le positionnement de la bobine, la méthode de mesure de la stimulation de contraction volontaire, la configuration de l’intensité et l’analyse des données pour obtenir un résultat représentatif. Il a pour objectif éducatif de donner une ligne directrice visuelle pour la réalisation d’un protocole cSP réalisable, fiable et reproductible pour les membres inférieurs et supérieurs et de discuter des défis pratiques de cette technique.

Introduction

La période silencieuse (SP) est une période de silence électromyographique (EMG) qui suit un potentiel évoqué moteur (MEP) induit par la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) appliquée lors d’une contraction musculaire soutenue. L’impulsion TMS supraseuil peut être appliquée au cortex moteur primaire controlatéral ou ipsilatéral (M1) du muscle cible à partir duquel l’activité EMG est enregistrée, ce qui donne deux phénomènes : la période de silence controlatérale (cSP) et la période de silence ipsilatérale (iSP).

Même si iSP et cSP partagent des fonctionnalités similaires, ils peuvent refléter des composants légèrement différents. On pense que la première reflète l’inhibition transcalleuse et est donc entièrement d’origine corticale 1,2. Inversement, la cSP est étudiée comme substitut possible de l’inhibition corticospinale, très probablement médiée par les récepteurs B de l’acide gamma-aminobutyrique (GABA) dans M1 3,4,5.

Soutenant le rôle de la cSP dans les voies médiées par le GABA, des travaux antérieurs ont révélé une augmentation de la durée de la cSP après l’administration orale de composants améliorant le GABA 5,6,7,8. Pourtant, les processus rachidiens sont également impliqués dans la modification de sa durée. La phase antérieure (<50 ms) du cSP est associée à une diminution des valeurs du réflexe H3-a réflexe qui est un produit des neurocircuits périphériques et qui quantifie l’excitabilité des neurones spinaux9. On pense que le traitement de la colonne vertébrale est médié par l’activation des cellules de Renshaw, les motoneurones après hyperpolarisation et l’inhibition postsynaptique par les interneurones spinaux 10,11,12,13,14.

Malgré la contribution de la colonne vertébrale, la cSP résulte principalement de l’activation des neurones inhibiteurs corticaux, qui sont responsables de la génération de la dernière partie du cSP (50-200 ms)3,10,13,15,16. À cet égard, la première partie de la durée de la cSP a été associée à des mécanismes d’inhibition de la colonne vertébrale, tandis que les cSP longs nécessitent des mécanismes inhibiteurs corticaux plus importants 3,13,17,18.

Par conséquent, la cSP est un biomarqueur candidat prometteur pour la maladaptation corticospinale due à des troubles neurologiques, tandis que des durées plus significatives de cSP reflètent potentiellement une augmentation de l’inhibition corticospinale et vice versa 5,11. En conséquence, des travaux antérieurs ont trouvé une association entre la durée de la cSP et des pathologies telles que la dystonie, la maladie de Parkinson, la douleur chronique, les accidents vasculaires cérébraux et d’autres affections neurodégénératives et psychiatriques 19,20,21,22. Pour illustrer, dans une cohorte d’arthrose du genou, une inhibition intracorticale plus élevée (indexée par cSP) était associée à un âge plus jeune, à une plus grande dégénérescence du cartilage et à une performance cognitive moindre dans l’échelle d’évaluation cognitivede Montréal 23. De plus, les changements de cSP pourraient également indexer longitudinalement la réponse au traitement et la récupération motrice 24,25,26,27,28,29,30.

Aussi prometteur que soit le rôle de la cSP dans le domaine de la neuropsychiatrie, un aspect difficile de son évaluation est qu’elle peut être trop sensible aux variations de protocole. Par exemple, la durée du cSP (~100-300 ms)11 permet de distinguer les membres supérieurs et inférieurs. Salerno et al. ont trouvé une durée moyenne de cSP de 121,2 ms (± 32,5) pour le premier muscle interosseux dorsal (FDI) et de 75,5 ms (± 21) pour le muscle antérieur du tibial (TA), dans un échantillon de patients atteints de fibromyalgie31. Ainsi, la littérature transmet une myriade de divergences dans les paramètres utilisés pour obtenir des cSP, ce qui compromet la comparabilité entre les études et retarde l’application à la pratique clinique. Au sein d’une population similaire, les protocoles ont été hétérogènes en ce qui concerne le réglage d’impulsion TMS supraseuil utilisé pour stimuler M1 et le muscle cible, par exemple. En plus de cela, les chercheurs n’ont pas correctement rapporté les paramètres utilisés dans leurs protocoles.

Par conséquent, l’objectif est de fournir une ligne directrice visuelle sur la façon d’appliquer un protocole cSP réalisable, fiable et facilement reproductible pour évaluer l’excitabilité corticospinale M1 des membres supérieurs et inférieurs et de discuter des défis méthodologiques pratiques de cette procédure. De plus, pour aider à illustrer le raisonnement du choix des paramètres, nous avons effectué une revue de la littérature non exhaustive sur Pubmed/MEDLINE afin d’identifier les articles publiés sur la cSP dans les populations souffrant de douleur chronique et de réadaptation, en utilisant le terme de recherche : réadaptation (maillage) ou réadaptation ou douleur chronique ou accident vasculaire cérébral et des termes tels que stimulation magnétique transcrânienne et impulsion unique ou période de silence corticale. Aucun critère d’inclusion n’a été défini pour l’extraction, et les résultats regroupés sont présentés dans le tableau 1 à des fins d’illustration seulement.

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Protocol

Ce protocole implique des recherches sur des sujets humains et est en alliance avec les directives institutionnelles et éthiques des comités d’éthique locaux et la Déclaration d’Helsinki. Le consentement éclairé a été obtenu des sujets pour l’utilisation de leurs données dans l’étude.

1. Procédures préexpérimentales

  1. Dépistage du sujet. Dépister le sujet pour les implants intracrâniens, l’épilepsie, les antécédents de convulsions, et la grossesse. Utiliser les lignes directrices du questionnaire pour assurer le respect des mesures de sécurité les plus récentes32.
    1. L’émission d’impulsions électromagnétiques avec TMS est contre-indiquée pour les personnes porteuses d’implants intracrâniens de matériau ferromagnétique, tels que des éclats d’obus, des clips d’anévrisme ou des fragments de soudure. Prenez des précautions avec les personnes présentant une probabilité accrue de convulsions.
    2. L’évaluation de la SMT ne présente aucun risque fœtal pour les femmes enceintes à qui il est conseillé d’adopter une position conservatrice lorsqu’elles traitent avec cette population. Il est sécuritaire d’appliquer la SMT dans les populations pédiatriques, de procéder avec prudence à certains stades de développement (c.-à-d. fermeture de la fontanelle, maturation de l’excitabilité corticale et croissance du conduit auditif externe)33.
  2. Préparation des matériaux. Pour cette procédure, outre les appareils TMS et EMG, ayez à votre disposition un bonnet de bain, des tampons d’alcool (avec la préparation d’alcool isopropylique à 70%), un gel conducteur et un ordinateur allumé avec la configuration du logiciel EMG et un dynamomètre approprié pour le muscle étudié (voir Tableau des matériaux).
    NOTE: Les bonnets de bain ont l’avantage d’être l’option la moins chère et la plus accessible qui permet tout de même des évaluations TMS fiables et reproductibles sans causer l’inconfort de marquer la tête des sujets.

2. Instructions appropriées aux patients

  1. Expliquez les étapes de base de la procédure et combien de temps cela prendra.
  2. Demandez au participant de rester éveillé, mais de ne pas effectuer d’activités cognitives qui nécessitent une attention et/ou une concentration supplémentaires (p. ex., calculs mathématiques, méditation, etc.) et prévoyez qu’il pourrait ressentir des contractions des mains ou de la mâchoire ou des effets secondaires plausibles. De tels événements peuvent sembler inattendus pour un sujet inexpérimenté et ainsi compromettre la procédure.
    REMARQUE : La SMT à pouls unique et à pouls appariés n’a été associée qu’à des événements indésirables légers, transitoires, y compris des maux de tête, des douleurs locales, des douleurs cervicales, des maux de dents et des paresthésies. Les convulsions sont rares et aucun autre événement indésirable grave n’a été associé33. Pour plus de sécurité, il est recommandé d’offrir des bouchons d’oreilles, en raison de la possibilité de sons nocifs, et des blocs de morsure pour une éventuelle contraction du masséter34.

3. Procédures expérimentales (figure 1)

  1. Sélectionnez le muscle pour positionner les électrodes.
    1. Demandez au sujet de mettre sa main sur la table, en position couchée. Sélectionnez le muscle FDI, localisé entre le premier et le deuxième métacarpien osseux. Pour identifier l’IDE, demandez au sujet d’enlever son index contre la résistance, en gardant le reste de la main immobile et en s’allongeant sur la table, pendant que vous palpez la zone.
    2. Exposez la zone sélectionnée. Utilisez un rasoir jetable pour raser la zone afin d’améliorer le contact de l’électrode avec la peau, si nécessaire, et nettoyez la zone avec des tampons d’alcool pour éliminer les huiles de la peau et d’autres facteurs qui pourraient augmenter l’impédance. Certifiez qu’il y a de la peau libre pour assurer le contact avec l’électrode.
      REMARQUE: Si vous évaluez l’activité des membres inférieurs, utilisez le muscle TA pour le placement des électrodes. Il est localisé sur le côté latéral du tibia et se trouve près des superficies de la peau. Il peut être identifié par dorsiflexion de la cheville.
  2. Placez les électrodes EMG de surface
    1. Une fois la zone exposée et nettoyée, appliquez le gel conducteur sur chaque électrode du canal pour assurer une bonne impédance.
    2. Placez l’électrode négative sur le ventre du muscle FDI (le centre ou le renflement le plus proéminent du ventre musculaire) et la positive sur l’articulation interphalangienne distale, avec une distance inter-électrode d’au moins 1,5 cm. Placez l’électrode de référence (neutre) sur le poignet, sur le processus styloïde ulnaire.
      REMARQUE: La présence d’extrémités motrices, de tendons musculaires ou d’autres muscles actifs peut avoir un impact sur la stabilité des enregistrements, il est donc important d’éviter ces endroits35. Pour le muscle TA, les électrodes doivent être placées à un tiers de la ligne qui relie l’extrémité du péroné et l’extrémité de la malléole médiale. Prévoir une distance de 20 mm entre les pôles de chaque électrode et placer l’électrode de référence dans la cheville.
  3. Déterminer la force de contraction musculaire requise
    1. Utilisez un banc à dynamomètre numérique et un support pyramidal quadrangulaire pour minimiser les distorsions mécaniques et élever la sensibilité pour des contractions minimales.
    2. Placez le banc entre le premier et le deuxième doigt à l’aide du support pyramidal. Assurez-vous que les troisième, quatrième et cinquième doigts reposent toujours sur la table, tandis que les 1er et 2e génèrent les forces du mouvement de pincement.
    3. Avec la position fixe, demandez au participant d’appuyer sur le banc avec le premier doigt et sur le côté de la pyramide avec l’index, en serrant le système dynamomètre-pyramide avec leur force maximale et en créant une forte contraction du muscle FDI.
    4. En utilisant cette valeur comme référence, déterminez les 20% de force maximale. Le participant doit s’entraîner à maintenir la cible à 20% de contraction soutenue. Tenir compte des variations de 15 % à 25 % du MVC.
      REMARQUE: Alternativement, en cas d’indisponibilité d’un banc qui peut capter l’activité musculaire isolée étudiée, utilisez la rétroaction EMG pour normaliser la force. Le logiciel d’enregistrement mesurera l’amplitude maximale crête à crête qui correspond à la force maximale du sujet, et en utilisant cette valeur comme référence, déterminera le MVC de 20%. Les sujets peuvent recevoir des indices visuels et / ou auditifs du moment où 20% est atteint.
  4. Identification de l’emplacement initial pour la recherche de points chauds
    1. Mettez un bonnet de bain sur la tête du sujet. Tous les points de référence y seront marqués.
    2. Mesurez la circonférence sagittale de la tête depuis la nasion (le point entre le front et le nez) jusqu’à l’inion (le point le plus important de la région occipitale). Divisez cette valeur par deux et marquez cette place du milieu sur la tête.
    3. Marquez l’emplacement de la nasion, de l’inion, de l’hélice des oreilles externe droite et gauche et de la crête supraorbitale droite et gauche. Il s’agit de certifier que le capuchon n’a pas glissé pendant la procédure et/ou que, dans les expériences futures, il sera également positionné sur la tête du patient.
    4. Comme décrit ci-dessus, mesurez la distance tragus à tragus et ajoutez une marque à mi-chemin. Marquez l’intersection entre eux, un point identifié comme le sommet (Cz).
    5. À partir du sommet, déplacez-vous latéralement de 5 cm parallèlement à la ligne médio-sagittale, du côté controlatéral au muscle sélectionné. Cette marque identifie approximativement le (M1), au même niveau coronal que le cortex moteur de la main. Utilisez-le comme premier point pour lancer la recherche du hotspot.
    6. Le point chaud est la zone du cortex moteur où le seuil moteur le plus bas est détectable. Mettez en place une faible intensité (par exemple, 30% de la sortie maximale du stimulateur [MSO]) et lancez la recherche en délivrant plusieurs impulsions au premier endroit.
    7. Poursuivez avec de petits incréments d’intensité jusqu’à ce que vous identifiiez le stimulus le plus bas qui détecte une réponse indexée EMG (c.-à-d. MEP). Pour la délivrance des stimuli, inclinez la bobine en huit à 45° par rapport à la ligne médio-sagittale avec la poignée pointée vers l’arrière du patient.
    8. Pour vous assurer que le meilleur point a été identifié, déplacez-vous autour du premier point et testez les ~3 MEP suivants à 1 cm antérieur, 1 cm latéral, 1 cm médial et 1 cm postérieur. Répétez cette procédure autant de fois que nécessaire pour une réponse cohérente; s’en tenir à l’endroit qui suscite le plus grand député36.
    9. Une fois le point chaud trouvé, marquez cet endroit dans la tête du patient (bonnet de bain). Utilisez cet emplacement pendant cette expérience et les visites de suivi potentielles. Soyez prudent pour ne pas causer d’inconfort au sujet en raison d’une pression supplémentaire. Utilisez les deux mains pour soutenir la bobine sur la tête du sujet.
  5. Déterminer le seuil du moteur au repos (RMT)
    1. Estimer le seuil moteur comme étant l’intensité minimale requise pour promouvoir une MEP d’une amplitude détectable minimale (habituellement d’au moins 50-100 μV).
    2. Pour déterminer le seuil moteur, appliquez dix stimuli consécutifs au point chaud et sélectionnez l’intensité la plus faible qui a produit une MEP avec une amplitude crête à crête d’au moins 50 μV sur le muscle cible, dans 50% des essais.
      REMARQUE: Ce protocole peut être effectué avec le muscle cible au repos (seuil moteur au repos [RMT]) ou pendant la contraction active (seuil moteur actif [AMT]). Les deux peuvent également être utilisés comme références pour les impulsions TMS supraseuil. L’acquisition de l’AMT est plus sujette à la variabilité parce qu’elle repose sur la normalisation de la MVC, ce qui peut être un problème pour les études longitudinales avec des évaluations multiples.
  6. Protocole CSP
    1. Délivrer des stimuli supraseuil pour provoquer des MEP lors de la contraction tonique volontaire du muscle cible.
    2. Délivrez 10 stimuli avec l’intensité de stimulation (SI) de 120% du RMT avec une période de 10 s entre eux. Lors de l’application des stimuli, demandez au patient de maintenir 20% de la contraction motrice maximale du muscle cible, comme pratiqué avec le dynamomètre.
    3. Pour garantir la capture de l’ensemble du SP, certifiez que la fenêtre temporelle EMG est suffisamment longue pour capturer jusqu’à 400 ms d’activité EMG. Il n’est pas rare - selon la maladie étudiée - que les sujets aient besoin d’IS plus élevés pour obtenir une cSP réussie.

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Representative Results

Après avoir suivi la procédure étape par étape, l’émission d’une impulsion TMS supraseuil (120% de la RMT) provoquera une MEP observable dans l’enregistrement EMG du muscle cible, et une période ultérieure de suppression de l’activité EMG de fond d’environ 150 ms à 300 ms (Figure 2). À partir de ce modèle EMG, il est possible de calculer les métriques cSP. Les critères de jugement les plus rapportés sont la durée (de l’ordre de la sp) du SP relatif et absolu. Le SP relatif est mesuré depuis le début de la PEM jusqu’à la réapparition de l’activité EMG. Une alternative consiste à utiliser la sortie stimulée par moteur amplifié (MSO = 120% de RMT, selon le protocole) pour établir l’apparition de SP relative. Étant donné que l’apparition réelle au niveau du réseau ne peut être connue, sélectionnez l’apparition de la MEP comme point de départ initial pour augmenter la fiabilité expérimentale13. D’autre part, le SP absolu peut être mesuré de la fin du PEM au début de la réémergence de l’activité EMG volontaire. Par exemple, utiliser un enregistrement de l’activité EMG au repos du sujet comme référence pour la comparaison qualitative. Ces paramètres temporels peuvent être identifiés manuellement ou à l’aide d’un logiciel automatisé37.

Une question méthodologique fondamentale pour un calcul précis de cSP est la définition de la réémergence de l’activité de fond EMG. Deux approches peuvent être explorées ici : la première consiste à utiliser le calcul individuel des essais. Dans ce cas, le calcul est basé sur une mesure essai par essai, en utilisant chaque enregistrement pour calculer la durée cSP. Ensuite, une moyenne (ou médiane) des essais individuels peut être calculée et rapportée. La deuxième approche consiste à utiliser des essais multiples rectifiés. Pour cette approche, tous les essais seront rectifiés, puis devront être moyennés et se chevaucher. Ensuite, à l’aide des traces rectifiées et moyennées, calculez la durée cSP à l’aide des marques temporelles moyennes. Le principal avantage de cette méthode est sa précision et son identification plus facile de la réapparition de l’activité EMG volontaire par rapport au niveau EMG toniquede base 36. L’utilisation de la moyenne rectifiée est avantageuse parce qu’elle est plus comparable et réduit la variabilité entre les sujets.

Il est important de mentionner que la durée du cSP peut être prolongée en tant que fonction sigmoïde de l’intensité du stimulus38, mais elle est à peine affectée par le degré de contraction intentionnelle du muscle cible39. De plus, les amplitudes MEP augmentent avec l’augmentation de l’intensité des stimulus. Kojima et al. ont démontré que ces augmentations de l’amplitude MEP (secondaires aux augmentations d’intensité) s’accompagnent également d’augmentations de la durée cSP40. Ce comportement est attendu puisque la durée de la MEP et de la cSP serait influencée par des facteurs communs38. Ces facteurs communs semblent être présents dans tout le tractus rachidien cortical et non dans l’unité motrice; puisque les augmentations de l’intensité du stimulus augmentent les deux, mais les augmentations de la contraction musculaire n’affectent pas la durée du cSP.

Avec cette discussion, il est possible de conclure que l’intensité du stimulus et la contraction musculaire doivent être soigneusement prises en compte lors de l’analyse et de l’interprétation des résultats. Le cSP est caractérisé par une augmentation linéaire due au SI, mais ensuite un plateau est atteint à des intensités élevées; Ce schéma est très variable d’un sujet à l’autre39, car ils pourraient avoir des pentes uniques et des intensités de plateau différentes. Une analyse alternative pourrait inclure l’évaluation du cSP pendant des intensités progressivement accrues pour effectuer une courbe entrées-sorties (E/S), puis le cSP peut être obtenu en utilisant l’intensité à laquelle la courbe d’E/S atteint le plateau41,42. Enfin, étant donné que la cSP est affectée par toute activité ou exposition pouvant produire des changements d’excitabilité et d’inhibition corticale, il est recommandé d’évaluer et d’enregistrer les facteurs de confusion généraux dans l’analyse. Par exemple, l’utilisation d’une liste de contrôle de rapport pour les expériences TMS43.

Interprétation cSP
Le test TMS de la présente étude a été utilisé pour montrer la mise en œuvre d’un biomarqueur réalisable et polyvalent de l’inhibition de M1. En général, plus la durée du SP est longue, une inhibition corticospinale M1 plus élevée est observée44. Cependant, plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour son interprétation. Tout d’abord, le cSP est défini par des processus rachidiens et cortico-sous-corticaux45. Les composants rachidiens représentent environ les 50 premiers ms46. La durée restante est fortement influencée par des mécanismes corticaux tels que l’inhibition des interneurones M1 et d’autres afférences inhibitrices au sein de M1 (des régions sous-corticales et d’autres cortics), médiées principalement par les neurones B GABAergiques après une activation corticale importante suscitant des MEP6. Il a été suggéré que le rôle de cette inhibition est de prévenir les mouvements indésirables et de maintenir le contrôle moteur47. Deuxièmement, des facteurs comportementaux et cognitifs peuvent avoir une incidence sur la durée de l’ASP, ainsi que sur les troubles neuropsychiatriques moteurs et non moteurs45,48. En raison de cette double nature de cSP, ses valeurs doivent être interprétées dans le contexte de l’expérience (population cible et utilisation de tâches de contrôle moteur concomitantes).

Figure 1
Figure 1 : Étapes expérimentales. 1. Placement des électrodes sur le ventre du muscle FDI 2. Positionnement du banc entre les doigts. 3. Contraction volontaire du muscle cible pour tester la standardisation de 20% MVC 4. Mesures de la tête et impulsions TMS pour l’identification du point chaud et de la RMT (stimuli les plus faibles qui provoquent une MEP d’au moins 50 mV dans cinq essais sur dix) 5. Protocole CSP, cohérent de 10 impulsions avec 120% RMT espacées de 10s, lors d’une contraction musculaire soutenue. Dans la figure centrale du bas, le petit rectangle rouge représente une seule impulsion TMS et divise le stimulus pré-TMS (contraction musculaire soutenue et activité EMG de fond) et l’enregistrement cSP. CSP est pris en compte depuis le début du MEP jusqu’à la réémergence de l’activité de base EMG, représentée à l’intérieur du rectangle bleu. Dans le rectangle jaune, la latence MEP est affichée. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : MEP dans l’enregistrement EMG du muscle cible. Sur l’axe X, millisecondes (ms) et l’axe Y, millivolts (mV) du signal EMG. De gauche à droite : la ligne rouge indique l’activité musculaire électrique de fond avant le MEP, par la suite, après l’observation de l’effet électrique de l’impulsion TMS, elle est suivie du potentiel évoqué moteur. Après le MEP, il y a une suppression du signal EMG connu sous le nom de SP. Il peut être relatif, en comptant l’intervalle entre le début de l’onde MEP et le retour de l’activité de fond EMG ou SP absolu, en comptant l’intervalle de la fin de la MEP au retour de l’onde de fond. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Discussion

Le SI par défaut pour obtenir des MEP et des SP peut varier en fonction de la population. Il a été démontré que des intensités aussi faibles que 80% RMT provoquent une cSP chez des individus en bonne santé39, mais des études sur des populations saines et malades ont utilisé des intensités aussi élevées que 150% RMT 49,50,51. Bien que cette source d’hétérogénéité puisse être inhérente à la nature de la population cible, elle ne doit pas être négligée car différentes IS ont montré qu’elles dictaient indépendamment (indépendamment de la force de contraction musculaire) la période d’activité EMG silencieuse suivant le MEP39,49,52. Des TMR de 110 % à 120 % ont réussi à obtenir des SP dans un large éventail de populations, tout en restant tolérables pour les participants53,54. Cependant, 110% RMT pourrait être limite, puisque les IS inférieurs à 110% n’ont pas réussi à obtenir des SP ou ont obtenu des SP d’une durée inférieure à 50 ms39, ce qui pourrait représenter uniquement des composants rachidiens plutôt que corticaux ou corticospinaux de l’inhibition de M1. De plus, des IS plus élevés sont associés à une diminution de la foalité de la stimulation et à une gêne accrue des patients, en particulier dans les populations malades ayant des TMR55 plus élevés, dans lesquelles des pourcentages élevés de stimuli supraseuil pourraient correspondre à une sortie de stimulateur proche du maximum. Cela peut compromettre l’adhésion des participants au protocoleutilisé 56. Même si l’utilisation de 120% RMT semble être la configuration SI la plus sûre et la plus appropriée dans l’ensemble, les chercheurs devraient normaliser le SI en vérifiant les expériences réussies antérieures effectuées dans la population d’intérêt. La normalisation entre des populations similaires est importante pour faciliter la mise en commun de nouvelles statistiques.

L’expérience est généralement réalisée à l’aide d’un seul SI, mais certaines études ont étudié les réponses cSP à plus d’une configuration de stimulus 53,57,58,59,60. Dans le contexte de conditions sans physiopathologie claire ni littérature antérieure, ou dans lesquelles la compréhension du comportement SP est l’objectif de l’étude, il est recommandé de tracer les cSP en fonction des intensités de stimulus croissantes ultérieures (c.-à-d. augmentation de 10 % dans une courbe stimulus-réponse sigmoïde)42. Dans ce cas, le chercheur devrait envisager d’ajouter au protocole des pauses de repos pour éviter la fatigue musculaire. Même si cela reste contradictoire, il existe une quantité considérable de preuves que les cSPc ne sont pas influencés par le niveau de contraction musculaire 39,61,62; Cependant, il est affecté par la fatigue musculaire63,64,65,66. Une valeur de 20% de la contraction volontaire maximale (MVC) a constamment montré qu’elle provoquait avec succès des SP avec moins de chances d’induire de la fatigue60,67,68,69.

Un autre paramètre important qui peut contribuer à l’hétérogénéité des résultats de la cSP dans la littérature est le muscle sélectionné pour évaluer la cSP après les stimuli de la SMT. Des études ont montré que différents muscles peuvent recruter des réseaux de motoneurones distinctifs, qui à leur tour auront des effets cSP divergents. Cela est vrai non seulement pour la musculature des membres supérieurs par rapport aux membres inférieurs, mais aussi pour les muscles proximaux et distaux du même membre. Par exemple, dans deux études distinctes, Van Kuijk et ses collègues ont transmis une sensibilité plus significative aux paramètres de la SMT, tels que cSP, dans les muscles distaux des membres supérieurs par rapport aux muscles proximaux70,71. Et bien que cette différence n’ait pas toujours été statistiquement significative71, elle est tout de même remarquable et peut contribuer à des résultats hétérogènes. De plus, une différence significative dans les réponses cSP dans les muscles des membres supérieurs et inférieurs a également été notée dans les études sur la fatigue, les membres supérieurs transmettant des SP 30% plus longs que les membres inférieurs72. Ainsi, pour réduire l’hétérogénéité des résultats de la cSP, il est important de normaliser le muscle dans lequel l’évaluation de la cSP sera évaluée, car certains sont plus sensibles aux stimuli de la SMT que d’autres. Par conséquent, différents muscles peuvent changer radicalement les spécificités et l’interprétation de la procédure. Pour illustrer, cSP est également utilisé pour évaluer l’excitabilité corticale dans les muscles plus profonds, tels que les unités motrices laryngées. L’application du protocole cSP à ces structures s’accompagne de défis uniques. Un exemple est celui du cortex moteur laryngé; le site de stimulation de ce protocole est proche de l’électrode EMG, ce qui peut augmenter le nombre d’artefacts nécessitant des ajustements à l’amplificateur EMG73. En outre, des électrodes à aiguille qui pénètrent dans la peau sont nécessaires pour mesurer l’activité EMG de ces muscles, ce qui rend difficile le placement et, si nécessaire, la réaffectation des électrodes, ainsi que la modification de l’interprétation des résultats. Par conséquent, une limite de cet article méthodologique est que sa portée est limitée à l’illustration d’un protocole pour les membres supérieurs et inférieurs, et cela englobe, par exemple, le domaine qui explore la cSP en tant que marqueur de l’inhibition corticobulbaire ou des conditions psychiatriques.

À cet égard, la recherche documentaire soutient que l’IED est le muscle cible le plus couramment utilisé pour étudier l’inhibition corticospinale M1 des membres supérieurs. Les raisons incluent, sans toutefois s’y limiter, sa représentation corticale superficielle et grande dans le cortex moteur, le seuil moteur le plus bas pour la stimulation, et la simplicité d’effectuer sa contraction isolée et soutenue ainsi que le positionnement des électrodes73,74. Pour les membres inférieurs, l’utilisation du muscle TA est la plus fréquente, probablement en raison de sa représentation corticale plus importante par rapport aux autres muscles des jambes75. En outre, la facilité d’être isolé de l’activité des grands groupes musculaires qui composent la musculature des membres inférieurs joue un rôle. Malgré l’importance de la réadaptation des membres inférieurs (LL) sur le terrain, peu d’études utilisent le PEM LL compte tenu de ses défis particuliers. La région anatomique cérébrale du LL est plus médiale et plus profonde dans la fissure interhémisphérique par rapport aux membres supérieurs. Cependant, l’utilisation de la neuronavigation a amélioré la précision des stimuli 36, tandis que l’utilisation d’une bobine à double cône a ciblé avec succès les régions LL, y compris le muscle TA, montrant une LL MT inférieure à celle des autres types de bobines 76,77,78,79, et étant actuellement la recommandation standard pour cibler LL 36,44. Toutefois, l’utilisation de technologies de navigation modernes devrait être envisagée parallèlement à la faisabilité du protocole. Jung et coll. (2010) n’ont révélé aucune différence significative dans la variabilité et la reproductibilité des MEP entre la navigation TMS non naviguée et la navigation TMS, qui atteignent un niveau de performance comparable80. L’utilisation d’un TMS non navigué peut être plus rentable dans des circonstances spécifiques (c.-à-d. ressources limitées), et c’était donc l’approche privilégiée pour ce protocole qui vise à démontrer une évaluation cSP réalisable, facile et reproductible.

Compte tenu de l’utilisation prometteuse et polyvalente de la cSP comme biomarqueur d’inhibition corticospinale dans différents troubles neurologiques, il est essentiel de fournir aux chercheurs un protocole cSP réalisable, reproductible et toujours fiable pour les membres supérieurs et inférieurs. Nous soulignons que seuls quelques muscles ont pu être représentés dans l’expérience, ce qui a conduit à l’absence d’investigation de la cSP pour l’inhibition corticobulbaire. De plus, les résultats de la recherche non exhaustive fournie dans le tableau 1 ne sont pas une tentative de résumer les données existantes, mais plutôt d’illustrer une partie de la logique derrière le choix des paramètres et des idées, donc menées sans rigueur scientifique. Espérons que cet article méthodologique aidera les chercheurs à faire progresser l’étude de la cSP en tant que biomarqueur de l’inhibition corticospinale M1.

Tableau 1 : Différents paramètres utilisés sur les protocoles cSP. Nous avons extrait les données des expériences cSP de 117 articles différents. Les résultats sont rapportés si le paradigme a été utilisé dans les expériences ≥2, sinon ils ont été recueillis dans d’autres. †Comprend les articles qui n’ont pas fait état de la méthode de normalisation ou qui ont déclaré ne pas appliquer la normalisation. Abréviations : MVC = contraction volontaire maximale. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce tableau.

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Disclosures

Abhishek Datta est PDG, cofondateur et directeur technique de Soterix Medical Inc., et Kamran Nazin est chef de produit de la même société. Soterix Medical Inc. a fourni le matériel utilisé dans la réalisation de cette publication vidéo. Les autres auteurs déclarent n’avoir aucun intérêt financier concurrent.

Acknowledgments

Aucun accusé de réception.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Alcohol pads Medline Preparation with 70% isopropyl alcohol
Conductive gel Weaver and Company Used on the electrode
Echo Pinch JTECH medical 0902A302 Digital dynamometer.
Mega-EMG Soterix Medical NS006201 Digital multiple channel EMG with built in software.
MEGA-TMS coil Soterix Medical NS063201 8 shaped TMS coil
Mega-TMS stimulator Soterix Medical 6990061 Single Pulse TMS
Neuro-MEP.NET Soterix Medical EMG software used to analyse the muscles eletrical activity.
Swim cap Kiefer

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References

  1. Li, J. Y., Lai, P. H., Chen, R. Transcallosal inhibition in patients with callosal infarction. Journal of Neurophysiology. 109 (3), 659-665 (2013).
  2. Wassermann, E. M., Fuhr, P., Cohen, L. G., Hallett, M. Effects of transcranial magnetic stimulation on ipsilateral muscles. Neurology. 41 (11), 1795-1799 (1991).
  3. Fuhr, P., Agostino, R., Hallett, M. Spinal motor neuron excitability during the silent period after cortical stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 81 (4), 257-262 (1991).
  4. Meyer, B. U., Röricht, S., Gräfin von Einsiedel, H., Kruggel, F., Weindl, A. Inhibitory and excitatory interhemispheric transfers between motor cortical areas in normal humans and patients with abnormalities of the corpus callosum. Brain. 118, 429-440 (1995).
  5. Hupfeld, K. E., Swanson, C. W., Fling, B. W., Seidler, R. D. TMS-induced silent periods: A review of methods and call for consistency). Journal of Neuroscience Methods. 346, 108950 (2020).
  6. Siebner, H. R., Dressnandt, J., Auer, C., Conrad, B. Continuous intrathecal baclofen infusions induced a marked increase of the transcranially evoked silent period in a patient with generalized dystonia. Muscle Nerve. 21 (9), 1209-1212 (1998).
  7. Vallence, A. M., Smalley, E., Drummond, P. D., Hammond, G. R. Long-interval intracortical inhibition is asymmetric in young but not older adults. Journal of Neurophysiology. 118 (3), 1581-1590 (2017).
  8. Manconi, F. M., Syed, N. A., Floeter, M. K. Mechanisms underlying spinal motor neuron excitability during the cutaneous silent period in humans. Muscle Nerve. 21 (10), 1256-1264 (1998).
  9. Romanò, C., Schieppati, M. Reflex excitability of human soleus motoneurones during voluntary shortening or lengthening contractions. The Journal of Physiology. 390, 271-284 (1987).
  10. Cantello, R., Gianelli, M., Civardi, C., Mutani, R. Magnetic brain stimulation: the silent period after the motor evoked potential. Neurology. 42 (10), 1951-1959 (1992).
  11. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clinical Neurophysiology. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  12. Classen, J., Benecke, R. Inhibitory phenomena in individual motor units induced by transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 97 (5), 264-274 (1995).
  13. Inghilleri, M., Berardelli, A., Cruccu, G., Manfredi, M. Silent period evoked by transcranial stimulation of the human cortex and cervicomedullary junction. The Journal of Physiology. 466, 521-534 (1993).
  14. Roick, H., von Giesen, H. J., Benecke, R. On the origin of the postexcitatory inhibition seen after transcranial magnetic brain stimulation in awake human subjects. Experimental Brain Research. 94 (3), 489-498 (1993).
  15. Chen, R., Lozano, A. M., Ashby, P. Mechanism of the silent period following transcranial magnetic stimulation. Evidence from epidural recordings. Experimental Brain Research. 128 (4), 539-542 (1999).
  16. Schnitzler, A., Benecke, R. The silent period after transcranial magnetic stimulation is of exclusive cortical origin: evidence from isolated cortical ischemic lesions in man. Neuroscience Letters. 180 (1), 41-45 (1994).
  17. Cantello, R., Tarletti, R., Civardi, C. Transcranial magnetic stimulation and Parkinson's disease. Brain Research. Brain Research Reviews. 38 (3), 309-327 (2002).
  18. Ziemann, U., Netz, J., Szelényi, A., Hömberg, V. Spinal and supraspinal mechanisms contribute to the silent period in the contracting soleus muscle after transcranial magnetic stimulation of human motor cortex. Neuroscience Letters. 156 (1-2), 167-171 (1993).
  19. Paci, M., Di Cosmo, G., Perrucci, M. G., Ferri, F., Costantini, M. Cortical silent period reflects individual differences in action stopping performance. Scientific Reports. 11 (1), 15158 (2021).
  20. Poston, B., Kukke, S. N., Paine, R. W., Francis, S., Hallett, M. Cortical silent period duration and its implications for surround inhibition of a hand muscle. The European Journal of Neuroscience. 36 (7), 2964-2971 (2012).
  21. Vidor, L. P., et al. Association of anxiety with intracortical inhibition and descending pain modulation in chronic myofascial pain syndrome. BMC Neuroscience. 15, 42 (2014).
  22. Bradnam, L., et al. Afferent inhibition and cortical silent periods in shoulder primary motor cortex and effect of a suprascapular nerve block in people experiencing chronic shoulder pain. Clinical Neurophysiology. 127 (1), 769-778 (2016).
  23. Simis, M., et al. Increased motor cortex inhibition as a marker of compensation to chronic pain in knee osteoarthritis. Scientific Reports. 11 (1), 24011 (2021).
  24. List, J., et al. Cortical reorganization due to impaired cerebral autoregulation in individuals with occlusive processes of the internal carotid artery. Brain Stimulation. 7 (3), 381-387 (2014).
  25. Gray, W. A., Palmer, J. A., Wolf, S. L., Borich, M. R. Abnormal EEG responses to TMS during the cortical silent period are associated with hand function in chronic stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair. 31 (7), 666-676 (2017).
  26. Braune, H. J., Fritz, C. Transcranial magnetic stimulation-evoked inhibition of voluntary muscle activity (silent period) is impaired in patients with ischemic hemispheric lesion. Stroke. 26 (4), 550-553 (1995).
  27. Goodwill, A. M., Teo, W. -P., Morgan, P., Daly, R. M., Kidgell, D. J. Bihemispheric-tDCS and upper limb rehabilitation improves retention of motor function in chronic stroke: A pilot study. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 258 (2016).
  28. Cincotta, M., et al. Suprathreshold 0.3 Hz repetitive TMS prolongs the cortical silent period: potential implications for therapeutic trials in epilepsy. Clinical Neurophysiology. 114 (10), 1827-1833 (2003).
  29. Langguth, B., et al. Transcranial magnetic stimulation for the treatment of tinnitus: effects on cortical excitability. BMC Neuroscience. 8, 45 (2007).
  30. Priori, A., et al. Rhythm-specific pharmacological modulation of subthalamic activity in Parkinson's disease. Experimental Neurology. 189 (2), 369-379 (2004).
  31. Salerno, A., et al. Motor cortical dysfunction disclosed by single and double magnetic stimulation in patients with fibromyalgia. Clinical Neurophysiology. 111 (6), 994-1001 (2000).
  32. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Screening questionnaire before TMS: an update. Clinical Neurophysiology. 122 (8), 1686 (2011).
  33. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety of, T.M.S.C.G. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  34. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  35. Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).
  36. Groppa, S., et al. A practical guide to diagnostic transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 123 (5), 858-882 (2012).
  37. Daskalakis, Z. J., et al. An automated method to determine the transcranial magnetic stimulation-induced contralateral silent period. Clinical Neurophysiology. 114 (5), 938-944 (2003).
  38. Orth, M., Rothwell, J. C. The cortical silent period: intrinsic variability and relation to the waveform of the transcranial magnetic stimulation pulse. Clinical Neurophysiology. 115 (5), 1076-1082 (2004).
  39. Säisänen, L., et al. Factors influencing cortical silent period: optimized stimulus location, intensity and muscle contraction. Journal of Neuroscience Methods. 169 (1), 231-238 (2008).
  40. Kojima, S., et al. Modulation of the cortical silent period elicited by single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation. BMC Neuroscience. 14 (1), 43 (2013).
  41. Poston, B., Kukke, S. N., Paine, R. W., Francis, S., Hallett, M. Cortical silent period duration and its implications for surround inhibition of a hand muscle. The European Journal of Neuroscience. 36 (7), 2964-2971 (2012).
  42. Kimiskidis, V. K., et al. Silent period to transcranial magnetic stimulation: construction and properties of stimulus-response curves in healthy volunteers. Experimental Brain Research. 163 (1), 21-31 (2005).
  43. Chipchase, L., et al. A checklist for assessing the methodological quality of studies using transcranial magnetic stimulation to study the motor system: an international consensus study. Clinical Neurophysiology. 123 (9), 1698-1704 (2012).
  44. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clinical Neurophysiology. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  45. Zeugin, D., Ionta, S. Anatomo-Functional origins of the cortical silent period: Spotlight on the basal ganglia. Brain Sciences. 11 (6), 705 (2021).
  46. Person, R. S., Kozhina, G. V. Investigation of the silent period by a poststimulus histogram method. Neurophysiology. 10 (2), 123-129 (1978).
  47. Stinear, C. M., Coxon, J. P., Byblow, W. D. Primary motor cortex and movement prevention: where Stop meets Go. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (5), 662-673 (2009).
  48. Mathis, J., de Quervain, D., Hess, C. W. Dependence of the transcranially induced silent period on the 'instruction set' and the individual reaction time. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 109 (5), 426-435 (1998).
  49. Chandra, S. R., Issac, T. G., Nagaraju, B. C., Philip, M. A study of cortical excitability, central motor conduction, and cortical inhibition using single pulse transcranial magnetic stimulation in patients with early frontotemporal and Alzheimer's Dementia. Indian Journal of Psychological Medicine. 38 (1), 25-30 (2016).
  50. Bocci, T., et al. Spinal direct current stimulation modulates short intracortical inhibition. Neuromodulation. 18 (8), 686-693 (2015).
  51. Zunhammer, M., et al. Modulation of human motor cortex excitability by valproate. Psychopharmacology (Berl). 215 (2), 277-280 (2011).
  52. Ho, K. H., Nithi, K., Mills, K. R. Covariation between human intrinsic hand muscles of the silent periods and compound muscle action potentials evoked by magnetic brain stimulation: evidence for common inhibitory connections. Experimental Brain Research. 122 (4), 433-440 (1998).
  53. Acler, M., Fiaschi, A., Manganotti, P. Long-term levodopa administration in chronic stroke patients. A clinical and neurophysiologic single-blind placebo-controlled cross-over pilot study. Restorative Neurology and Neuroscience. 27 (4), 277-283 (2009).
  54. Volz, M. S., et al. Dissociation of motor task-induced cortical excitability and pain perception changes in healthy volunteers. PLoS One. 7 (3), 34273 (2012).
  55. Veldema, J., Nowak, D. A., Gharabaghi, A. Resting motor threshold in the course of hand motor recovery after stroke: a systematic review. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 18 (1), 158 (2021).
  56. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  57. Ortu, E., et al. Primary motor cortex hyperexcitability in Fabry's disease. Clinical Neurophysiology. 124 (7), 1381-1389 (2013).
  58. Goodwill, A. M., Teo, W. P., Morgan, P., Daly, R. M., Kidgell, D. J. Bihemispheric-tDCS and upper limb rehabilitation improves retention of motor function in chronic stroke: A pilot study. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 258 (2016).
  59. Mayorga, T., et al. Motor-Evoked potentials of the abductor hallucis muscle and their relationship with foot arch functional anatomy. Journal of American Podiatric Medical Association. 107 (5), 467-470 (2017).
  60. Matsugi, A., et al. Cerebellar transcranial magnetic stimulation reduces the silent period on hand muscle electromyography during force control. Brain Science. 10 (2), 63 (2020).
  61. van Kuijk, A. A., Pasman, J. W., Geurts, A. C., Hendricks, H. T. How salient is the silent period? The role of the silent period in the prognosis of upper extremity motor recovery after severe stroke. Journal of Clinical Neurophysiology. 22 (1), 10-24 (2005).
  62. Wu, L., Goto, Y., Taniwaki, T., Kinukawa, N., Tobimatsu, S. Different patterns of excitation and inhibition of the small hand and forearm muscles from magnetic brain stimulation in humans. Clinical Neurophysiology. 113 (8), 1286-1294 (2002).
  63. Hunter, S. K., Todd, G., Butler, J. E., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Recovery from supraspinal fatigue is slowed in old adults after fatiguing maximal isometric contractions. Journal of Applied Physiology. 105 (4), 1199-1209 (2008).
  64. Yoon, T., Schlinder-Delap, B., Keller, M. L., Hunter, S. K. Supraspinal fatigue impedes recovery from a low-intensity sustained contraction in old adults. Journal of Applied Physiology. 112 (5), 849-858 (2012).
  65. Kennedy, D. S., McNeil, C. J., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Effects of fatigue on corticospinal excitability of the human knee extensors. Experimental Physiology. 101 (12), 1552-1564 (2016).
  66. Goodall, S., Howatson, G., Thomas, K. Modulation of specific inhibitory networks in fatigued locomotor muscles of healthy males. Experimental Brain Research. 236 (2), 463-473 (2018).
  67. Neva, J. L., et al. Multiple measures of corticospinal excitability are associated with clinical features of multiple sclerosis. Behavioural Brain Research. 297, 187-195 (2016).
  68. Caumo, W., et al. Motor cortex excitability and BDNF levels in chronic musculoskeletal pain according to structural pathology. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 357 (2016).
  69. Chen, M., Deng, H., Schmidt, R. L., Kimberley, T. J. Low-Frequency repetitive transcranial magnetic stimulation targeted to premotor cortex followed by primary motor cortex modulates excitability differently than premotor cortex or primary motor cortex stimulation alone. Neuromodulation. 18 (8), 678-685 (2015).
  70. van Kuijk, A. A., et al. Definition dependent properties of the cortical silent period in upper-extremity muscles, a methodological study. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 11, 1 (2014).
  71. van Kuijk, A. A., et al. Stimulus-response characteristics of motor evoked potentials and silent periods in proximal and distal upper-extremity muscles. Journal of Electromyography and Kinesiology. 19 (4), 574-583 (2009).
  72. Vernillo, G., Temesi, J., Martin, M., Millet, G. Y. Mechanisms of fatigue and recovery in upper versus lower limbs in men. Medicine and Science in Sports and Exercise. 50 (2), 334-343 (2018).
  73. Chen, M., et al. Evaluation of the cortical silent period of the laryngeal motor cortex in healthy individuals. Frontiers in Neuroscience. 11, 88 (2017).
  74. Masakado, Y., Akaboshi, K., Nagata, M., Kimura, A., Chino, N. Motor unit firing behavior in slow and fast contractions of the first dorsal interosseous muscle of healthy men. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 97 (6), 290-295 (1995).
  75. Petersen, N. T., Pyndt, H. S., Nielsen, J. B. Investigating human motor control by transcranial magnetic stimulation. Experimental Brain Research. 152 (1), 1-16 (2003).
  76. Dharmadasa, T., et al. The effect of coil type and limb dominance in the assessment of lower-limb motor cortex excitability using TMS. Neuroscience Letters. 699, 84-90 (2019).
  77. Kesar, T. M., Stinear, J. W., Wolf, S. L. The use of transcranial magnetic stimulation to evaluate cortical excitability of lower limb musculature: Challenges and opportunities. Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (3), 333-348 (2018).
  78. Proessl, F., et al. Characterizing off-target corticospinal responses to double-cone transcranial magnetic stimulation. Experimental Brain Research. 239 (4), 1099-1110 (2021).
  79. Dharmadasa, T., et al. The effect of coil type and limb dominance in the assessment of lower-limb motor cortex excitability using TMS. Neuroscience Letters. 699, 84-90 (2019).
  80. Jung, N. H., et al. Navigated transcranial magnetic stimulation does not decrease the variability of motor-evoked potentials. Brain Stimulation. 3 (2), 87-94 (2010).

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Neurosciences numéro 186
Mesure de la période de silence controlatérale induite par la stimulation magnétique transcrânienne à impulsion unique pour étudier l’inhibition corticospinale M1
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