Repetitive transkranielle Magnetstimulation-induzierte Veränderungen in menschlichen kortikomotoneuronalen Synapsen

Beginnen Sie mit einem Teilnehmer, der mit Stimulationselektroden am Schienbeinnerv ausgestattet ist, um eine periphere Nervenstimulation zu induzieren, und mit EMG-Elektroden am Soleus-Muskel, um die Muskelkontraktion aufzuzeichnen.

Stimulieren Sie den Nerv elektrisch zur Abgabe von PNS, senden Sie sensorische Signale an das Rückenmark und lösen Sie die Muskelkontraktion aus, den sogenannten H-Reflex.

Stabilisieren Sie den Kopf des Teilnehmers auf einem Tisch. Positionieren Sie die TMS-Spule über dem primären motorischen Kortex.

Wenden Sie magnetische Stimulation an, um kortikale Neuronen zu aktivieren, Signale durch den kortikospinalen Trakt zu senden und die Muskelkontraktion zu induzieren.

Positionieren Sie als Nächstes eine CMS-Spule über dem zervikomdullären Übergang.

Wenden Sie Magnetstimulation an, um die kortikospinalen Axone direkt zu aktivieren und den motorischen Kortex zu umgehen.

Kombinieren Sie TMS mit PNS und CMS mit PNS separat, um den Einfluss jeder Stimulationsstelle auf den H-Reflex zu untersuchen.

Wenden Sie niederfrequente repetitive TMS an, um die kortikospinale Erregbarkeit zu reduzieren.

Wiederholen Sie die TMS mit PNS und die CMS mit PNS, um zu beurteilen, ob die rTMS die kortikale oder spinale Übertragung verändert und den H-Reflex beeinflusst hat.

Führen Sie zunächst das Kalibrierungsverfahren für das Neuronavigationssystem durch. Verwenden Sie eine Achterspule, um den motorischen kortikalen Bereich des Probanden kontralateral zu den platzierten Elektroden zu stimulieren.

Um den optimalen Stimulationspunkt zu finden, platzieren Sie die Spule zunächst einen Zentimeter vor dem Vertex. Richten Sie den Griff der Spule nach hinten, um einen posterioren nach anterioren Fluss des induzierten Stroms in der Mitte der Spule hervorzurufen. Identifizieren Sie die Position, an der motorisch evozierte Potentiale mit minimaler Stimulationsintensität evoziert werden können.

Legen Sie an dieser Stelle den Kopf des Motivs auf den Tisch und verwenden Sie Hartschaum, um Kopfbewegungen zu verhindern. Verwenden Sie ein bildgeführtes TMS-Navigationssystem zur Überwachung der Spule und der Kopfposition während des gesamten Experiments. Befestigen Sie dann die Spule an einem Ständer und den Kopf des Probanden am Stuhl und befestigen Sie die Spule mit Velcro-Streifen am Kopf.

Bestimmen Sie als Nächstes die minimale Intensität, die erforderlich ist, um motorisch evozierte Potentiale mit Peak-to-Peak-EMG-Amplituden von mehr als 50 Mikrovolt in sechs von 10 aufeinanderfolgenden Versuchen hervorzurufen. Dies ist die motorische Ruheschwelle des Probanden. Platzieren Sie auch eine Doppelkegel-Magnetspule am zervikomdullären Übergang, um Axone des Tractus corticospinalis zu erregen.

Positionieren Sie die Spule so, dass die erste Ableitung des induzierten Stroms kranial gerichtet ist und dass ihre zentrale Position auf oder in der Nähe des Eniums liegt. Achten Sie zunächst darauf, dass die Größe des Kontroll-H-Reflex während des gesamten Experiments konstant bleibt. Wenn eine Abweichung festgestellt wird, passen Sie die Stimulationsintensität vor dem aufeinanderfolgenden Versuch an.

Stellen Sie nun die Stimulationsintensität der TMS-Spule über dem motorischen Kortex auf 90 % bis 100 % der motorischen Schwelle des Probanden ein. Stellen Sie außerdem die Intensität der zervikomdullären Stimulation auf 100 % der maximalen Stimulatorleistung ein. Beginnen Sie damit, den H-Reflex mit Stimulation über den motorischen Kortex in Ruhe zu konditionieren.

Wenden Sie TMS und periphere Nervenstimulation an, indem Sie das Timing zwischen den beiden Stimuli variieren, um Veränderungen in der kortikomotoneuronalen Übertragung beurteilen zu können. Beginnen Sie mit einem Interstimulus-Intervall von minus fünf Millisekunden, was bedeutet, dass die periphere Nervenstimulation fünf Sekunden vor der TMS illiziert wird, und ändern Sie dann dieses Intervall in Millisekundenschritten von minus fünf Millisekunden auf eine Millisekunde. Abhängig vom Interstimulus-Intervall kann der H-Reflex in Bezug auf den absteigenden Volley nach vorne verschoben werden, wo er nach rechts verschoben werden kann, so dass die langsameren kortikospinalen Bahnen getestet werden können.

Variieren Sie das Intervall nach dem Zufallsprinzip von Versuch zu Versuch, um Verzerrungen aufgrund der Reihenfolge der Stimuli zu vermeiden, und stellen Sie die Pause zwischen den Stimulationsversuchen auf vier Sekunden ein. Die frühe Moderation sollte in Abständen von minus vier bis minus zwei Millisekunden erfolgen. Konditionieren Sie als Nächstes den H-Reflex durch Magnetstimulation über dem zervikomedullären Übergang.

Verwenden Sie Interstimulus-Intervalle zwischen minus neun und minus drei Millisekunden in Schritten von einer Millisekunde. Wenden Sie diese TMS-Intervalle in jedem Versuch zusammen auf beide Stellen an und zeichnen Sie den resultierenden Kontroll-H-Reflex und die motorisch evozierten Potentiale auf. Verwenden Sie den H-Reflex als Referenz für die konditionierten H-Reflexe und das motorisch evozierte Potential der Steuerung, um vergleichbare Stimulationsbedingungen zu gewährleisten.

Sobald die Vormessung abgeschlossen ist, stellen Sie die Stimulationsintensität auf das 1,2-fache der motorischen Schwelle des Probanden ein und wenden Sie die langsame, sich wiederholende TMS-Intervention an. Stimulieren Sie über den primären motorischen Kortex bei einem Hertz für 20 Minuten, um eine lang anhaltende Unterdrückung der kortikospinalen Erregbarkeit zu induzieren.