Beurteilung der kortikospinalen Bahnen mittels transkranieller Magnetstimulation

Beginnen Sie mit einem sitzenden Teilnehmer, dessen Elektroden an den Beinmuskeln, dem anterioren Tibialis und dem Soleus-Muskel positioniert sind.

Befestigen Sie einen Tracker, um die Kopfposition zu überwachen.

Platzieren Sie die transkranielle Magnetstimulations- oder TMS-Spule über der motorischen Kortexregion des Gehirns, die die Beinmuskulatur steuert.

Wenden Sie einen magnetischen Reiz auf eine Gehirnhälfte an.

Das Signal wandert vom Gehirn durch den kortikospinalen Trakt innerhalb des Rückenmarks zum kontralateralen Bein und löst eine Muskelreaktion aus.

Bestimmen Sie die niedrigste TMS-Intensität, die eine konsistente Muskelreaktion hervorruft.

Wenden Sie dann eine höhere TMS-Intensität an, während der Teilnehmer entspannt bleibt, und zeichnen Sie die kortikomotorische Reaktion (CMR) zu Beginn auf.

Wiederholen Sie als Nächstes die TMS-Verabreichung mit der gleichen Intensität, während der Teilnehmer seinen Fuß nach oben zieht, und zeichnen Sie die CMR auf.

Im Vergleich zur Ruhe ermöglicht eine erhöhte CMR während der Aktivität die Beurteilung der kortikospinalen Bahnen, die die Beinmuskulatur steuern.

Beginnen Sie mit dem Test der tomanischen willkürlichen Aktivierung, indem Sie zunächst die maximale freiwillige isometrische Kontraktion jedes Muskels bilateral bestimmen. Weisen Sie den Probanden bei jeder Bewegung an, den kontralateral untersuchten Muskel maximal viermal zusammenzuziehen. Überprüfen Sie als Nächstes die Position der Motion-Capture-Kamera, indem Sie den Motiv-Tracker, den Zeiger und den Spulen-Tracker in den Bereich des Aufnahmevolumens platzieren.

Führen Sie dann die Registrierung des Motivbilds durch, indem Sie die Spitze des Zeigers auf die vier anatomischen Orientierungspunkte setzen. Bestimmen Sie nun beidseitig den Hot Spot beider Muskeln. Ermitteln Sie zunächst die überschwellige Intensität, indem Sie einen einzelnen Stimulus auf den zentrierten Punkt neben der interhemisphärischen Fissur anwenden.

Beginnen Sie als nächstes mit niedriger Intensität und erhöhen Sie die TMS-Intensität schrittweise um fünf Prozent, bis Sie eine Intensität erreichen, die ein motorisch evoziertes Potential mit einer Peak-to-Peak-Amplitude von mehr als 50 Mikrovolt in allen kontralateral untersuchten Muskeln oder drei aufeinanderfolgende Stimuli hervorruft, und wiederholen Sie dies für jeden Muskel. Wenden Sie einen TMS-Impuls auf jeden Punkt des Gitters an. Übertragen Sie dann die Amplitudenwerte jedes Spots für alle kontralateralen Muskeln in eine Tabelle und sortieren Sie die Amplitude von hoch nach niedrig.

Identifizieren Sie den Hot Spot des kontralateralen Musculus tibialis, des Musculus anterior und des Musculus soleus als eine Stelle im Gitter mit der größten Amplitude und der kürzesten Latenzzeit. Wählen Sie im Neuronavigationssystem den Gitterpunkt aus, der einem der Hot Spots des Muskels entspricht. Stellen Sie als Nächstes die Anfangsintensität und Schrittweite auf 45 und sechs Prozent maximale Stimulatorleistung ein.

Verwenden Sie dann eine adaptive Schwellenwert-Hunting-Methode zur Bestimmung der motorischen Ruheschwelle. Tun Sie dies zweimal für jeden Muskel und verwenden Sie den Durchschnitt für die Bewertung der sonnenten kortikomotorischen Reaktion. Um nun die bilaterale kortikomotorische Reaktion in Ruhe zu beurteilen, wählen Sie im Neuronavigationssystem den Gitterpunkt aus, der dem Hot Spot des untersuchten Muskels entspricht.

Weisen Sie den Probanden vor jedem Reiz an, still zu bleiben und die untersuchten Muskeln beidseitig zu entspannen und die Aktivität aller Muskeln mit Hilfe eines visuellen Feedbacks in Echtzeit zu überwachen. Wenden Sie zehn einzelne TMS-Impulse bei 120% der ruhemotorischen Schwelle des untersuchten Muskels an. Wenn ein Muskel vor oder nach der TMS aktiv war, verwerfen Sie diesen Versuch und wenden Sie einen zusätzlichen Einzelimpuls an.

Wiederholen Sie dies, bis 10 Wellenformen für jeden kontralateral untersuchten Muskel in Ruhe gesammelt wurden. Als nächstes beurteilen Sie die kortikomotorische Reaktion während der tonischen willkürlichen Aktivierung auf bilateraler Weise. Wählen Sie die gleichen Gitterpunkte im Neuronavigationssystem aus, die unter Ruhebedingungen verwendet wurden.

Bitten Sie die Probanden, den untersuchten Muskel bei etwa 15 % des maximalen Muskelaktivitätswerts zusammenzuziehen und 10 einzelne TMS-Impulse bei 120 % der motorischen Ruheschwelle anzuwenden. Bitten Sie sie, die angezeigte glatte Bewegungslinie des untersuchten Muskels innerhalb der beiden horizontalen Cursor zu halten und diese Kontraktion einige Sekunden lang auf diesem Niveau zu halten. Wenn Tibialis anterior der untersuchte Muskel ist, bitten Sie die Probanden, leicht gegen die Stiefelriemen für das Bein kontralateral zur stimulierten Hemisphäre zu ziehen.

Wenn Soleus der untersuchte Muskel ist, bitten Sie die Probanden, leicht gegen den Stiefel am kontralateralen Bein zu drücken. Überwachen Sie die Muskelaktivität der aktiven und ruhenden Muskeln mit visuellem Feedback in Echtzeit. Wenn die Aktivität des untersuchten Muskels unter oder über dem vorgegebenen Bereich liegt oder wenn ein anderer Muskel aktiviert ist, verwerfen Sie den Reiz und wenden Sie einen zusätzlichen Einzelimpuls an.

Sammle 10 Versuche, während der untersuchte Muskel im vorgegebenen Bereich aktiviert wird.