Name: Intracortical Hemmung innerhalb der primären motorischen Kortex kann moduliert werden, indem Sie ändern den Fokus der Aufmerksamkeit (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 48 s
Description: Erfahren Sie, wie transkranielle Magnetstimulation die intrakortikale Hemmung im primären motorischen Kortex bei externem versus internem Aufmerksamkeitsfokus untersucht. Diese Methode erklärt neuronale Mechanismen motorischer Leistungssteigerung.

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Die Autoren haben keine Bestätigungen.

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Dieses Protokoll zeigt zwei Möglichkeiten, die Aktivität der hemmenden Schaltungen innerhalb der M1 mit TMS zu untersuchen. Genauer gesagt, haben diese beiden Protokolle in dieser Studie untersuchen die Auswirkungen der Aufmerksamkeits Herde über die Tätigkeit der hemmenden Schaltungen in der M1 verwendet worden.
Eine Einschränkung der vorgestellten Methode ist, dass es nicht immer möglich, eine SubTMS-induzierten EMG Unterdrückung ohne eine vorhergehende Moderation zu verursachen. In dieser S...

Es ist jetzt allgemein anerkannt, dass die Annahme einer EF im Vergleich zu einer IF oder neutralen Fokus der Aufmerksamkeit fördert die motorische Leistung und lernen in zahlreichen Einstellungen1. Es wurde nachgewiesen, zum Beispiel, dass die Annahme einer EF Anspruch auf Genauigkeit2,3 führt,4,5,6balance, Produktion7,8, springen Leistung erzwingen 7 , 9 , 10 , 11, Bewegung Geschwindigkeit12Sauerstoff Verbrauch13,14und ermüdenden Aufgaben15,16.
Auf der anderen Seite da Gehirn Aktivierung die Grundlage aller Bewegungen ist, wurden verschiedene Aspekte der neuronalen Steuerung der Bewegung untersucht. Zum Beispiel das Niveau und die Fähigkeit zu modulieren, intracortical Hemmung innerhalb der M1 nachweislich einen starken Einfluss auf Motorik, z. B. interlimb Koordinierung17posturale Kontrolle18und Geschicklichkeit19haben. Darüber hinaus zeigen Populationen mit ärmeren motor-Control-Fähigkeiten als junge Erwachsene, wie z.B. ältere Patienten oder Kinder (geboren Frühgeborenen20), in der Regel weniger ausgeprägt inhibitorischen Kontrolle. So zwar nicht die Rolle der hemmenden Prozesse scheinen noch gut verstanden, hemmenden Prozesse dennoch für wichtig, die Qualität der motorischen Ausführung im Allgemeinen.
Eine Möglichkeit, intracortical hemmende Schaltungen zu untersuchen ist, nicht-invasive transkranielle Magnetstimulation (TMS) zu verwenden. Die am häufigsten verwendeten Stimulation Protokoll gilt gepaart-Puls TMS (PpTMS), SICI induzieren. Dieses Protokoll verwendet einen Klimaanlage Reiz unterhalb der motorischen Schwelle zur Verringerung der Amplitude der überschwelliger Reiz Regelverhalten löste im interstimulus Abstand von 1-5 ms-21,22,23 , 24. dann, als der Prozentsatz des Stimulus Kontrolle gemeldet, die Amplituden der Motor-evozierten Potentialen (MEP) verglichen werden können über Bedingungen, geben Informationen zu kortikalen hemmenden Aktivität und Modulation innerhalb der M1.
Eine weitere Anregung Protokoll zu beurteilen, die Aktivität von Intractortical hemmenden Schaltungen gilt Einzelimpulse, wo alle Reize bei Intensitäten unterhalb der motorischen Schwelle (z.B. SubTMS) geliefert werden. Dieses Protokoll induziert Unterdrückung in der laufenden EMG Aktivität18,25,26. Diese so genannte SubTMS-induzierten EMG Unterdrückung kann in Bezug auf Höhe und Dauer verglichen werden. Obwohl dieses Protokoll nicht so häufig verwendet wird, hat es gewisse Vorteile im Vergleich zu dem Standardprotokoll SICI. Dieses Protokoll stört nicht motor Ausführung, da es kein überschwelligen Reize auslösen wird. Beide Methoden testen die Reaktionsfähigkeit der intracortical Gamma - Aminobuttersäure (GABA) hemmende Interneurone23,27.
Trotz der bekannten Vorteile der Verwendung einer EF im Vergleich zu einer IF auf Motorleistung1bleiben die zugrunde liegenden neuronalen Prozesse weitgehend unbekannt. In einem ehemaligen fMRI Studie28zeigte sich, dass Blutsauerstoff pegelabhängig (BOLD) Aktivierung in der M1, PV somatosensorischen, erweitert wurde und insular Cortex Ausführung Themen einen Finger Sequenz und eine im Vergleich zu einer IF EF verabschiedet. Wie exzitatorischen und inhibitorischen Aktivität von fMRI29unterscheiden lassen, bestimmt eine weitere aktuelle Studie16 , dass die verstärkte Aktivität im Zusammenhang mit einem EF M1 in der Tat, wegen der verstärkten Aktivität des intracortical sein könnte, hemmenden Schaltungen. Genauer gesagt, zeigte diese Studie, dass die Erregbarkeit der inhibitorischen GABAergen Neuronen sofort durch die Art der Aufmerksamkeits Fokus in ein und derselben Person angenommen moduliert werden kann.
Das Hauptziel dieses Protokolls ist, zeigen zwei Möglichkeiten, die unmittelbaren Auswirkungen der kognitiven Manipulation (d. h. Fokus der Aufmerksamkeit Anweisungen) vergleichen auf die Aktivität des intracortical hemmenden Schaltungen in der M1. SubTMS und PpTMS werden beide verwendet. Darüber hinaus zeigt dieses Protokoll eine Möglichkeit, den Einfluss der Aufmerksamkeits Brennpunkte auf motor Verhalten sehr kontrolliert zu erkunden, durch die Untersuchung der TTF submaximalen isometrische anhaltende Kontraktion der ausländischen Direktinvestitionen.

<table><tbody><tr><td>MC3A-100</td><td>Advanced Mechanical Technologies Inc., Watertown, MA,</td><td></td> <td>USA-Kraftaufnehmer</td></tr><tr><td>BlueSensor P</td><td>Ambu A/S, Bellerup,</td> <td>Dänemark-Ag</td><td>/AgCl Oberflächenelektroden für EMG</td></tr><tr><td>Polaris Spectra</td><td>Northern Digital, Waterloo, ON, Kanada-Neuronavigationssystem</td><td></td><td>, aktive oder passive Marker-Tracker</td></tr><tr><td>Localite TMS Navigator Version 2.0.5</td><td>LOCALITE GmbH, Sankt Augustin,</td> <td>Deutschland-Navigationssystem</td> <td>für transkranielle Magnetstimulation (TMS)</td></tr><tr><td>MagVenture MagPro X100</td><td>MagVenture A/S, Farum, Dänemark</td><td>9016E0711</td><td>Transkranieller magnetischer Stimulator</td></tr><tr><td>MagVenture D-B80</td><td>MagVenture A/S, Farum, Dänemark</td><td>9016E0431</td><td>TMS-Spule (Achterzahl)</td></tr><tr><td>Goniometer</td><td>N/</td><td>A-Maßgeschneidertes</td> <td>Goniometer</td></tr><tr><td>Othopedische Schiene</td><td>N/</td><td>A-Maßgeschneiderte</td> <td>Schiene</td></tr><tr><td>Aufzeichnungssoftware</td><td>LabView-basiert-Maßgeschneidertes</td><td></td> <td>Skript</td></tr></tbody></table>

intracortical hemmung innerhalb der primären motorischen kortex kann moduliert werden, indem sie ändern den fokus der aufmerksamkeit

Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention

Es wird gut erkannt, dass eine externe Ausrichtung (EF) im Vergleich mit einer Innenfokussierung (IF) Aufmerksamkeit motorischen Lernens und Leistung verbessert. Studien haben gezeigt, dass Vorteile in Genauigkeit, Gleichgewicht, Produktion, springen, Leistung, Geschwindigkeit, Sauerstoffverbrauch und ermüdenden Aufgabe zwingen. Obwohl Verhaltens Ergebnisse mit einer EF-Strategie gut erforscht sind, sind die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen unbekannt. Eine aktuelle TMS Studie verglich die Aktivität des primären motorischen Kortex (M1) zwischen einem EF und einer IF. Genauer gesagt, zeigte diese Studie, dass bei der Annahme einer EF die Aktivität von intracortical hemmenden Schaltungen verstärkt wird.
Auf der Verhaltensebene testet dieses Protokolls den Einfluss der Aufmerksamkeits Brennpunkte pünktlich zum Aufgabe scheitern (TTF) bei submaximalen Kontraktionen der ersten dorsalen Membrana (ADI). Das aktuelle Papier beschreibt darüber hinaus zwei TMS-Protokolle, um die Bewertung des Einflusses der Aufmerksamkeits Bedingungen über die Tätigkeit der kortikalen hemmenden Schaltungen in der M1. Der vorliegende Artikel beschreibt also, wie Single-Puls TMS bei Intensitäten unterhalb der motorischen Schwelle (SubTMS) und gepaart-Puls TMS, kurze Intervall intracortical Hemmung (SICI) induzieren, angewandt auf die M1 verwendet. Da diese Methoden angenommen werden, um die Reaktionsfähigkeit der GABAergen hemmenden Neuronen, ohne Beeinträchtigung durch spinale reflex Schaltungen zu reflektieren, sind sie gut geeignet zur Messung der Aktivität von intracortical hemmenden Schaltungen innerhalb der M1.
Die Ergebnisse zeigen, dass Lenkung der Aufmerksamkeit nach außen verbessert die Motorleistung, wie Teilnehmer die Zeit zum Aufgabe scheitern zu verlängern konnten. Darüber hinaus wurden die Ergebnisse durch eine größere SubTMS-induzierten Elektromyographie Unterdrückung und SICI begleitet, bei der Annahme einer im Vergleich zu einer IF EF. Wie das Niveau der kortikalen Hemmung innerhalb der M1 zuvor zeigte, um Motorleistung zu beeinflussen, die verstärkte Hemmung mit einer EF könnte tragen zur besseren Bewegung Effizienz beobachtet in der Verhaltenstherapie Aufgabe, angezeigt durch eine verlängerte TTF mit einem EF.

Der Einfluss der Aufmerksamkeits Brennpunkte auf Motorleistung:
Die behavioral Tests in der aktuellen Studie wurden verwendet, um die Machbarkeit der motorischen Aufgabe zu beweisen und die Themen zu identifizieren, die positiv reagiert die Beantragung eine EF. Im Einklang mit früheren Studien (siehe1 für eine Überprüfung), unsere Ergebnisse zeigen eine verlängerte TTF als Teilnehmer einer im Vergleich zu ei...

Mit zwei verschiedenen transkranielle Magnetstimulation (TMS) Protokolle, beschreibt dieses Manuskript messen und vergleichen kortikalen Hemmung innerhalb der primären motorischen Kortex bei unterschiedliche Aufmerksamkeits Schwerpunkten der Annahme.

Intracortical Hemmung innerhalb der primären motorischen Kortex kann moduliert werden, indem Sie ändern den Fokus der Aufmerksamkeit

It is well recognized that an external focus (EF) compared with an internal focus (IF) of attention improves motor learning and performance. Studies have ...

Das übergeordnete Ziel dieser beiden transkraniellen magnetischen Stimulationsprotokolle besteht darin, die Aktivität intrakortikaler hemmender Schaltkreise im primären motorischen Kortex oder M1 während der Durchführung motorischer Aufgaben unter unterschiedlichen Aufmerksamkeitsfokussen zu untersuchen. Obwohl zahlreiche Studien den Vorteil eines externen gegenüber einem internen Aufmerksamkeitsfokus belegt haben, ist über die zugrundeliegenden neuronalen Mechanismen bisher wenig bekannt. Trotz verbesserter motorischer Leistung geht ein externer Aufmerksamkeitsfokus gewöhnlich mit einer verminderten muskulären Aktivität einher, weshalb wir vermuteten, dass hemmende Mechanismen eine Rolle spielen könnten.Die angewandten TMS-Methoden, nämlich subTMS und SICI, ermöglichen ein besseres Verständnis des Einflusses von Aufmerksamkeitsfokussen auf die Aktivität der inhibitorischen Schaltkreise im primären motorischen Kortex. Der Hauptvorteil der unterhalb der Schwelle liegenden transkraniellen Magnetstimulationstechnik besteht darin, dass aufgrund der geringen Stimulationsintensität kein Bewegungsartefakt auftritt. Im Gegensatz dazu verwendet das konventionelle Paarimpuls-Protokoll höhere

intracortical-inhibition-within-primary-motor-cortex-can-be-modulated

Research

Forschung

JoVE Journal

Behavior

Verhalten

Quelle: Kuhn, Y. et al. Die intrakortikale Hemmung innerhalb des primären motorischen Kortex kann durch eine Änderung des Aufmerksamkeitsschwerpunkts moduliert werden. J. Vis. Exp. (2017)Dieses Video zeigt den Einsatz der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) zur Modulation der Aktivität von Motoneuronen und zur Messung von Muskelreaktionen mittels Elektromyographie (EMG). Es werden die Schritte zur Lokalisierung des motorischen Hotspots, zur Bestimmung der Stimulationsschwellen und zur...

Transkranielle Magnetstimulation zur Modulation der Muskelreaktion beim Menschen

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Corticospinal ErregbarkeitModulation während der Aktion Beobachtung

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Die Verwendung von magnetischen Resonanzspektroskopie als Werkzeug für die Messung der Bi-hemisphärische transkranielle elektrische Stimulation Auswirkungen auf primären motorischen Kortex Metabolism

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Dieses Protokoll bietet eine präzisere und effektivere Methode zur wiederholten transkraniellen Magnetstimulation der dorsolateralen und dorsomedialen präfrontalen Kortex während einer experimentellen Aufgabe unter Verwendung von Neuronavigation und robotischen Systemen. Basierend auf den Ergebnissen werden entscheidende Implikationen für zukünftige Online-Stimulationsforschung vorgeschlagen.

Online-repetitive transkranielle magnetische Stimulation des dorsomedialen und dorsolateralen präfrontalen Cortex in der kognitiven Entscheidungsfindung sowie kognitive Dissonanz

Erfahren Sie, wie transkranielle Magnetstimulation die intrakortikale Hemmung im primären motorischen Kortex bei externem versus internem Aufmerksamkeitsfokus untersucht. Diese Methode erklärt neuronale Mechanismen motorischer Leistungssteigerung.

Intracortical Hemmung innerhalb der primären motorischen Kortex kann moduliert werden, indem Sie ändern den Fokus der Aufmerksamkeit (Video) | JoVE Journal

Intracortical Hemmung innerhalb der primären motorischen Kortex kann moduliert werden, indem Sie ändern den Fokus der Aufmerksamkeit

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