Online-transkranielle Magnetstimulation Protokoll zur Messung der kortikalen Physiologie Reaktion Hemmung zugeordnet

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, die Erregbarkeit und Hemmung des primären motorischen Kortex während einer Aufgabe zur Hemmung der motorischen Reaktion mit Hilfe der transkraniellen Magnetstimulation, auch bekannt als TMS, zu quantifizieren. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der motorischen Kontrollforschung zu beantworten, um kortikale physiologische Veränderungen während der Erledigung motorischer Aufgaben und der Reaktionshemmung zu verstehen. Der Hauptvorteil dieser Technik ist die Verwendung der nicht-invasiven transkraniellen Magnetstimulationstechnologie zur Erforschung der Physiologie des primären motorischen Kortex während einer kindgerechten Stoppsignal-Verhaltensaufgabe.

Diese Methode kann Aufschluss über pädiatrische Bewegungsstörungen geben. Es kann auch auf alle neuropsychiatrischen Erkrankungen angewendet werden, die die motorische Regulation beeinflussen, wie z. B. Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung und Autismus-Spektrum-Störung. Das Verfahren wird von David Huddleston und Alyssa Roeckner aus unserem Labor vorgeführt.

Beginnen Sie damit, den Teilnehmer anhand eines standardisierten Fragebogens auf TMS-Kontraindikationen zu untersuchen. Demonstrieren Sie, wie TMS funktioniert, indem es einen magnetischen Impuls über den eigenen Unterarm des Bedieners abgibt. Geben Sie danach einen TMS-Impuls über den Unterarm des Teilnehmers ab, damit er den Puls fühlen kann.

Platzieren Sie dann Ohrstöpsel als Gehörschutz in den Ohren der Teilnehmer. Lassen Sie den Probanden als Nächstes den dominanten Zeigefinger abduzieren, um den ersten dorsalen interossären Muskel (FDI) zu identifizieren. Platzieren Sie die negative Elektrode über dem Bauch des FDI, platzieren Sie dann die positive Elektrode zwischen dem zweiten und dritten Metacarpophalangeal- oder MCP-Gelenk und die Masseelektrode über dem fünften MCP-Gelenk.

Positionieren Sie die Hände des Teilnehmers mit den ulnaren Aspekten beider Arme und Hände, die vollständig auf einem Kissen ruhen, ohne dass eine Anstrengung gegen die Schwerkraft erforderlich ist. Lassen Sie den Teilnehmer schließlich den dominanten Zeigefinger ausstrecken, während der dritte bis fünfte Finger gebeugt ist. Lege dann ein Gamecontroller-Pad auf das Kissen, so dass der Zeigefinger auf der Taste ruht, die du für die Slater-Hammel-Aufgabe des Rennwagens verwendest.

Beginnen Sie mit der Durchführung von TMS-Basismessungen mit einer 90 Millimeter kreisförmigen TMS-Spule, die tangential zum Schädel über dem Scheitelpunkt positioniert ist und deren Griff zum Hinterhaupt zeigt, um einen induzierten posterioren bis anterioren Strom über M1 zu erzeugen. Verwenden Sie dann einen Wachsstift, um die Position der Kopfhaut zu markieren, sobald der Hot Spot lokalisiert wurde, um sicherzustellen, dass die TMS-Pulsabgabe in derselben kortikalen Region erfolgt. Durchführung von 20 Versuchen mit Einzelpuls-TMS-induzierten FDI-MEPs zu Studienbeginn mit einer Intensität von 120 % der motorischen Ruheschwelle, abgekürzt RMT, mit beiden Händen in Ruhe. Führen Sie schließlich 20 Versuche mit gepaarten Puls-TMS-Messungen der intrakortikalen M1-Hemmung im kurzen Intervall in Ruhe unter Verwendung eines Interstimulus-Intervalls von drei Millisekunden durch.

Beginnen Sie damit, die Slater-Hammel-Reaktionshemmungsaufgabe des Rennwagens auf einem Monitor direkt vor dem Teilnehmer anzuzeigen. Beginnen Sie das Experiment, indem Sie den Teilnehmer zunächst in der Verhaltensaufgabe schulen, indem Sie ihm sagen, dass sich das Auto auf der linken Seite des Monitors in Bewegung setzt, nachdem der Knopf durch Adduktion des dominanten Zeigefingers gedrückt wird. Sagen Sie dem Teilnehmer dann, dass das Ziel für Go-Versuche darin besteht, den Finger so nah wie möglich an das 800-Millisekunden-Ziel zu heben, wie es durch eine vertikale Linie auf dem Bildschirm dargestellt wird.

Lassen Sie den Teilnehmer 10 Go-Trials üben. Bieten Sie als Nächstes ein Training für die Stoppaufgabe an, indem Sie dem Teilnehmer mitteilen, dass das Auto in der zweiten Reihe von Versuchen zufällig vor dem Ziel von 800 Millisekunden anhält. Sagen Sie dem Kind, dass es seinen Zeigefinger auf dem Knopf halten soll, ohne den Finger zu heben, wenn das Auto zufällig anhält.

Informieren Sie den Teilnehmer, dass eine zu frühe Meldung erscheint, wenn ein Stoppsignal angezeigt wird und der Finger vor der Zielflagge angehoben wird. Sagen Sie dem Kind, dass nach erfolgreichen Stoppversuchen eine großartige Nachricht angezeigt wird. Lassen Sie das Kind 10 Stopp-Versuche üben.

Nachdem der Teilnehmer die Go-Only- und Stop-Only-Versuche geübt hat, teilen Sie ihm mit, dass der nächste Übungsblock eine Mischung aus Go- und Stop-Versuchen enthält. Lassen Sie das Kind als Abschlussübung 20 Versuche mit gemischtem Gehen und Stoppen durchführen. Erinnern Sie den Teilnehmer als Nächstes in Vorbereitung auf das eigentliche Online-Slater-Hammel-Experiment daran, den dominanten Zeigefinger nach unten zu drücken, um den Trail zu starten, den Finger für Go-Versuche abzuheben und den Finger auf dem Knopf zu halten, um Versuche zu stoppen.

Sagen Sie dem Kind, dass während der Slater-Hammel-Aufgabe TMS-Impulse abgegeben werden und dass es drei Blöcke von Online-Slater-Hammel-TMS-Versuchen geben wird. Platzieren Sie die 90-Millimeter-Kreisspule mit der vorherigen Wachsstiftmarkierung über dem Scheitelpunkt, um bevorzugt dominantes M1 zu stimulieren, und stellen Sie die Intensität des Konditionierungsimpulses auf 60 % RMT und den Testimpuls auf 120 % RMT ein. Beginnen Sie schließlich mit dem Online-Slater-Hammel-TMS-Experiment.

Hier werden repräsentative neurophysiologische Daten unter Verwendung der kleinsten Quadrate verwendet, die aus dem Regressionsmodell berechnet wurden. Für MEP-Amplituden waren die unabhängigen Variablen Geschlecht, Sicht und Versuchsblock im Regressionsmodell nicht signifikant. Die TMS-Pulsbedingung und ihre Wechselwirkung mit der Studienbedingung waren signifikant.

Alle paarweisen Vergleiche der Einzelpuls-MEP-Amplituden zwischen den drei Aufgabenbedingungen waren nicht signifikant. Die Unterschiede zwischen Go- und Fail-Stopp und Erfolgreichem und Fehlgeschlagenem Stopp waren jedoch signifikant. Einmal gemeistert, kann diese Technik in etwa einer Stunde durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.

Wenn Sie dieses Verfahren versuchen, ist es wichtig, daran zu denken, die Kinder zu instruieren, wie sie während der Slater-Hammel-Aufgabe richtig ausführen sollen. Die Einrichtung von EMG-Elektroden und die bei der Datenerfassung verwendete Technik sind wichtig, um zuverlässige Daten zu erhalten. Nach diesem Verfahren können andere Methoden, wie die gleichzeitige Verwendung von zwei TMS-Spulen während einer Verhaltensaufgabe, durchgeführt werden, um zu untersuchen, wie andere kortikale Regionen das motorische System während motorischer Aufgaben regulieren.

Nach ihrer Entwicklung ebnete diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der motorischen Kontrollforschung, um die Physiologie des motorischen Systems bei Patienten mit motorischen Kontrollproblemen wie Tourette-Syndrom, Dystonie, ADHS und Autismus-Spektrum-Störung zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie TMS bei Kindern während einer Verhaltensaufgabe durchgeführt wird.