Messung der kontralateralen Stille, die durch transkranielle Magnetstimulation mit einem Puls induziert wird, um die kortikospinale M1-Hemmung zu untersuchen

In diesem Protokoll demonstrieren wir eine praktikable, leicht reproduzierbare und zuverlässige Methode zur Beurteilung der kortikospinalen Hemmung der oberen und unteren Extremitäten. Die kontralaterale Ruhephase ist eine Metrik, die Informationen aus komplexen kortikospinalen inhibitorischen Schaltkreisen liefert. Diese Methode ist daher ein vielversprechender Kandidat für einen diagnostischen, Surrogat- und prädiktiven Biomarker für verschiedene neurologische Erkrankungen.

Danielle Pimenta, Anne Pessotto und Daniel Lima, wissenschaftliche Mitarbeiter aus meinem Labor, werden das Verfahren demonstrieren. Um den Muskel für die Positionierung der Elektroden auszuwählen, bitten Sie die Versuchsperson, ihre Hand in Bauchlage über den Tisch zu legen. Um dann den ersten dorsalen interossären oder FDI-Muskel zu identifizieren, bitten Sie die Versuchsperson, den Zeigefinger gegen den Widerstand abzuduzieren, den Rest der Hand ruhig zu halten und sich auf den Tisch zu legen, während Sie den Bereich abtasten.

Reinigen Sie den Bereich mit Alkoholpads, um Hautfette und andere Faktoren zu entfernen, die die Impedanz erhöhen können. Platzieren Sie die negative Elektrode auf dem Bauch des FDI-Muskels und die positive auf dem distalen Interphalangealgelenk mit einem Elektrodenabstand von mindestens 1,5 Zentimetern. Platzieren Sie die Referenz- oder Neutralelektrode am Handgelenk über dem Processus styloideus ulnaris.

Bestimmen Sie als Nächstes die erforderliche Muskelkontraktionskraft. Verwenden Sie ein digitales Pinch-Dynamometer und eine viereckige Pyramidenstütze, um mechanische Verzerrungen zu minimieren und die Empfindlichkeit für minimale Kontraktionen zu erhöhen. Platzieren Sie das Dynamometer mit Hilfe der Pyramidenstütze zwischen dem ersten und zweiten Finger.

Stellen Sie sicher, dass der erste und zweite Finger die Kräfte der Quetschbewegung erzeugen und die Elektromyographie oder das EMG erfassen. Bitten Sie den Teilnehmer in der festen Position, mit dem ersten Finger auf das Dynamometer und mit dem Zeigefinger auf die Seite der Pyramide zu drücken, um das Dynamometer-Pyramidensystem mit maximaler Kraft zu drücken und eine starke Kontraktion des FDI-Muskels zu erzeugen. Bestimmen Sie anhand dieses Wertes die 20 % der maximalen Kraft.

Der Teilnehmer muss üben, das Ziel bei 20 % der anhaltenden Kontraktion zu halten. Um den ursprünglichen Standort für die Hotspot-Suche zu identifizieren, setzen Sie dem Motiv eine Badekappe auf den Kopf. Alle Referenzpunkte werden darauf markiert.

Messen Sie den sagittalen Umfang des Kopfes von der Nase bis zum Inion. Teilen Sie den Wert durch zwei und markieren Sie den mittleren Punkt auf dem Kopf. Markieren Sie die Position der Nasion, des Inions, der Helix des rechten und linken Ohrs sowie des rechten und linken supraorbitalen Kamms des Patienten.

Messen Sie den Abstand von Tragus zu Tragus und fügen Sie auf halbem Weg eine Markierung hinzu. Markieren Sie den Schnittpunkt zwischen ihnen, einen Punkt, der als Scheitelpunkt identifiziert wird. Bewegen Sie sich vom Scheitelpunkt aus fünf Zentimeter seitlich parallel zur mittleren Sagittallinie auf der kontralateralen Seite zum ausgewählten Muskel.

Diese Markierung identifiziert den M1 auf der gleichen koronalen Ebene wie den motorischen Kortex der Hand. Verwenden Sie dies als ersten Punkt, um die Suche nach dem Hotspot zu starten. Der Hotspot ist der Bereich des motorischen Kortex, in dem die niedrigste motorische Schwelle erkennbar ist.

Stellen Sie eine niedrige Intensität ein und starten Sie die Suche, indem Sie mehrere Impulse an den ersten Punkt senden. Verfolgen Sie mit kleinen Intensitätsschritten, bis Sie den niedrigsten Stimulus identifiziert haben, der eine Elektromyographie- oder EMG-indizierte Reaktion erkennt. Um die Reize abzugeben, winkeln Sie die Achterspirale in einem Winkel von 45 Grad zur mittleren Sagittallinie, wobei der Griff zum Gesäß des Patienten zeigt.

Um sicherzustellen, dass der beste Punkt identifiziert wird, bewegen Sie sich um den ersten Punkt herum und testen Sie die folgenden drei motorisch evozierten Potentiale oder MEPs jeweils einen Zentimeter anterior, lateral und posterior. Sobald der Hotspot identifiziert ist, markieren Sie die Stelle im Kopf des Patienten. Verwenden Sie diesen Ort während des Experiments und der möglichen Folgebesuche.

Verwenden Sie beide Hände, um die Spule auf dem Kopf des U-Bootes zu stützen. Um als Nächstes die motorische Ruheschwelle oder RMT zu bestimmen, wenden Sie 10 aufeinanderfolgende Stimuli am Hotspot an und wählen Sie die niedrigste Intensität aus, die in 50 % der Versuche einen MEP mit einer Peak-to-Peak-Amplitude von mindestens 50 Mikrovolt auf den Zielmuskel erzeugt hat. Geben Sie für die kontralaterale Stillphase oder CSP die 10 überschwelligen Stimuli mit der Stimulationsintensität von 120 % der RMT mit einem Abstand von 10 Sekunden dazwischen ab, um MEPs während der tonischen willkürlichen Kontraktion des Zielmuskels hervorzurufen.

Bitten Sie den Patienten während der Stimulation, 20% der maximalen motorischen Kontraktion des Zielmuskels beizubehalten. Um die gesamte Ruhephase oder SP zu erfassen, vergewissern Sie sich, dass das EMG-Zeitfenster lang genug ist, um bis zu 400 Millisekunden Aktivität zu erfassen. Die Abgabe einer supraschwelligen transkraniellen Magnetstimulation oder eines TMS-Pulses führte zu einem beobachtbaren MEP in der EMG-Aufzeichnung des Zielmuskels und einer anschließenden Periode der Hintergrund-EMG-Aktivitätsunterdrückung von etwa 150 bis 300 Millisekunden.

Der relative SP wird vom MEP-Start bis zum Wiederauftreten der EMG-Aktivität gemessen. Im Gegensatz dazu wird der absolute SP vom Ende des MEP bis zum Beginn des Wiederauftretens der freiwilligen EMG-Aktivität gemessen. Die Stimulusintensität, die zur Auslösung von MEP verwendet wird, wirkt sich direkt auf die CSP-Metriken aus und kann aufgrund von Unterschieden in den Studienpopulationen variieren.

Überprüfen Sie, ob frühere erfolgreiche Experimente in der interessierenden Grundgesamtheit durchgeführt wurden, um eine Standardisierung zu ermöglichen.