Este artículo describe nuevos enfoques para medir y fortalecer las vías neuronales funcionalmente específicas con estimulación magnética transcraneal. Estas metodologías avanzadas de estimulación cerebral no invasiva pueden proporcionar nuevas oportunidades para la comprensión de las relaciones cerebro-comportamiento y el desarrollo de nuevas terapias para tratar los trastornos cerebrales.
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Artículo de método
Medición y manipulación de vías neuronales funcionalmente específicas en el sistema motor humano con estimulación magnética transcraneal
En este artículo
Resumen
Resumen
Comprender las interacciones entre las áreas cerebrales es importante para el estudio del comportamiento dirigido a objetivos. La neuroimagen funcional de la conectividad cerebral ha proporcionado información importante sobre los procesos fundamentales del cerebro como la cognición, el aprendizaje y el control motor. Sin embargo, este enfoque no puede proporcionar evidencia causal para la participación de áreas cerebrales de interés. La estimulación magnética transcraneal (TMS) es una poderosa herramienta no invasiva para estudiar el cerebro humano que puede superar esta limitación modificando transitoriamente la actividad cerebral. Aquí, destacamos los avances recientes utilizando un método TMS de pulso doble de pulso emparejado con dos bobinas que sondas causalmente interacciones corticocorticales en el sistema motor humano durante diferentes contextos de tareas. Además, describimos un protocolo TMS de doble sitio basado en la estimulación asociativa corical emparejada (CPAS) que mejora transitoriamente la eficiencia sináptica en dos áreas cerebrales interconectadas mediante la aplicación de pares repetidos de estímulos corticales con dos bobinas. Estos métodos pueden proporcionar una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes a la función cognitivo-motora, así como una nueva perspectiva sobre la manipulación de vías neuronales específicas de una manera dirigida para modular los circuitos cerebrales y mejorar el comportamiento. Este enfoque puede resultar ser una herramienta eficaz para desarrollar modelos más sofisticados de relaciones cerebro-comportamiento y mejorar el diagnóstico y el tratamiento de muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos.
Introducción
La estimulación cerebral no invasiva es una herramienta de evaluación prometedora y tratamiento para muchos trastornos neurológicos, como la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y el accidente cerebrovascular1,2,3,4. Existe evidencia acumulada que establece la relación entre las manifestaciones conductuales de las enfermedades neurológicas y las anomalías de excitabilidad cortical, neuroplasticidad, conectividad corticocortical y cortico-subcortical5,6. Por lo tanto, l....
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Protocolo
Los tres métodos siguientes TMS se describen abajo. En primer lugar, se describen dos métodos para medir la conectividad corticocortical mediante la estimulación magnética transcraneal de doble sitio (dsTMS) mientras que los participantes están 1) en reposo (estado de reposo) o 2) realizando un movimiento de alcance a agarre dirigido por objetos ( dependiente de la tarea). En segundo lugar, se describe un método de estimulación asociativa corética (CPAS) emparejada cortical para modular la interacción entre dos áreas cerebrales de manera controlada mediante el emparejamiento de estímulos corticales (por ejemplo, córticos motor esconciales posteriores y primarios) para....
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Resultados
La Figura 5 muestra el tamaño de una respuesta ejemplar del MEP obtenida en el músculo de la IED por TMS para un estímulo de prueba no condicionado (TS solo a M1, traza azul) o estímulos acondicionados de PPC (CS-TS, traza roja) mientras el participante estaba en reposo (panel superior) o planeando una acción de agarre dirigida a objetivos a un objeto (panel inferior). En reposo, el PPC ejerce una influencia inhibitoria sobre el M1 ipsilateral, como lo demuestra la disminución de las amplitu.......
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Discusión
El método TMS de doble sitio descrito aquí se puede emplear para investigar las interacciones funcionales entre diferentes áreas corticales interconectadas con la corteza motora primaria mientras un participante está en reposo o planeando una acción dirigida por objetivos. Si bien las imágenes cerebrales son correlativas, el conocimiento básico de los métodos TMS de doble sitio puede revelar relaciones causales cerebro-comportamiento asociados con cambios en los circuitos corticocorticales. Además, se puede emplear estim.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen nada que revelar.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por la Universidad de Michigan: MCubed Scholars Program y School of Kinesiology.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Bobina Alpha B.I. D50 (recubierta) | Bobina Magstim | de 50 mm | |
| Software BrainSight 2.0 | neuronavegación | Rogue Research | |
| Sistema estereotáctico sin marco BrainSight | Equipo de neuronavegación | Rogue Research | |
| D702 | Bobina Magstim | 70mm | |
| Discovery MR750 | General | Máquina de resonancia magnética | |
| Tapones desechables para los oídos Tapones | los oídos de espuma | 3M | |
| Electrodos de ECG de 30 mm x 24 mm | Coviden-Kendall | H124SG | Electrodos desechables |
| Amplificador aislado de cuatro canales | Intronix Technologies Corporation | 2024F | amplificador EMG |
| gGAMMAcap g.tec | Gorra | ||
| Micro1401-3 | Cambridge Electronic Design | Máquina de procesamiento y registro de datos científicos | |
| Nuprep Skin Prep Gel | Weaver and Company | Skin prep gel abrasivo | |
| Signal v.7 | Cambridge Electronic Design | Software de adquisición y análisis de datos | |
| The Magstim BiStim2 | Magstim | Estimulador magnético transcraneal (dos unidades < 200sup>2) |
Referencias
- Ni, Z., Chen, R. Transcranial magnetic stimulation to understand pathophysiology and as potential treatment for neurodegenerative diseases. Translational Neurodegeneration. 4 (1), 1-12 (2015).
- Koch, G., Martorana, A., Caltagirone, C.
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Reimpresiones y permisos
