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Estimular el Lip Corteza Motora con Estimulación Magnética Transcraneal
Estimular el Lip Corteza Motora con Estimulación Magnética Transcraneal
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JoVE Journal Behavior
Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Estimular el Lip Corteza Motora con Estimulación Magnética Transcraneal

Full Text
19,808 Views
12:09 min
June 14, 2014

DOI: 10.3791/51665-v

Riikka Möttönen1, Jack Rogers1, Kate E. Watkins1

1Department of Experimental Psychology,University of Oxford

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article outlines a procedure using transcranial magnetic stimulation (TMS) to investigate the articulatory motor cortex's role in speech perception. It details how to record motor evoked potentials (MEPs) from lip muscles and disrupt motor lip representation through repetitive TMS.

Key Study Components

Area of Science

  • Neuroscience
  • Speech perception
  • Transcranial magnetic stimulation

Background

  • Transcranial magnetic stimulation is a non-invasive method to study brain function.
  • Motor evoked potentials provide insights into motor cortex excitability.
  • Understanding the lip motor representation is crucial for speech production and perception.
  • Participants must be screened for safety before TMS application.

Purpose of Study

  • To stimulate the lip representation in the primary motor cortex.
  • To assess the impact of TMS on speech sound discrimination.
  • To explore the relationship between motor cortex excitability and speech perception.

Methods Used

  • Electromyography (EMG) is used to record muscle activity.
  • Motor evoked potentials are recorded from lip muscles.
  • Optimal TMS pulse intensities are determined for experiments.
  • Participants are trained to maintain a consistent muscle contraction level.

Main Results

  • MEPs are enhanced during speech listening, indicating increased excitability.
  • Repetitive TMS disrupts lip motor cortex function, impairing speech sound discrimination.
  • Identifying the lip motor representation can be challenging for new users.

Conclusions

  • TMS is effective in studying the motor cortex's role in speech perception.
  • Findings suggest a link between motor cortex activity and speech processing.
  • Further research can clarify the mechanisms underlying these effects.

Frequently Asked Questions

What is transcranial magnetic stimulation?
Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive technique used to stimulate small regions of the brain.
How are motor evoked potentials recorded?
Motor evoked potentials are recorded using electrodes placed on the muscles, capturing the electrical activity following TMS stimulation.
What safety precautions are necessary for TMS?
Participants must complete a safety screening to identify any contraindications for TMS, such as certain medications or medical conditions.
What is the significance of the lip motor representation?
The lip motor representation is crucial for understanding how the brain controls speech production and perception.
How does TMS affect speech perception?
TMS can enhance or disrupt the excitability of the motor cortex, affecting the ability to discriminate speech sounds.
Can anyone participate in TMS studies?
Not everyone can participate; individuals with certain medical conditions or medications may be excluded for safety reasons.

La estimulación magnética transcraneal (TMS) ha demostrado ser una herramienta útil en la investigación de la función de la corteza motora articulatorio en la percepción del habla. En este artículo se describe cómo grabar los potenciales evocados motores (MEP) de los músculos de los labios y la forma de interrumpir la representación labio motor utilizando TMS repetitivas.

El objetivo general de este procedimiento es estimular la representación de los labios en la corteza motora primaria izquierda mediante estimulación magnética transcraneal o TMS. Esto se logra conectando primero electrodos a los músculos del labio para registrar la electromiografía. A continuación, se localiza la corteza motora de los labios mediante el registro de los potenciales motores evocados de los músculos de los labios.

A continuación, se definen las intensidades óptimas de los pulsos para experimentos de pulso único y TMS repetitivos. En última instancia, la estimulación magnética transcraneal se utiliza para demostrar que los potenciales evocados motores provocados por los pulsos únicos de TMS aumentan durante la escucha del habla, lo que demuestra que la excitabilidad de la corteza motora del labio aumenta y que la interrupción repetitiva inducida por la EMT en la corteza motora del labio afecta la capacidad del participante para discriminar los sonidos del habla. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en la neurociencia cognitiva, el clima de sustancias.

Las áreas de la corteza intermotora que contribuyen a la producción del habla también contribuyen a la percepción del habla. En general, las personas nuevas en este método pueden tener dificultades porque la representación de los labios no es fácil de encontrar en todos los participantes. Para comenzar, pídale al participante que llene un formulario de evaluación de seguridad.

Los participantes que tienen contraindicaciones para la EMT, como falta de sueño o que toman medicamentos como antidepresivos, o que tienen antecedentes familiares de epilepsia, no deben ser estimulados. Explicar el procedimiento de TMS y los detalles experimentales al participante y obtener el consentimiento informado. Use alcohol para limpiar la piel por encima del vientre del primer músculo intersal dorsal o FDI de la mano derecha y del sitio de referencia, como el tendón del músculo FDI.

A continuación, conecte los electrodos a estos sitios. Limpie la piel del lado derecho del músculo orbicular Aus u O y coloque un electrodo en la esquina derecha del labio superior y un segundo en la esquina derecha del labio inferior. A continuación, limpie la piel alrededor del sitio para el electrodo de tierra y conecte el electrodo.

A continuación, utilizando un software como Spike dos, indique al participante que contraiga y relaje los músculos de la mano y los labios y compruebe las señales EMG registradas por ellos. Si las señales parecen ruidosas, cuando el participante relaje los músculos de los labios y las manos, retuerza los cables de los electrodos, vuelva a limpiar la piel en el sitio del electrodo y/o pídale al participante que descruce las piernas, se quite los zapatos y tenga los pies en el suelo para una mejor conexión a tierra. Para proteger la audición del participante.

Pídeles que se pongan tapones para los oídos. Luego, para marcar la posición de la bobina TMS, coloque la tapa en la cabeza del participante con un bolígrafo o una pequeña pegatina. Marque el vértice en la tapa y mida la distancia desde el vértice hasta el punto preauricular izquierdo.

Muévase el 33% de esta distancia desde el vértice hacia el punto preauricular izquierdo y marque este punto. Coloque el centro de la bobina TMS en forma de ocho en este lugar y oriéntese hacia el mango de la bobina a 45 grados de la línea media. Presione un pedal para administrar el primer pulso TMS usando una intensidad baja si no se conoce el umbral motor del participante.

Si no se ve en la mano ningún potencial evocado motor o MEP, como una contracción muscular, mueva ligeramente la bobina o aumente la intensidad. Cuando se obtiene un MEP. Mueva la bobina en pasos de cinco milímetros alrededor del área estimulada y espere al menos cinco segundos entre los pulsos de TMS para encontrar un punto caliente apropiado donde el sitio y la orientación de la bobina provoquen los meps máximos a una cierta intensidad.

Cuando se identifique un punto caliente, márquelo y marque la orientación de la bobina en la tapa. Para localizar la representación del labio motor, mida de dos a tres centímetros desde el punto FDI a lo largo de una línea recta hacia la esquina del ojo izquierdo y coloque una bobina en este punto. Explique al participante que los pulsos de la TMS pueden sentirse más intensos en este lugar que en el anterior, y que pueden experimentar espasmos faciales o parpadeos involuntarios.

Indíqueles que informen al experimentador en cualquier momento si la estimulación se vuelve desagradable o dolorosa, o si desean detenerse. A continuación, entrega los primeros pulsos moviendo ligeramente la bobina y/o aumentando la intensidad. Si no se obtiene un MEP, si no lo es, pida al participante que frunza los músculos de los labios, ya que esto reduce el umbral motor y, por lo tanto, facilita la búsqueda de la representación de los labios motores.

Después de identificar el punto caliente para el mercado del músculo O y la orientación de la bobina en la tapa, si se registrará MEPS a partir de los músculos labiales contraídos, entrene al participante para mantener un nivel constante de contracción mediante el uso del software para proporcionar información visual sobre la potencia de la señal EMG. Continúe el entrenamiento hasta que el participante pueda mantener estable el nivel de contracción durante al menos un minuto. A continuación, coloque la bobina en el punto de acceso para el músculo OO.

A continuación, administre 10 pulsos con intensidad fija, manteniendo al menos un descanso de cinco segundos entre los pulsos. Estime los tamaños de los MEPS inspeccionándolos visualmente. Si los MEP son muy pequeños o no fueron consistentes con todos los ensayos, aumente la intensidad y administre otros 10 pulsos.

Continúe aumentando la intensidad hasta que se obtenga un MEP sólido en cada ensayo. Esta intensidad se utilizará para el experimento de pulso único. Pida al participante que contraiga los músculos de los labios lo más fuerte que pueda e inspeccione visualmente la señal EMG para determinar la amplitud de esta contracción máxima.

Indique al participante que reduzca la contracción de los labios, guiándolo para que alcance un nivel que sea aproximadamente el 20% del máximo. Luego pida al participante que mantenga este nivel durante un minuto. Una vez que se completa el entrenamiento y el participante puede mantener la contracción durante un minuto, instruya al participante para que se contraiga y mantenga su labio al 20% como máximo antes de administrar 10 pulsos sobre el punto caliente para el músculo O.

Si se obtuvieron menos de cinco eurodiputados, aumente la intensidad. Si se registraron más de cinco eurodiputados, baje la intensidad. Repita el experimento hasta que se encuentre un nivel de intensidad mínimo que provoque meps en al menos el 50% de los ensayos para llevar a cabo TMS repetitivos de baja frecuencia o RTMS.

Utilice el sistema mag stim by STEM que consta de dos estimuladores. Cree una secuencia de pulsos monofásicos de 66 hercios mediante la entrega de pulsos TMS alternando la activación de los estimuladores durante 15 minutos. Monitoree las grabaciones de los músculos de los labios y las manos durante el RTMS para asegurarse de que se provoquen nops.

Eso indicaría un aumento en la excitabilidad o efectos de propagación a la representación vecina. También vigile al participante para detectar signos de malestar o cambios en su nivel de alerta. Esta figura muestra los MEP registrados a partir de un músculo labial relajado y contraído.

La intensidad de los pulsos de TMS se mantuvo constante a lo largo de tres niveles de contracción. La excitabilidad motora aumenta cuando el músculo se contrae y, en consecuencia, los mapps se hacen más grandes. Aquí se muestran los labios grabados mientras se escucha el habla y el ruido no verbal y mientras se observan los movimientos del yo y del habla.

Los meps mejoraron durante la escucha y observación del habla, lo que demuestra que la excitabilidad de la corteza motora de los labios aumentó durante la percepción del habla. Según un estudio reciente que analizó los cambios en la excitabilidad en la corteza motora de los labios durante la observación de los movimientos visuales de la boca, los labios se registraron durante la percepción visual del habla conocida, el habla desconocida, los movimientos de la boca no relacionados con la EP y los labios de una cara inmóvil. Estos hallazgos sugieren que la corteza motora de los labios participa en el procesamiento de las señales visuales durante la comunicación del habla.

Esta figura muestra que 15 minutos de EMT repetitiva interrumpieron el funcionamiento de la corteza motora de los labios durante unos 15 minutos. Por último, la disrupción inducida por la EMT de la corteza motora de los labios alteró la discriminación de los sonidos del habla que se producen mediante los labios. Esto sugiere que la corteza motora de los labios contribuye a la percepción del habla de una manera específica del articulador.

Siguiendo este procedimiento, la TMS se puede combinar con otros métodos como E-G-M-E-G y FMI para responder preguntas adicionales como si la corteza motora de los labios interactúa con otras áreas del cerebro durante la comunicación del habla. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo registrar los potenciales de audición motora de los músculos de los labios y cómo usar tirones individuales y TMS repetitivos.

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Neurobiología Número 88 electromiografía la corteza motora potencial evocado motor excitabilidad motora lenguaje repetitivo TMS la EMTr lesión virtual la estimulación magnética transcraneal

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