Name: La inhibición intracortical dentro de la corteza primaria del Motor puede ser modulada cambiando el foco de atención (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 48 s
Description: Aprende a aplicar TMS subumbral y SICI para investigar la inhibición intracortical en la corteza motora primaria. Este método revela cómo el foco atencional externo modula los circuitos inhibitorios GABAérgicos y mejora el rendimiento motor.

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Los autores no tienen ninguna agradecimientos.

Los autores no tienen nada que revelar.

Este protocolo muestra dos posibles métodos para investigar la actividad de circuitos inhibitorios en la M1 TMS. Más precisamente, estos dos protocolos se han utilizado en este estudio para investigar el impacto de los focos atencionales en la actividad de circuitos inhibitorios en el M1.
Una limitación del método presentado es que no siempre es posible causar una supresión inducida por el subTMS de EMG sin una facilitación anteriores. En este estudio, por ejemplo, cuatro temas tuvieron que re...

Ahora es generalmente aceptado que la adopción de un EF en comparación con un IF o centro neutro de atención promueve el rendimiento del motor y el aprendizaje de numerosos ajustes1. Se ha demostrado, por ejemplo, que la adopción de una EF conduce a beneficios de exactitud2,3,4,5,6del balance, fuerza de producción7,8, rendimiento de salto 7 , 9 , 10 , 11movimiento velocidad12, consumo de oxígeno13,14y fatigar las tareas15,16.
En el otro lado, ya que la activación cerebral es la base de todos los movimientos, varios aspectos del control neural del movimiento han sido investigados. Por ejemplo, el nivel y la capacidad para modular la inhibición intracortical de la M1 ha demostrado tener una fuerte influencia sobre la función motora, como coordinación interlimb17, control postural18y19de destreza. Además, las poblaciones con capacidades de control de motor más pobres que los adultos jóvenes, como sujetos ancianos o niños (nacidos prematuros20), generalmente presentan que menos pronunciado control inhibitorio. Así, aunque el papel de los procesos inhibitorios no es sin embargo procesos inhibitorios, bien entendidos sin embargo parecen ser importantes a la calidad de ejecución motor en general.
Una posibilidad para investigar la circuitería inhibitoria intracortical es utilizar la estimulación magnética transcraneal no invasiva (EMT). El protocolo de estimulación más utilizados aplica pulso apareado TMS (ppTMS) para inducir SICI. Este protocolo utiliza un estímulo acondicionado por debajo del umbral motor para reducir la amplitud de la respuesta del estímulo suprathreshold control provocada en un intervalo interstimulus de 1-5 ms21,22,23 , 24. entonces, informa que el porcentaje de los estímulos de control, las amplitudes de los potenciales evocados motor (MEPs) pueden compararse en condiciones, dando información sobre la actividad inhibitoria cortical y modulación en el M1.
Otro protocolo de estimulación para evaluar la actividad de los circuitos inhibitorios del intractortical aplica pulsos individuales, donde todos los estímulos se entregan a intensidades por debajo del umbral motor (es decir, subTMS). Este protocolo induce la supresión en el EMG continua actividad18,25,26. Esta supresión de EMG llamada subTMS-inducida puede compararse en términos de cantidad y duración. Aunque este Protocolo no es tan comúnmente utilizado, tiene ciertas ventajas en comparación con el protocolo estándar del SICI. Este protocolo no molestar ejecución motor, como no induce suprathreshold estímulos. Ambos métodos de prueba de la capacidad de respuesta de intracortical ácido gamma - aminobutírico (GABA) inhibitorio interneurons23,27.
A pesar de los bien conocidos beneficios de usar un EF en comparación con un IF en el funcionamiento del motor1, los procesos neuronales subyacentes siguen siendo en gran parte desconocidos. En un estudio de fMRI ex28, fue demostrado que activación de oxígeno en la sangre dependen del nivel (en negrilla) fue realzada en el M1, primaria somatosensorial, y las cortezas insulares cuando sujetos ejecutaron un dedo secuencian y adoptaron un EF en comparación con un IF. Como actividad excitatoria e inhibitoria no se pueden distinguir por el fMRI29, otro reciente estudio16 estipula que la actividad realzada en el M1 asociado a un EF de hecho, podría ser debido a la mayor actividad de intracortical circuitos inhibitorios. Más precisamente, este estudio demostró que la excitabilidad de las neuronas GABAérgicas inhibitorias puede ser modulada al instante por el tipo de foco atencional, adoptado en la misma persona.
El principal objetivo del presente Protocolo es mostrar dos maneras posibles de comparar los efectos inmediatos de la manipulación cognitiva (es decir, atención de instrucciones de atención) sobre la actividad de los circuitos inhibitorios intracortical dentro de la M1. SubTMS y ppTMS se utilizan ambos. Además, este protocolo muestra una posible manera de explorar la influencia de los focos de atención en el comportamiento del motor de forma muy controlada por investigar el TTF de contracción sostenida isométrica submáxima de la IED.

<table><tbody><tr><td>MC3A-100</td><td>Advanced Mechanical Technologies Inc., Watertown, MA, EE. UU.-</td><td>Transductor</td> <td>de</td> fuerza</tr><tr><td>BlueSensor P</td><td>Ambu A/S, Bellerup, Dinamarca-Ag</td><td></td><td>/AgCl electrodos de superficie para EMG</td></tr><tr><td>Polaris Spectra Northern</td><td>Digital, Waterloo, ON, Canadá-sistema</td> <td>de</td> <td>neuronavegación, marcador activo o pasivo rastreador</td></tr><tr><td>Localite TMS Navigator Versión 2.0.5</td><td>LOCALITE GmbH, Sankt Augustin,</td> <td>Alemania-sistema de</td> <td>navegación para estimulación magnética transcraneal (TMS)</td></tr><tr><td>MagVenture MagPro X100</td><td>MagVenture A/S, Farum, Dinamarca</td><td>9016E0711</td><td>Estimulador magnético transcraneal</td></tr><tr><td>MagVenture D-B80</td><td>MagVenture A/S, Farum, Dinamarca</td><td>9016E0431</td><td>Bobina TMS (figura de ocho)</td></tr><tr><td>Goniómetro</td><td>N/</td><td></td><td>A-Goniómetro a medida</td></tr><tr><td>Férula otopédica</td><td>N/</td><td></td><td>A-Férula a medida</td></tr><tr><td>Software de grabación</td><td>Basado en LabView-Script</td><td></td> <td>a medida</td></tr></tbody></table>

la inhibición intracortical dentro de la corteza primaria del motor puede ser modulada cambiando el foco de atención

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

Bien se reconoce que un enfoque externo (EF) en comparación con un enfoque interno (IF) de la atención mejora el rendimiento y aprendizaje motor. Los estudios han indicado beneficios en la precisión, equilibrio, fuerza de producción, salto de la funcionamiento, velocidad de movimiento, consumo de oxígeno y fatigosa tarea. Aunque también se exploran los resultados conductuales de la utilización de una estrategia EF, los mecanismos neuronales subyacentes siguen siendo desconocidos. Un estudio reciente de TMS en comparación con la actividad de la corteza motora primaria (M1) entre una EF y un si. Más precisamente, este estudio demostró que, al adoptar una EF, la actividad de los circuitos inhibitorios intracortical se ha mejorado.
En el nivel conductual, el presente Protocolo pruebas de la influencia de los focos de atención en el tiempo de tarea falla (TTF) al realizar contracciones submáxima de la primer interóseo dorsal (IED). Además, el actual documento describe dos protocolos TMS para evaluar la influencia de las condiciones atencionales en la actividad de los circuitos inhibitorios en el M1. Así, el presente artículo describe cómo utilizar el TMS de pulso único a intensidades por debajo del umbral motor (subTMS) y pulso apareado TMS, inducir la inhibición intracortical breve intervalo (SICI) cuando se aplica a la M1. Como estos métodos se supone que reflejan la sensibilidad de las neuronas inhibidoras GABAérgicas, sin ser afectados por los trazados de circuito reflejos espinales, son aptos para medir la actividad de los circuitos inhibitorios intracortical dentro de la M1.
Los resultados muestran que dirigir la atención externamente mejora el rendimiento motor, como los participantes fueron capaces de prolongar el tiempo hasta el fracaso de la tarea. Por otra parte, los resultados fueron acompañados por una mayor supresión inducida por subTMS electromiografía y SICI al adoptar un EF en comparación con un IF. Como el nivel de inhibición cortical en la M1 fue demostrado previamente para influir en rendimiento del motor, la inhibición realzada con un EF podría contribuir a la mejor eficiencia de movimiento observada en la tarea conductual, indicada por un TTF prolongada con una EF.

La influencia de los focos atencionales en rendimiento del Motor:
Las pruebas de comportamiento en el presente estudio se utilizaron para probar la viabilidad de la tarea del motor y para identificar a los sujetos que reaccionaron positivamente al aplicar un EF. En línea con estudios anteriores (ver1 para una revisión), nuestros resultados muestran una TTF prolongado cuando los participantes aprobaron un EF ...

Usando dos transcranial diferentes protocolos de estimulación magnética (TMS), este manuscrito describe cómo medir y comparar la inhibición cortical en el córtex motor primario al adoptar diferentes focos atencionales.

La inhibición intracortical dentro de la corteza primaria del Motor puede ser modulada cambiando el foco de atención

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

El objetivo general de estos dos protocolos de estimulación magnética transcraneal es investigar la actividad de los circuitos inhibitorios intracorticales dentro de la corteza motora primaria o M1 durante la realización de tareas motoras bajo diferentes enfoques atencionales. Aunque muchos estudios han establecido la ventaja de un enfoque atencional externo en comparación con uno interno, se conoce poco sobre los mecanismos neuronales subyacentes. A pesar del mejor desempeño motor, un enfoque atencional externo generalmente se acompaña de una disminución en la actividad muscular; por lo tanto, especulamos que podrían estar involucrados mecanismos inhibitorios.Los métodos de EMS aplicados, específicamente EMS subumbral y SICI, permiten comprender mejor el impacto de los focos atencionales sobre la actividad de los circuitos inhibitorios dentro de la corteza motora primaria. La principal ventaja de la técnica de estimulación magnética transcraneal subumbral es que no hay artefactos de movimiento debido a la baja intensidad de estimulación. En contraste, el protocolo convencional de pulsos dobles utiliza intensidades de estimulación más altas y, por lo tanto, provoca contracciones mu

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Investigación

JoVE Journal

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Comportamiento

Fuente: Kuhn, Y. et al. La inhibición intracortical dentro de la corteza motora primaria se puede modular cambiando el foco de atención. J. Vis. Exp. (2017)Este video demuestra el uso de la estimulación magnética transcraneal (TMS) para modular la actividad de las neuronas motoras y medir las respuestas musculares a través de electromiografía (EMG). Describe los pasos para localizar el punto caliente motor, determinar los umbrales de estimulación y evaluar los efectos de la TMS subumbral...

Estimulación magnética transcraneal para modular la respuesta muscular en humanos

El estímulo magnético transcranial del Solo-pulso sobre la corteza de motor primaria, el neuronavigation, y el registro de la actividad electromiográfica de los músculos de la mano fueron utilizados en este estudio para explorar excitabilidad corticospinal mientras que los participantes observaban secuencias de la acción.

Modulación de excitabilidad corticoespinal durante la observación de la acción

Este artículo tiene como objetivo describir un protocolo básico para combinar la estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) con las mediciones de espectroscopia de resonancia magnética de protones (1H-MRS) para investigar los efectos de la estimulación bilateral en el metabolismo de la corteza motora primaria.

El uso de la espectroscopia de resonancia magnética como herramienta para la medición de Bi-hemisféricos Transcraneal eléctricos Efectos de estimulación sobre la corteza primaria Motor Metabolismo

El control de la atención comprende la mejora de las señales objetivo y la atenuación de las señales distractoras. Describimos un enfoque para medir, por separado pero al mismo tiempo, la neurofisiología de atender e ignorar en la atención intermodal sostenida, utilizando una condición de control pasivo durante la cual ninguno de los procesos se activa continuamente.

Medición de señales neurofisiológicas de ignorar y Asistir Procesos en Control de Atención

Controlar un movimiento idéntico con retroalimentación de posición o fuerza resulta en una activación neuronal y un comportamiento motor diferentes. Este protocolo describe cómo investigar los cambios conductuales mediante la observación de la fatiga neuromuscular y cómo evaluar la actividad cortical motora (inhibitoria) utilizando TMS subumbral con respecto a la interpretación de la retroalimentación aumentada.

Control de la fuerza y ​​de posición en los seres humanos - El papel de Evaluación Aumentada

Se describe un procedimiento experimental para cuantificar la excitabilidad e inhibición de la corteza de motor primaria durante una tarea de inhibición de la respuesta de motor mediante el uso de la estimulación magnética transcraneal en el curso de una tarea de señal de parada.

Protocolo de estimulación magnética transcraneal en línea para la medición de fisiología Cortical asociada con la inhibición de respuesta

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.

Medición y manipulación de vías neuronales funcionalmente específicas en el sistema motor humano con estimulación magnética transcraneal

Presentamos un conjunto de protocolos estandarizados de grabación de estimulación magnética transcraneal (TMS) de pulso único y pareado, con opciones para mediciones de amplitud convencionales y seguimiento de umbrales. Este programa puede controlar tres tipos diferentes de estimuladores magnéticos y está diseñado para permitir que todas las pruebas sean realizadas convenientemente por un solo operador.

Pruebas de estimulación magnética transcraneal convencionales y de seguimiento de umbrales para operación con una sola mano

La inhibición aferente de latencia corta (SAI) es un protocolo de estimulación magnética transcraneal para sondear la integración sensoriomotora. Este artículo describe cómo se puede usar SAI para estudiar los bucles sensoriomotores convergentes en la corteza motora durante el comportamiento sensoriomotor.

Estimulación combinada de nervios periféricos y estimulación magnética transcraneal de parámetros de pulso controlable para sondear el control sensoriomotor y el aprendizaje

Este protocolo presenta un método más preciso y eficaz de estimulación magnética transcraneal repetitiva de las cortezas prefrontales dorsolateral y dorsomedial, durante una tarea experimental utilizando sistemas de neuronavegación y robótica. Basándose en los resultados, se sugieren implicaciones cruciales para futuras investigaciones de estimulación en línea.

Estimulación magnética transcraneal repetitiva en línea de la corteza dorsomedial y prefrontal dorsolateral en la toma de decisiones cognitivas y disonancia cognitiva

Aprende a aplicar TMS subumbral y SICI para investigar la inhibición intracortical en la corteza motora primaria. Este método revela cómo el foco atencional externo modula los circuitos inhibitorios GABAérgicos y mejora el rendimiento motor.

La inhibición intracortical dentro de la corteza primaria del Motor puede ser modulada cambiando el foco de atención

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