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

El objetivo general de este experimento es cuantificar la excitabilidad e inhibición de la corteza motora primaria durante una tarea de inhibición de la respuesta motora mediante el uso de estimulación magnética transcraneal, también conocida como TMS. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la investigación del control motor para comprender los cambios fisiológicos corticales durante la finalización de la tarea motora y la inhibición de la respuesta. La principal ventaja de esta técnica es el uso de la tecnología de estimulación magnética transcraneal no invasiva para explorar la fisiología de la corteza motora primaria durante una tarea conductual de señal de parada adecuada para niños.

Este método puede proporcionar información sobre los trastornos del movimiento pediátricos. También se puede aplicar a cualquier afección neuropsiquiátrica que afecte a la regulación motora, como el trastorno por déficit de atención con hiperactividad y el trastorno del espectro autista. David Huddleston y Alyssa Roeckner de nuestro laboratorio harán una demostración del procedimiento.

Comience por evaluar al participante para detectar contraindicaciones de TMS utilizando un cuestionario estandarizado. Demuestre cómo funciona el TMS mediante la entrega de un pulso magnético sobre el antebrazo del operador. Después de eso, administre un pulso TMS sobre el antebrazo del participante, para que pueda sentir el pulso.

Luego, coloque tapones para los oídos en los oídos de los participantes para protegerlos auditivamente. A continuación, haz que el sujeto abduzca el dedo índice dominante para identificar el primer músculo interóseo dorsal, o FDI. Coloque el electrodo negativo sobre el vientre del FDI, luego coloque el electrodo positivo entre la segunda y tercera juntas metacarpofalángicas, o MCP, y el electrodo de tierra sobre la quinta junta MCP.

Coloque las manos del participante con los aspectos cubitales de ambos brazos y las manos descansando completamente sobre una almohada sin requerir esfuerzo antigravitatorio. Finalmente, pida al participante que extienda el dedo índice dominante mientras flexiona los dedos tercero a quinto. Luego, coloque una almohadilla del controlador de juego sobre la almohada, de modo que el dedo índice descanse sobre el botón que usa para la tarea de Slater-Hammel del auto de carreras.

Comience por obtener mediciones de TMS de línea base, utilizando una bobina TMS circular de 90 milímetros colocada tangencialmente al cráneo sobre el vértice con el mango apuntando hacia el occipucio para producir una corriente inducida posterior a anterior sobre M1. Luego, use un lápiz de cera para marcar la ubicación del cuero cabelludo una vez que se localizó el punto caliente para asegurarse de que la entrega del pulso TMS se produzca en la misma región cortical. Realizar 20 ensayos de MEP FDI inducidos por TMS de pulso único basal utilizando una intensidad del 120% del umbral motor en reposo, abreviado como RMT, con ambas manos en reposo. Por último, se realizaron 20 ensayos de medidas basales de EMT de pulso pareado basal de inhibición intracortical de intervalo corto M1 en reposo utilizando un intervalo interestímulo de tres milisegundos.

Comience mostrando la tarea de inhibición de respuesta Slater-Hammel del coche de carreras en un monitor directamente frente al participante. Comience el experimento entrenando primero al participante en la tarea de comportamiento, diciéndole al sujeto que el automóvil en el lado izquierdo del monitor comenzará a moverse después de que se presione el botón por aducción del dedo índice dominante. A continuación, dígale al participante que el objetivo de las pruebas de go es levantar el dedo lo más cerca posible del objetivo de 800 milisegundos, pero antes, como se muestra en una línea vertical en la pantalla.

Pida al participante que practique 10 pruebas de salida. A continuación, proporcione entrenamiento para la tarea de parada, diciéndole al participante que el segundo conjunto de pruebas implica que el automóvil se detenga aleatoriamente antes del objetivo de 800 milisegundos. Dígale al niño que mantenga su dedo índice en el botón, sin levantar el dedo, cada vez que el automóvil se detenga aleatoriamente.

Informe al participante que si se presenta una señal de alto y se levanta el dedo antes de la bandera a cuadros, aparecerá un mensaje de "demasiado pronto". Dígale al niño que se mostrará un mensaje "excelente" después de las pruebas de detención exitosas. Pida al niño que practique 10 pruebas de parada.

Después de que el participante practique las pruebas de solo ir y solo detenerse, dígales que el siguiente bloque de práctica contiene una mezcla de pruebas de ir y detener. Pida al niño que realice 20 pruebas de ir y parar mixtas como práctica final. A continuación, en preparación para el experimento de Slater-Hammel en línea, recuérdele al participante que empuje hacia abajo el dedo índice dominante para iniciar el recorrido, que levante el dedo para las pruebas de go y que mantenga el dedo en el botón para las pruebas de parada.

Dígale al niño que los pulsos de TMS se administrarán durante la tarea de Slater-Hammel y que habrá tres bloques de pruebas de TMS de Slater-Hammel en línea. Coloque la bobina circular de 90 milímetros sobre el vértice utilizando la marca de lápiz de cera anterior para estimular preferentemente el M1 dominante y ajuste la intensidad del pulso de acondicionamiento al 60% RMT y el pulso de prueba al 120% RMT. Finalmente, comience el experimento en línea de Slater-Hammel TMS.

Aquí, los datos neurofisiológicos representativos en diferentes condiciones de ensayo utilizando mínimos cuadrados significan estimaciones calculadas a partir del modelo de regresión. Para las amplitudes de la MEP, las variables independientes sexo, vista y bloque de prueba, no fueron significativas en el modelo de regresión. La condición de pulso de la TMS y su interacción con la condición del ensayo fueron significativas.

Todas las comparaciones por pares de las amplitudes de MEP de un solo pulso entre las tres condiciones de tarea fueron insignificantes. Sin embargo, las diferencias entre la parada de ida frente a la fallida y la parada exitosa frente a la fallida fueron significativas. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en aproximadamente una hora si se realiza correctamente.

Al intentar este procedimiento, es importante recordar instruir a los niños sobre cómo desempeñarse correctamente durante la tarea de Slater-Hammel. La configuración de las derivaciones de EMG y la técnica utilizada durante la adquisición de datos son importantes para obtener datos fiables. Siguiendo este procedimiento, se pueden realizar otros métodos, como el uso de dos bobinas TMS simultáneamente durante la tarea conductual, con el fin de explorar cómo otras regiones corticales regulan el sistema motor durante las tareas motoras.

Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la investigación del control motor exploraran la fisiología del sistema motor en pacientes con problemas de control motor como el síndrome de Tourette, la distonía, el TDAH y el trastorno del espectro autista. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo realizar TMS en niños durante una tarea conductual.