Evaluación de la excitabilidad de la corteza motora primaria y la modulación de la excitabilidad mediante el emparejamiento de la estimulación magnética transcraneal con la electromiografía

Nuestra investigación investiga que nuestros protocolos estandarizados TMS-EMG pueden proporcionar marcadores estables y clínicamente significativos de neuroplasticidad, apoyando en última instancia su posible uso como biomarcadores fiables en la investigación neuropsiquiátrica y la práctica clínica. Los principales desafíos son las inconsistencias metodológicas en la literatura, incluyendo parámetros de estimulación heterogéneos, estandarización limitada de protocolos EMG y tamaños de muestra pequeños, que reducen la fiabilidad y reproducibilidad de los experimentales Resultados. Demostramos que el protocolo estructurado y completo ofrece un marco replicable para investigar fenómenos similares a la neuroplasticidad en el cerebro humano, proporcionando bases sólidas para la investigación traslacional y posibles aplicaciones clínicas futuras. Nuestro protocolo se construyó combinando neuronavegación, procedimientos EMG validados y parámetros de simulación optimizados, asegurando una colocación precisa del código, registros estables y resultados fiables entre participantes y sesiones.

Futuras investigaciones deberían comprobar si la modulación de excitabilidad distingue de forma fiable a las personas en salud de aquellas con condiciones neuropsiquiátricas, como el trastorno depresivo mayor, explorando diferencias de neuroplasticidad específicas para grupos, sensibilidad diagnóstica y valor pronóstico. Para empezar, conecta los electrodos de plata o cloruro de plata de grado médico en los contactos correspondientes para preparar tres electrodos. Conecta los cables con los electrodos a la placa EMG.

Conecta un cable desde la máquina TMS a la placa EMG para enviar la señal de disparo de cada pulso TMS. En uno de los monitores del ordenador, abre el software Bonsai y carga el script de adquisición de datos EMG. Haz clic en el botón Iniciar para iniciar la adquisición de datos solo cuando esté listo.

Colocar tiras de papel en todas las zonas de la pantalla de la máquina TMS donde se muestra el porcentaje máximo de estimulación para cegar al técnico durante el umbral motor en reposo y la evaluación activa del umbral motor. Coloca una cámara montada en un trípode para mantener una visión clara de todos los componentes de la neuronavegación durante toda la sesión. Luego, coloca el rastreador de calibración de la bobina y la placa de calibración encima de la bobina TMS.

Ahora, inicia el software del sistema de neuronavegación, introduce el número de identificación del participante y procede a calibrar todos los componentes de neuronavegación. Después de colocar al participante, utiliza papel de lija aguada para frotar suavemente la piel sobre el primer interósea dorsal. Para mejorar la interfaz entre la piel del electrodo.

Enjuaga la zona con gasas incrustadas en alcohol y repite el mismo procedimiento sobre el codo contralateral. Una vez que la piel está seca, se coloca el electrodo de grabación en la mano alineando el centro aproximadamente 2,5 centímetros a lo largo de la dirección del tendón muscular sobre el primer interósea dorsal. Luego coloca el electrodo de tierra sobre el codo contralateral para que sirva como punto de referencia de voltaje cero.

Colocar un gorro de natación en la cabeza del participante en orientación anteroposterior. Alinea la gorra con la línea de las cejas delantera y la raíz de la hélice de cada oreja dejando las orejas expuestas. Ofrece tapones para los oídos al participante y explica cómo usarlos.

Dibuja la línea sagital medial y la línea intertrágica en la tapa para identificar su punto de intersección en el vértice. Desde el punto del vértice, mide cinco centímetros hacia adelante a lo largo de la línea sagital, y cinco centímetros hacia la izquierda a lo largo de la línea intertrágica para definir dos nuevos puntos. A continuación, dibuja una línea diagonal que conecte el punto lateral con el punto anterior medial.

Desde el punto lateral, mide 2,5 centímetros en la dirección antero medial a lo largo de la línea diagonal para marcar el punto caliente motor estimado inicial. Alrededor de la estimación inicial del punto caliente motor, marque cuatro puntos adicionales espaciados dentro de un radio de 0,5 centímetros para servir como sitios alternativos de prueba. A continuación, coloca la cinta elástica sobre la cabeza del participante, asegurándote de que la tira de marcador esté orientada hacia la cámara y que la banda encaje cómodamente.

Utilizando la herramienta puntero, define los puntos anatómicos clave en la cabeza del participante, incluyendo el nasion, el trago izquierdo y derecho, y los puntos de forma de la cabeza. Esto permite que el sistema se alinee y rastree los objetivos de estimulación según la anatomía de la cabeza y el cerebro. Coloca la espiral TMS tangencialmente sobre el cuero cabelludo del participante, con el mango inclinado hacia atrás a 45 grados respecto a la línea media-sagital.

Administrar pulsos al 30% de la máxima estimulación que la estimación inicial del punto caliente motor. Luego, aumenta la intensidad de la estimulación en incrementos del cinco al diez % de la máxima emisión de estimulación hasta que se observe una respuesta motora constante. Administrar pulsos individuales en la estimación inicial y en las ubicaciones marcadas circundantes para determinar qué sitio produce de forma más consistente potenciales evocados motores de alta amplitud y contracciones interóseas dorsales primeras aisladas.

Resalta la región general que se está considerando para el punto caliente de motores usando una línea roja de marcador. En el software de neuronavegación, selecciona el pulso que produjo la respuesta más fiable para definir el punto caliente motor. Para establecer el umbral de motor en reposo, o RMT, utiliza el sistema de neuronavegación para guiar la bobina de vuelta al punto caliente motor identificado.

Administrar 10 estimulaciones de pulso único separadas por cinco segundos e identificar el porcentaje mínimo de la salida máxima de estimulación que produce al menos cinco potenciales evocados motores superiores a 50 microvoltios en el primer interóseo dorsal contralateral. Partiendo de la intensidad del punto caliente motor previamente definida, se reduce el nivel de estimulación en incrementos del 2% hasta que menos de cinco de cada diez pulsos resulten en un potencial evocado motor de 50 microvoltios o más en el primer interósea dorsal contralateral. A continuación, aumentar la salida máxima de estimulación en incrementos del 1% hasta que cinco o más de cada diez pulsos generen una respuesta de 50 microvoltios o más en la primera interósea dorsal contralateral.

Anota el porcentaje de la máxima salida de estimulación que define el umbral motor en reposo. Instruye al participante para que genere la máxima activación voluntaria del primer músculo dorsal interóseo presionando con fuerza la uña índice contra la base del pulgar, formando una forma de círculo compacto. Aproximadamente dos segundos después de que comience la contracción muscular, pulsa la barra espaciadora del ordenador que ejecuta el Bonsai Script para registrar el momento mientras evitas el artefacto de movimiento inicial.

Ahora, pide al participante que mantenga una contracción muscular submáxima entre el 10 y el 20% de su contracción isométrica voluntaria máxima. Utiliza la retroalimentación EMG para monitorizar y guiar al participante a mantener el nivel correcto de contracción. Para el umbral motor activo, utiliza el sistema de navegación neuro para guiar la bobina hasta el punto caliente motor previamente identificado.

Determinar el umbral motor activo como el porcentaje mínimo de la salida máxima de estimulación que provoca potenciales evocados motores de al menos 200 microvoltios, en cinco de cada diez pulsos durante una ligera contracción voluntaria. Desde la intensidad umbral del motor en reposo, se reduce el nivel de estimulación en un 2% de decrementos hasta que menos de cinco de cada diez pulsos produzcan una respuesta de 200 microvoltios. Luego aumenta la intensidad en pasos del 1% hasta que al menos cinco de cada diez pulsos resulten en potenciales evocados por motor de 200 microvoltios o más.

Registra el porcentaje de la máxima salida de estimulación que define el umbral motor activo. Posiciona con precisión la bobina sobre el punto caliente del motor definido usando el sistema de navegación neuro. Comprueba que los electrodos EMG de superficie estén correctamente posicionados sobre el primer interósea dorsal y verifica que la calidad de la señal muestre ruido mínimo.

Carga el protocolo de estimulación de pulso único en el dispositivo TMS. Y introduzca el valor umbral del motor en reposo previamente registrado. Ahora, empieza a ejecutar el protocolo de estimulación.

Luego carga el protocolo de estimulación intermitente de estallido theta en el dispositivo TMS. Introduce el umbral motor activo previamente registrado y comienza el protocolo de estimulación intermitente de ráfagas theta. Inmediatamente después de que termine el protocolo de estimulación intermitente de ráfagas theta, inicia un cronómetro para monitorizar los intervalos posteriores a la estimulación.

En el tiempo 0 inmediatamente después del final del protocolo de modulación de excitabilidad cortical, se reaplica el protocolo de estimulación de pulso único usando el 120% del umbral motor en reposo. Valida la precisión de la neuronavegación colocando el puntero en el nasion y comprobando la alineación en el software del sistema de neuronavegación. Asegúrate de que la desviación espacial sea inferior a cinco milímetros y registra el valor medido.

Finalmente, tras completar el bloque final de estimulación, detener el Bonsai Script y finalizar la sesión de neuronavegación en el software. Confirma que se ha generado un archivo de datos binarios a partir de la sesión de adquisición de Bonsai. Se observaron aumentos significativos en la amplitud del potencial evocado motor en T0, T10 y T20, tras la estimulación intermitente de estallido theta durante la sesión inicial.

Pero no en T30. En el seguimiento, se observaron aumentos significativos en la amplitud del potencial evocado motor en T0, T10, T20 y T30. La fiabilidad de los cambios potenciales evocados motores en T0 en los tests de repetición mostró una consistencia moderada a buena, con un coeficiente de correlación intraclase de 0,67.