Questo protocollo introduce un metodo basato sull'agopuntura del cuoio capelluto per localizzare il punto caldo della corteccia motoria primaria (M1) per il muscolo flessore della dita superficiale (FDS) e ne convalida l'efficacia contro il sito convenzionale C3.
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Articolo metodologico
Un nuovo metodo basato sull'agopuntura per il cuoio capelluto per colpire il punto caldo motorio della mano per stimolazioni cerebrali non invasive
In questo articolo
Sommario
Abstract
La localizzazione precisa della corteccia motoria primaria (M1) corrispondente a muscoli specifici è fondamentale per aumentare l'efficacia della neuromodulazione. Quando la stimolazione magnetica transcranica (nTMS) o altri strumenti di mappatura non sono disponibili, la stimolazione viene tipicamente applicata al sito C3 del sistema EEG standard 10-20. Tuttavia, le evidenze emergenti indicano che il C3 potrebbe non essere il sito ottimale per colpire i muscoli della mano. Pertanto, l'obiettivo di questo studio è proporre un metodo innovativo di localizzazione basato sulla neuroanatomia per identificare il punto caldo M1 per il muscolo della mano e convalidarne l'efficacia rispetto al sito C3. È stato sviluppato un protocollo passo dopo passo per identificare il punto caldo M1 per il muscolo flessore della dita superficiale (FDS) utilizzando un approccio basato sull'agopuntura. Il punto caldo identificato è stato poi confrontato con il sito convenzionale C3 valutando potenziali motori evocati (MEP) basali e post-neuromodulazione. I dati rappresentativi hanno dimostrato che il punto caldo M1 proposto ha prodotto ampiezze MEP significativamente più elevate rispetto al sito C3, sia alla fase basale che alla neuromodulazione successiva. L'approccio proposto fornisce un metodo validato e pratico per localizzare il punto caldo M1 per il FDS. Questa tecnica ha il potenziale di migliorare l'efficacia della neuromodulazione nella pratica clinica quando strumenti di neuroimaging avanzati non sono disponibili.
Introduzione
Localizzare con precisione il punto caldo corticale nella corteccia motoria primaria (M1) per la neuromodulazione che mira a muscoli specifici è fondamentale per ottimizzare gli esiti della riabilitazionemotoria. La stimolazione magnetica transcranica navigata (nTMS) è stata adottata come metodologia non invasiva e affidabile per la mappatura motoria rispetto alla stimolazione corticalediretta 2. Tuttavia, in assenza di tali strumenti, C3 (emisfero sinistro) e C4 (emisfero destro), definiti dal sistema EEG standard 10-20, sono comunemente utilizzati come indirizzi M1 per laneuromodulazione 3. Tuttavia, studi hanno indicato che C3 potrebbe non rappresentare il reale hotspotM1 4,5 e potrebbe non essere il sito ottimale per la neuromodulazione, poiché produce ampiezze di potenziale evocato motorio (MEP) inferiori rispetto a siti alternativi nella regionecircostante 6. Inoltre, la stimolazione elettrica transcranica ad alta definizione (HD-tES) ha il potenziale di potenziare i suoi effettimodulatori 7,8,9,10; tuttavia, richiede una localizzazione più precisa dell'area di stimolazione bersaglio rispetto ai montaggiconvenzionali 11,12. Pertanto, è necessario un metodo per identificare accuratamente il punto caldo M1 quando strumenti avanzati di neuroimaging non sono accessibili.
L'agopuntura cinese del cuoio capelluto è una tecnica contemporanea che integra i metodi tradizionali cinesi di needling con la neuroanatomia moderna delle aree rappresentative della cortecciacerebrale 13. A differenza dell'agopuntura tradizionale, l'agopuntura del cuoio capelluto prevede l'inserimento sottocutaneo di ago attraverso zone definite che si allineano con le regioni corticali responsabili delle funzioni del sistema nervosocentrale 13. Sono stati sviluppati e utilizzati diversi sistemi di agopuntura per il cuoio capelluto per il trattamento delle disabilità motorie, inclusi quelli istituiti da Jiao, Lin, Jin e Tang, oltre al protocollo cinese14 standardizzato a livello internazionale. Tra questi approcci, l'agopuntura del cuoio capelluto di Jiao integra la neuroanatomia moderna e i principi neurofisiologici con le tecniche tradizionali cinesi di agopuntura, creando un metodo innovativo per modulare la funzione del sistema nervosocentrale 15,16. Tuttavia, resta sconosciuto se i suoi concetti possano essere applicati e validati negli studi sulla neuromodulazione degli arti superiori.
Pertanto, questo protocollo mira a esplorare un nuovo approccio per localizzare il punto caldo M1 del muscolo flessore della dita superficiale (FDS) utilizzando i punti di riferimento dell'agopuntura (AC) del cuoio capelluto e a convalidare questo approccio confrontando l'eccitabilità corticospinale con quella del sito C3 convenzionale prima e dopo l'intervento HD-tES. Tuttavia, l'approccio attuale è stato validato solo in partecipanti sani con punti anatomici del cuoio capelluto chiaramente identificabili e in particolare per il muscolo FDS. Rimane incerto se questo metodo possa essere generalizzato ad altri muscoli dell'arto superiore o applicato a individui con disabilità neurologiche.
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Protocollo
I partecipanti erano adulti sani destrorsi senza precedenti di disturbi neurologici o muscoloscheletrici che interessavano gli arti superiori. Il protocollo di ricerca è stato esaminato e approvato dal Committee for the Protection of Human Subjects (CPHS) presso il Centro di Scienze della Salute dell'Università del Texas a Houston. Il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i partecipanti prima della partecipazione.
1. Preparazione
- Assicurati che i partecipanti si siedano in posizione eretta in una posizione comoda con le braccia appoggiate naturalmente. Il protocollo di localizzazione hotspot M1 FDS richiede un metro a nastro e un marcatore. Il processo per localizzare il punto caldo per la FDS dovrebbe seguire la strategia contemporanea dell'agopuntura del cuoio capelluto.
2. Localizzare il punto motore superiore (UMP)
NOTA: Il Punto Motrice Superiore (UMP) è definito come il punto situato 0,5 cm a posteriore rispetto al punto medio della linea anteriore-posteriore, che si estende dalla glabella (il punto medio tra le sopracciglia) all'inione.
- Allinea il segno "0" del metro a nastro con la glabella (Figura 1A) e assicurati che il nastro sia tenuto dritto e in linea sul cuoio capelluto.
- Allunga il nastro fino all'inione, che è la punta della protuberanza occipitale esterna (Figura 1B).
- Identifica il punto medio tra la glabella e l'inione lungo la linea longitudinale. Da questo punto, misurare 0,5 cm verso il retro e segnare la posizione con un punto visibile.
- Allinea il nastro tra i punti preauricolari sinistro e destro (o l'apice delle orecchie) (Figura 1C), assicurandoti che il nastro sia in livello. Segna il punto medio di questa linea trasversale con un punto visibile.
- Utilizzando il punto medio indicato nel passo 2.4 come riferimento, regolare lateralmente il punto identificato nel passo 2.3, se necessario, per assicurarsi che l'UMP finale sia centrato sul punto medio trasversale (Figura 1D).
Figura 1: Localizzazione del punto motorio superiore. (A) Il punto medio tra le sopracciglia (Glabella). (B) La protuberanza occipitale esterna situata sulla linea mediana dell'osso occipitale (Inion). (C) Il punto preauricolare sinistro, situato anteriormente al trago dell'orecchio. (D) Situato a 0,5 cm posteriori all'intersezione della linea medio sagittale e della linea trasversale che collega i punti preauricolari sinistro e destro; questo punto è definito come Punto Motore Superiore (UMP). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
3. Localizzare il punto motore inferiore (LMP)
NOTA: Il Punto Motorio Inferiore (LMP) è definito come l'intersezione della linea che si estende dall'estremità laterale del sopracciglio all'inione con la linea frontale anteriore.
- Allinea il segno "0" del metro a nastro con l'estremità laterale del sopracciglio sul lato sinistro del viso (Figura 2A).
- Allunga il metro da questo punto fino all'inion, seguendo un percorso diagonale rettilineo attraverso il cuoio capelluto (Figura 2A).
- Identifica e segna con un punto visibile il punto in cui questa linea diagonale interseca la linea frontale anteriore. Questo punto è definito come la LMP (Figura 2B).
4. Localizzare il hotspot (AC) dell'M1 FDS
NOTA: Il punto caldo M1 FDS è definito come il punto situato a due quinti della distanza dal Punto Superiore (Up) al Punto Motore Inferiore (LMP) lungo la linea dell'area motoria (Figura 2C).
- Allinea il segno "0" del metro a nastro con il Punto Motore Superiore (UMP) ed estendi il metro fino al Punto Motore Inferiore (LMP).
- Annota la distanza totale tra UMP e LMP.
- Misurare e segnare con un punto visibile il punto situato a 2/5 di questa distanza dall'UMP. Questo punto è definito come l'hotspot AC.
Figura 2: Localizzazione del punto motorio inferiore e dell'hotspot FDS. (A) L'intersezione della linea che si estende dall'estremità laterale del sopracciglio all'inione con la linea frontale anteriore. (b) Il Punto Motore Inferiore (LMP). (C) Il Punto Motore Superiore (UMP), il hotspot FDS (AC) e la LMP. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
5. Validazione dell'hotspot (AC) M1 FDS
NOTA: Istruisci i partecipanti a sedersi su una sedia adattata a un'altezza comoda, a mettere la mano destra su un morbido cuscino e a rilassarsi durante la sessione di stimolazione.
- Posizionare elettrodi per elettromiografia bipolare superficiale (EMG) sul ventre del muscolo flessore destro della dita superficiale (FDS) e impostare la frequenza di campionamento a 2 kHz (Figura 3A).
- Segna il sito C3 basandosi sul sistema EEG internazionale10-20 17.
- Segna il hotspot FDS (AC) utilizzando l'approccio proposto.
- Posiziona la bobina TMS tangenzialmente sopra il cuoio capelluto nel sito AC, con il manico rivolto all'indietro a un angolo di 45° (Figura 3B).
- Inizia dal 30% dell'output massimo TMS e somministra una stimolazione a impulso singolo.
- Aumentare gradualmente l'intensità per determinare la soglia motore a riposo (RMT)18..
- Imposta l'intensità di stimolazione al 120% del RMT e registra almeno 20 MEP consecutivi sia nei siti AC che C3.
Figura 3: posizionamento dell'elettrodo EMG e della bobina TMS. (A) il posizionamento degli elettrodi EMG bipolari presso il FDS e (B) il posizionamento del TMS a singolo impulso presso il punto caldo del FDS M1. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
6. Intervento HD-tES
- Istruisci i partecipanti a sedersi comodamente su una sedia con le mani appoggiate su un tavolo o un bracciolo.
- Adatta il cappuccio EEG secondo il protocollostandard 17, assicurando un corretto allineamento con i punti di riferimento del cuoio capelluto (nasion e inion).
- Posizionare un elettrodo sopra il sito bersaglio (AC o C3) e posizionare quattro elettrodi di riferimento in modo uniforme attorno all'area bersaglio per garantire una distribuzione stabile della corrente (Figura 4). Applicare gel conduttivo su tutti i siti degli elettrodi per ridurre l'impedenza.
- Controlla l'impedenza dell'elettrodo utilizzando il misuratore di impedenza integrato nello stimolatore e assicurati che i valori siano inferiori a 2 kΩ.
- Imposta i parametri di stimolazione a 2 mA di intensità e 21 Hz di frequenza per una durata di 20 minuti.
- Accendi l'HD-tES e aumenta gradualmente l'intensità a 2 mA su 30 secondi.
- Monitora le reazioni del partecipante durante la stimolazione, controllando segni di fastidio, irritazione cutanea o sensazioni insolite.
- Dopo 20 minuti, spegni il dispositivo, rimuovi con cura gli elettrodi e pulisci le aree del cuoio capelluto.
Figura 4: L'allestimento di HD-tES. L'elettrodo centrale è indirizzato a C3 o AC con 4 elettrodi di riferimento situati nei canali circostanti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Risultati
I risultati hanno rivelato tre risultati chiave: i) Il metodo proposto (AC), basato sull'agopuntura guidata dalla neuroanatomia del cuoio capelluto, ha identificato con successo il punto caldo M1 per il muscolo FDS, poiché si sovrapponeva al punto caldo guidato dalla TMS. ii) Il punto caldo identificato dell'M1 FDS non si sovrapponeva al sito C3 convenzionalmente mirato; inoltre, il sito AC mostrava ampiezze MEP di base più elevate rispetto a C3. iii) L'intervento HD-tACS nel sito AC ha ...
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Discussione
In questo studio, è stato sviluppato un approccio innovativo per localizzare il punto caldo M1 per il muscolo FDS basato sui punti di riferimento dell'agopuntura del cuoio capelluto. Il sito AC proposto mostrava un forte potenziale come hotspot M1 per il muscolo FDS, con ampiezze MEP di base e post-modulazione più elevate rispetto al sito C3 usato convenzionalmente.
Il tratto corticospinale è uno dei percorsi discendenti più critici che originano dalla cortecc...
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Dichiarazioni
Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti noti o relazioni personali che possano aver influenzato il lavoro riportato in questo articolo.
Ringraziamenti
Gli autori ringrazionano il dottor Yingchun Zhang, Professore nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica dell'Università di Miami, per aver fornito preziose indicazioni e competenze nell'esecuzione dell'analisi EMG.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Electrode Gel & nbsp; | Soterix Medical Inc., New York, USA | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gel | |
| EMG | TMSi, Oldenzaal, Paesi Bassi | https://www.tmsi.artinis.com/product-overview | |
| Stimolazione elettrica transcranica ad alta definizione (HD-tES) e nbsp; | Soterix Medical Inc., New York, USA | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/4x1 | |
| TMS (Magstim Bistim² 200) | Magstim Company Ltd., Whitland, Galles, Regno Unito | 3231-00 |
Riferimenti
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