Valutazione non invasiva dei cambiamenti nella trasmissione corticomoturonale negli esseri umani

L'obiettivo generale di questo esperimento neurofisiologico è quello di valutare i cambiamenti nella trasmissione delle sinapsi corticomotoneuronali nell'uomo dopo la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva. La tecnica di condizionamento H-Reflex può aiutare e interrogare la psiche nel campo delle neuroscienze, come, ad esempio, comprendere meglio i meccanismi di base e i siti della neuroplasticità. Eravamo particolarmente interessati alla plasticità che avviene tra il tratto corticospinale e il motoneurone, la sinapsi corticomotoneuronale.

Il vantaggio principale di questa tecnica, rispetto ai potenziali di misura e composti, è che è possibile misurare l'input sinaptico prodotto da distinte connessioni corticospinali ai motoneuroni spinali. Ci sono almeno due ulteriori vantaggi dei riflessi H condizionati rispetto ai potenziali composti. In primo luogo, è possibile rilevare le influenze anche di raffiche corticospinali deboli e, in secondo luogo, è possibile valutare gli effetti delle raffiche corticospinali a latenza più lunga.

Prima dell'esperimento, esaminare prima il soggetto per i rischi medici della TMS come la storia di crisi epilettiche, ottenere il consenso scritto e informato e informare il soggetto sullo scopo dell'esperimento. Preparare la pelle per il posizionamento dell'elettrodo superficiale sul muscolo soleo radendola, disinfettandola con propanolo e applicando una leggera abrasione cutanea. Quindi, posizionare gli elettrodi di superficie per misurare le risposte elettrofisiologiche.

Controllare i segnali EMG sullo schermo, mentre il soggetto esegue la flessione plantare e dorsale. Per il condizionamento H-Reflex, utilizzare prima il nastro adesivo per fissare un anodo di cinque centimetri per cinque sulla parte anteriore del ginocchio, appena sotto la rotula. Applicare la stimolazione con impulsi a onda quadra della durata di un millisecondo e spostare il catodo sulla fossa poplitea, fino a individuare la posizione ottimale per la stimolazione.

Quindi, posizionare un elettrodo autoadesivo sulla pelle e fissarlo in posizione con del nastro adesivo. Prima dell'esperimento, registrare prima una curva di reclutamento HM. Calcola i riflessi H e le onde M come ampiezze EMG da picco a picco online nel software di registrazione.

Regola la dimensione dell'H-Reflex al 20% dell'onda M massima. Innanzitutto, eseguire la procedura di calibrazione per il sistema neuro-navigazionale. Utilizzare una bobina a forma di otto per stimolare l'area corticale motoria del soggetto, controlaterale agli elettrodi posizionati.

Per trovare il punto di stimolazione ottimale, posizionare prima la bobina un centimetro davanti al vertice. Puntare la maniglia della bobina all'indietro per evocare un flusso di corrente indotta da posteriore a anteriore al centro della bobina. Identificare la posizione in cui i potenziali evocati motori possono essere evocati con la minima intensità di stimolazione.

A questo punto, appoggia la testa del soggetto sul tavolo e usa della schiuma rigida per evitare il movimento. Utilizzare un sistema di navigazione TMS guidato da immagini per monitorare la posizione della bobina e della testa durante l'esperimento. Quindi, fissare la bobina a un supporto e la testa del soggetto alla sedia e fissare la bobina con strisce di velcro alla testa.

Successivamente, determinare l'intensità minima richiesta per evocare potenziali evocati dal motore con ampiezze EMG da picco a picco superiori a 50 micro-volt in sei prove consecutive su 10. Questa è la soglia motoria a riposo del soggetto. Posizionare anche una bobina magnetica a doppio cono alla giunzione cervicommidollare per eccitare gli assoni del tratto corticospinale.

Posizionare la bobina in modo che la derivata prima della corrente indotta sia diretta cranialmente e che la sua posizione centrale sia sopra o vicino all'enio. Per iniziare, per prima cosa fai attenzione a garantire che le dimensioni del controllo H-Reflex rimangano costanti per tutta la durata dell'esperimento. Se viene rilevata una deviazione, regolare l'intensità della stimolazione prima della prova consecutiva.

Ora, regola l'intensità di stimolazione della bobina TMS sulla corteccia motoria tra il 90% e il 100% della soglia motoria del soggetto. Impostare anche l'intensità della stimolazione cervico-midollare al 100% della potenza massima dello stimolatore. Inizia condizionando il riflesso H con la stimolazione sulla corteccia motoria a riposo.

Applicare la TMS e la stimolazione dei nervi periferici variando i tempi tra i due stimoli per consentire la valutazione dei cambiamenti nella trasmissione corticomotoneuronale. Inizia con un intervallo interstimolo di cinque millisecondi negativi, il che significa che la stimolazione dei nervi periferici è illecita cinque secondi prima della TMS, quindi modifica questo intervallo in passi di millisecondi da cinque millisecondi negativi a un millisecondo. A seconda dell'intervallo interstimolo, il riflesso H può essere spostato in avanti rispetto alla volée discendente dove può essere spostato a destra, in modo da poter testare le vie corticospinali più lente.

Varia l'intervallo in modo casuale da una prova all'altra, per eliminare i pregiudizi dovuti all'ordine degli stimoli e imposta la pausa tra le prove di stimolazione a quattro secondi. La facilitazione precoce dovrebbe avvenire intorno a intervalli da quattro a due millisecondi negativi. Successivamente, condizionare il riflesso H utilizzando la stimolazione magnetica sulla giunzione cervico-midollare.

Utilizzare intervalli di interstimolo compresi tra nove e tre millisecondi negativi in incrementi di un millisecondo. Applicare questi intervalli TMS su entrambe le posizioni insieme in ogni prova e registrare il riflesso H di controllo risultante e i potenziali evocati dal motore. Utilizzare il controllo H-Reflex come riferimento per gli H-Reflex condizionati e il potenziale evocato dal motore di controllo per garantire condizioni di stimolazione comparabili.

Una volta completata la pre-misurazione, impostare l'intensità della stimolazione su 1,2 volte la soglia motoria del soggetto e applicare l'intervento TMS lento e ripetitivo. Stimolare la corteccia motoria primaria a un hertz per 20 minuti per indurre una soppressione duratura dell'eccitabilità corticospinale. Qui viene visualizzata una curva di condizionamento H-Reflex dopo il condizionamento M1, mentre qui viene mostrata la curva di condizionamento H-Reflex dopo il condizionamento CMS.

La facilitazione precoce con TMS sulla corteccia motoria primaria si verifica intorno a intervalli interstimolo di tre millisecondi negativi. Si noti che la facilitazione precoce dopo il condizionamento della CMS si verifica circa tre o quattro millisecondi prima a un intervallo interstimolo di circa sette millisecondi negativi. Qui vengono visualizzate le medie di 10 tracce per un soggetto rappresentativo prima e dopo l'intervento rTMS.

Si può vedere che i riflessi H condizionati, che rappresentano la facilitazione precoce, si riducono sia dopo il condizionamento M1 che dopo il condizionamento CMS. Mentre, i riflessi H di controllo rimangono invariati. E qui, viene visualizzata la media di due soggetti che mostra la stessa riduzione del pattern sia in M1 che in CMS-condizionato ai riflessi H senza alcun cambiamento nel controllo H-Reflex.

Una volta padroneggiato, questo protocollo può essere eseguito in circa 90-120 minuti. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante mantenere costante la dimensione dell'H-Reflex. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come applicare gli stimoli condizionanti sulla corteccia motoria primaria e sulla giunzione cervico-midollare.

Questo viene utilizzato per rilevare la facilitazione precoce, che rappresenta l'input sinaptico ai motoneuroni spinali mediato dalle connessioni corticospinali più veloci.