L'inibizione intracorticale all'interno della corteccia di motore primaria può essere modulata modificando al centro dell'attenzione

L'obiettivo generale di questi due protocolli di stimolazione magnetica transcranica è quello di studiare l'attività dei circuiti inibitori intracorticali all'interno della corteccia motoria primaria o M1 durante l'esecuzione di compiti motori in diversi focolai attentivi. Sebbene molti studi abbiano stabilito il vantaggio di un focus di attenzione esterno rispetto a uno interno, si sa poco sui meccanismi neurali sottostanti. Nonostante l'aumento delle prestazioni motorie, un focus esterno dell'attenzione è solitamente accompagnato da una diminuzione dell'attività muscolare, quindi abbiamo ipotizzato che potrebbero essere coinvolti meccanismi inibitori.

I metodi TMS applicati, vale a dire subTMS e SICI, consentono di comprendere meglio l'impatto dei focolai attenzionali sull'attività dei circuiti inibitori all'interno della corteccia motoria primaria. Il vantaggio principale della tecnica di stimolazione magnetica transcranica sottosoglia è che non vi sono artefatti di movimento a causa di una bassa intensità di stimolazione. Al contrario, il protocollo convenzionale a impulsi accoppiati utilizza intensità di stimolazione più elevate e quindi porta a contrazioni muscolari.

Tuttavia, questo metodo è ben consolidato e il suo impatto sui seni GABAerici è studiato a fondo. Inizia facendo sedere il partecipante sulla sedia di prova e posizionando un monitor a un metro di fronte a lui. Successivamente, posiziona il braccio sinistro in una posizione comoda e rilassata sotto il tavolo appoggiato sulla gamba sinistra.

Posizionare il braccio destro del soggetto in una stecca per cintura personalizzata in posizione pronata. Allineare l'articolazione del dito con l'accesso di rotazione del dispositivo su misura. Una volta trovata la posizione ottimale, scattare una foto delle posizioni laterale anteroposteriore e mediale della stecca per utilizzare posizioni comparabili per ogni sessione dell'esperimento.

Iniziare allineando l'asse di rotazione del goniometro e l'articolazione metacarpo-falangea. Posizionare il trasduttore di forza in modo da consentire le massime contrazioni volontarie. Quindi, chiedi al partecipante di eseguire tre abduzioni isometriche massimali del dito indice con una pausa di 30 secondi tra ogni contrazione e determinare la Fmax.

Nota Il partecipante deve spingere la leva contro il trasduttore di forza senza alcuna istruzione sul centro dell'attenzione. Dopo le contrazioni massimali, rimuovere il trasduttore di forza che consente al dito indice di muoversi liberamente sul piano trasversale. Quindi, riempire una bottiglia d'acqua per un importo che rappresenta il 30% di Fmax e fissare il peso di Fmax alla corda del dispositivo.

Chiedi al partecipante di tenere il dito nella posizione target contrastando il peso, eseguendo un'abduzione del dito indice. Chiedi loro di eseguire l'attività fino all'errore dell'attività. Premere il pulsante di registrazione sul software di registrazione per avviare la registrazione del segnale del goniometro e attendere fino all'errore dell'attività.

Una volta raggiunto l'errore dell'attività, premere il pulsante di arresto della registrazione sul software di registrazione per interrompere la registrazione e salvare il segnale del goniometro sul computer. Infine, rimuovere la mano del partecipante dalla stecca ortopedica. Iniziare posizionando gli elettrodi di superficie bipolari argento-cloruro d'argento in un montaggio pancia-tendine sul muscolo FDI con una distanza tra gli elettrodi di un centimetro.

Collegare il cavo EMG o il muscolo FDI e il cavo del goniometro a un amplificatore EMG e a un convertitore AD. Infine, utilizzare gli elettrodi di superficie per registrare e misurare l'attività muscolare nelle risposte elettrofisiologiche suscitate dalla stimolazione cerebrale dal muscolo IDE. Inizia posizionando i pennarelli riflettenti sulla fronte del partecipante con del nastro biadesivo.

Utilizzare una bobina a forma di otto collegata a uno stimolatore TMS per erogare stimoli all'area motoria controlaterale. Quindi, trova la posizione ottimale, o punto caldo, della bobina rispetto al cranio per suscitare potenziali evocati motori, MEP, nel muscolo FDI eseguendo una procedura di mappatura classica. Per fare ciò, posizionare la bobina a circa 0,5 centimetri anteriormente al vertice e sopra la linea mediana con la maniglia della bobina rivolta a 45 gradi verso la fronte controlaterale.

Abitua il partecipante agli stimoli TMS avviando le intensità al di sotto del 25% della potenza massima dello stimolatore, o MSO. Quindi, inizia ad aumentare l'intensità della stimolazione e muovi la bobina in direzione laterale mediale e rostro-frontale per scoprire il punto caldo. Una volta trovato l'hot spot, registrare la posizione ottimale con il sistema di neuronavigazione.

Determinare la soglia attiva del motore, o AMT, regolando l'intensità dell'uscita dello stimolatore. Quindi, riempi una bottiglia d'acqua con il peso che rappresenta il 10% di Fmax. Assicurarsi che il partecipante rimanga in una posizione rilassata e comoda.

Quindi, trovare l'intensità ottimale per suscitare la soppressione EMG indotta da subTMS diminuendo con successo in incrementi del 2% MOS dall'AMT determinato in precedenza. Quindi, chiedi ai partecipanti di eseguire alcune prove pratiche per abbinare la forza bersaglio. Chiedi al partecipante di eseguire quattro abduzioni isometriche separate del dito indice al 10% di Fmax e di registrare il segnale EMG dell'FDI.

Registra 40 studi con e 40 studi senza TMS con ISI randomizzati per ogni condizione in un ordine controbilanciato. Utilizzare la stessa intensità di stimolazione ottimale precedentemente determinata. L'insorgenza della soppressione EMG subTMS è definita come il momento in cui la differenza tra gli studi con e quelli senza TMS è negativa per almeno quattro millisecondi in una finestra temporale da 20 a 50 millisecondi dopo la TMS.

Infine, per condurre l'impulso TMS accoppiato, spostare la bobina sul punto caldo a M1. Impostare l'intensità sullo stimolatore, l'ISI, a 2,5 millisecondi nell'intervallo tra TMS accoppiato e a impulsi singoli a 0,25 hertz. Infine, chiedi al partecipante di eseguire quattro abduzioni isometriche separate del dito indice al 10% di Fmax e di registrare il segnale EMG dell'FDI. Durante la contrazione isometrica, registrare 20 stimoli TMS per ogni condizione in un ordine controbilanciato.

La quantità di inibizione intracorticale a breve intervallo è definita come il rapporto tra l'impulso singolo MEP di controllo e l'impulso accoppiato MEP condizionato. Il TTF è stato prolungato quando i partecipanti hanno adottato un focus di attenzione esterno piuttosto che interno. Poiché vengono utilizzate intensità sottosoglia, non ci sono contrazioni muscolari indotte dalla stimolazione che possono disturbare le prestazioni motorie.

I risultati hanno indicato che la soppressione EMG indotta da subTMS è stata immediatamente migliorata quando si utilizza una EF rispetto a una IF. Inoltre, quando hanno adottato una EF, i partecipanti hanno mostrato una maggiore inibizione intracorticale a breve intervallo. Questo è ben in linea con i risultati della subTMS e suggerisce che i neuroni GABAergici che costituiscono i circuiti inibitori intracorticali sono modulati in modo diverso all'interno dell'M1 a seconda del tipo di focus attentivo. Una volta padroneggiato, questo protocollo può essere eseguito in circa 90 minuti se eseguito correttamente.

Durante il tentativo della procedura TMS sottosoglia, è importante impostare la giusta intensità di stimolazione per ottenere la soppressione EMG indotta da subTMS nel muscolo FDI. A tal fine, è importante fare una media di almeno 40 prove con stimolazione e 40 prove senza stimolazione. Oltre ai protocolli subTMS e TMS a impulsi accoppiati che misurano l'inibizione intracorticale all'interno di M1, è possibile eseguire altri metodi, come la misurazione dell'inibizione del circondare, al fine di rivelare ulteriori meccanismi che potrebbero essere coinvolti per aumentare l'efficienza del compito con un focus dell'attenzione esterno rispetto a quello interno.

Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come applicare la subTMS e la TMS a impulsi accoppiati sulla corteccia motoria primaria. Questi metodi possono essere utilizzati per studiare l'impatto di diversi focolai attentivi sull'attività della corteccia motoria primaria.