Name: Induzione standardizzata e valutazione della plasticità corticale simile al potenziamento a lungo termine mediante stimolazione magnetica transcranica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-11-07T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Scopri come indurre e valutare la plasticità corticale simile al potenziamento a lungo termine mediante stimolazione magnetica transcranica guidata da neuronavigazione. Questo metodo standardizzato migliora la riproducibilità degli studi sulla plasticità sinaptica.

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Il Comitato Etico del Primo Ospedale Affiliato con l'Università di Medicina di Nanchino ha approvato i protocolli (numero 2023-SR-789) e il protocollo è stato registrato nel Registro cinese degli studi clinici (numero ChiCTR2400082549). Tutte le procedure sono state condotte in conformità con la Dichiarazione di Helsinki. Il consenso informato scritto è stato ottenuto prima dell'arruolamento nello studio.
1. Procedura di consenso
<ol>
	<li>Prima di qualsiasi valutazione, spiegare l'obiettivo o gli obiettivi della valutazione, le principali procedure sperimentali e gli eventuali potenziali fattori di rischio associati allo studio. Rispondi a qualsiasi domanda o dubbio. Richiedi la conferma del processo di consenso e la firma sul modulo di consenso informato.</li>
	<li>Il mancato rispetto dei criteri di sicurezza TMS costituisce motivo di esclusione. Poni le seguenti domande con le risposte documentate. Una risposta affermativa a qualsiasi criterio costituisce motivo di esclusione: Hai impianti metallici o dispositivi incompatibili con la TMS (ad es. pacemaker, impianti cocleari, clip per aneurisma)? Hai una storia di epilessia o convulsioni o una storia familiare di epilessia? Stai attualmente assumendo farmaci che possono indurre convulsioni? Hai gravi deficit cognitivi o di comunicazione che impedirebbero la partecipazione allo studio? Ha gravi disturbi del rachide cervicale (ad esempio, stenosi cervicale o instabilità spinale)? Hai lesioni dirette o difetti del cranio nell'area di stimolazione? Se sei una donna in età fertile: sei incinta o forse incinta? Se si sospetta una gravidanza, eseguire un test HCG nel sangue o nelle urine ed escludere i casi positivi.</li>
</ol>
2. Preparazione del modello di testa utilizzando un sistema di neuronavigazione
<ol>
	<li>Utilizza il sistema di neuronavigazione (versione 2.5.3.50294) in tutto il protocollo per guidare il posizionamento della bobina, registrare i punti di riferimento anatomici, calibrare la bobina e mantenere un posizionamento coerente della bobina durante la determinazione RMT e la stimolazione iTBS.</li>
	<li>Configurazione del sistema di neuronavigazione: utilizzare il sistema per ottenere un feedback visivo in tempo reale sulla posizione della bobina TMS e sul suo allineamento rispetto ai punti di riferimento anatomici, garantendo un targeting accurato durante l'identificazione funzionale dell'hotspot motorio nella corteccia motoria primaria (M1) corrispondente al muscolo bersaglio controlaterale20.</li>
	<li>Definizione del modello tridimensionale (3D) della testa: Generare il modello 3D della testa utilizzando i modelli cerebrali standard forniti all'interno del software di neuronavigazione o costruito da singole scansioni di risonanza magnetica (MRI). Selezionando la modalità RM individuale o la modalità modello standard, è possibile registrare i punti di riferimento anatomici sui piani assiale, sagittale e coronale. Esegui la segmentazione della superficie del cuoio capelluto per generare un modello tridimensionale della testa.</li>
	<li>Calibrazione della bobina<ol>
		<li>Dopo aver completato la registrazione del modello di testa, eseguire la calibrazione della bobina per garantire un tracciamento preciso in tempo reale all'interno del sistema di neuronavigazione. Navigare tra le impostazioni TMS, fare clic su Selezione bobina&gt; Calibra facce utensile. Posizionare la bobina TMS, dotata di marcatori riflettenti, su un blocco di calibrazione designato. Allineare i punti fiduciali sulla bobina fisica con i punti corrispondenti sul blocco di calibrazione sotto la guida del software.</li>
		<li>Dopo la calibrazione iniziale, seguire le istruzioni del sistema per posizionare la bobina sopra il blocco di calibrazione per confermare la precisione. Fare clic su Calibra per avviare la calibrazione automatica. Accettare solo calibrazioni con un errore spaziale inferiore a 3 mm21. In caso contrario, eseguire la ricalibrazione. Assicurati che la posizione, l'orientamento e l'angolo di inclinazione della bobina possano essere monitorati in modo affidabile durante l'intera sessione TMS22.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Identificazione dell'hotspot del motore
<ol>
	<li>Posizionamento del partecipante: chiedi al partecipante di sedersi su una sedia comoda con supporto per la schiena e le braccia per ridurre al minimo il movimento della testa e del corpo. Tenere entrambe le mani completamente rilassate e ferme durante la procedura. Evitare movimenti della mano non mirati che potrebbero confondere le misure.</li>
	<li>Configurazione del tracciamento della testa: Attacca i marcatori riflettenti a infrarossi sulla fronte per consentire il monitoraggio in tempo reale della posizione della testa durante la sessione. Fissare i marcatori con toppe adesive e assicurarsi che siano riconosciuti dal sistema di neuronavigazione, indicato da marcatori verdi (i marcatori non riconosciuti appaiono in rosso).</li>
	<li>Registrazione del punto di riferimento: utilizzare un puntatore tracciato per contrassegnare in sequenza tre punti di riferimento anatomici sul cuoio capelluto: la nasion, la tacca sopratragica sinistra e la tacca sopratragica destra. Consentire al sistema di neuronavigazione di registrare spazialmente la posizione effettiva della testa con il modello 3D della testa23.</li>
	<li>Campionamento della forma della testa: utilizzare il puntatore per raccogliere da 200 a 300 punti aggiuntivi sul cuoio capelluto per migliorare la precisione della registrazione24. Consenti al software di adattare automaticamente un modello di forma della testa personalizzato basato su questi punti per ottimizzare l'allineamento tra le immagini MRI e il sistema di coordinate effettivo25.</li>
	<li>Registrazione EMG: posizionare l'elettrodo di registrazione sopra la pancia del muscolo abduttore breve del pollice (APB) bersaglio e l'elettrodo di riferimento vicino all'articolazione interfalangea del pollice, a circa 2 cm di distanza26. Registrare i MEP a una frequenza di campionamento di 100 kHz con una risoluzione minima di &lt;0,2 μV e un intervallo di risposta in frequenza di 1-25 kHz, mentre le impedenze degli elettrodi sono state mantenute al di sotto di 5 kΩ. Assicurarsi che il segnale EMG di base mostri un rumore minimo, una forma d'onda stabile e nessuna deriva evidente o interferenza elettrica prima di procedere27.</li>
	<li>Determinare l'hotspot del motore<ol>
		<li>Determinare le coordinate M1 somministrando TMS a impulsi singoli (bobina a forma di otto, 70 mm) a circa 5 cm lateralmente e 0-1 cm anteriormente rispetto al vertice28, controlaterale al muscolo bersaglio per ottenere la massima ampiezza MEP, facilitando la localizzazione precisa del punto caldo motorio. Tenere la mano completamente rilassata per evitare la contrazione muscolare volontaria che potrebbe interferire con le misurazioni MEP.</li>
		<li>Orientare l'impugnatura della bobina di 45° posteriormente alla linea mediana per trasmettere la corrente elettromagnetica perpendicolarmente al solco centrale29. Muovere sistematicamente la bobina a passi di 1 cm attorno alla regione M1 contrassegnata in tutte le direzioni, comprese la parte anteriore, posteriore, mediale e laterale30, a intervalli di 5 s31. Definisci l'hotspot motorio come il sito che produce la massima ampiezza MEP nell'APB32 rilassato.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Marcatura dell'hotspot motorio: una volta identificato l'hotspot motorio funzionalmente definito, contrassegnarlo immediatamente all'interno del sistema di neuronavigazione. Al momento della marcatura, consentire al sistema di registrare automaticamente i parametri spaziali chiave, tra cui la distanza tra la bobina e il punto di destinazione, la deviazione di inclinazione e la deviazione di rotazione. Utilizzare queste metriche per garantire un posizionamento preciso e riproducibile della bobina durante la procedura di stimolazione33.</li>
</ol>
4. Determinazione dell'RMT
<ol>
	<li>Misurare l'ampiezza picco-picco utilizzando i dati EMG di superficie per ottenere il MEP, applicando la stessa configurazione EMG e gli stessi parametri descritti nel passaggio 3.5. Definire l'RMT come l'intensità minima dello stimolo che suscita un MEP con ampiezze picco-picco superiori a 50 μV in almeno cinque dei dieci studi consecutivi di TMS a impulso singolo28.</li>
</ol>
5. Valutazione della plasticità LTP-like
<ol>
	<li>Valutazioni di base: Registrare 20 MEP consecutivi evocati da TMS a intervalli di 5 s nell'hotspot motorio. Impostare l'intensità dello stimolo dei MEP al 120% RMT, che evoca MEP di circa 1 mV34.</li>
	<li>Induzione della plasticità LTP-like: Erogare la stimolazione utilizzando un dispositivo TMS (bobina a forma di otto, 70 mm). Applicare iTBS sull'hotspot del motore a un'intensità dell'80% RMT per indurre una plasticità simile a LTP. Utilizzare il protocollo iTBS che consiste in raffiche di tre stimoli a 50 Hz ripetuti a 5 Hz. Ripetere un treno di 2 s di questo stimolo a impulsi seguito da 8 s di riposo per un totale di 200 s (600 impulsi)10.</li>
	<li>Valutazione della plasticità: registrare 20 MEP a 5 minuti, 10 minuti, 15 minuti e 30 minuti dopo l'intervento iTBS utilizzando la stessa intensità di stimolazione (120% RMT) per valutare la plasticità35.</li>
	<li>Quantificazione della plasticità LTP-like: calcolare l'ampiezza media picco-picco dei 20 MEP registrati in ogni punto temporale (basale, 5 min, 10 min, 15 min e 30 min post-iTBS) per riflettere quantitativamente l'eccitabilità corticale36. Le ampiezze MEP post-stimolazione sono espresse come rapporto normalizzato rispetto al basale per standardizzare le misure di eccitabilità tra sessioni e individui. Il risultato è l'ampiezza MEP grezza e l'ampiezza MEP normalizzata al punto temporale finale post-iTBS, che rappresenta l'effetto del trattamento37.</li>
	<li>Calcola l'ampiezza MEP normalizzata in ogni punto temporale come: 
	<img alt="Equazione 1" src="/files/ftp_upload/69425/69425eq1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1"> Classificare gli individui con un valore MEP normalizzato medio generale &gt;1,1 come facilitato, &lt;0,9 come inibito e tra 0,9 e 1,1 come invariato dopo ciascuna condizioneiTBS 38.</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Bobina TMS da 70 mm</td><td>Yiruide Co., Wuhan, Cina</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elettrodi superficiali per elettromiografia</td><td>Cathay, Shanghai, Cina</td><td>CM25R</td><td></td></tr><tr><td>Sistema elettromiografico</td><td>Yiruide Co., Wuhan, Cina</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Puntatore di neuronavigazione</td><td>ANT Neuro, Germania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Marcatori riflettenti per la neuronavigazione</td><td>ANT Neuro, Germania</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sistema di neuronavigazione</td><td>ANT Neuro, Germania</td><td>Visor2, versione 2.5.3.50294</td><td></td></tr><tr><td>Stimolatore TMS</td><td>Yiruide Co., Wuhan, Cina</td><td>NS5000</td><td></td></tr></tbody></table>

induzione standardizzata e valutazione della plasticità corticale simile al potenziamento a lungo termine mediante stimolazione magnetica transcranica

Standardized Induction and Assessment of Long-term Potentiation-like Cortical Plasticity Using Transcranial Magnetic Stimulation

Durante la dimostrazione, è stato utilizzato un sistema di neuronavigazione per guidare il posizionamento accurato della bobina TMS sul punto caldo del motore, fornendo un feedback spaziale in tempo reale e riducendo al minimo la variabilità del posizionamento della bobina. Un dispositivo TMS (bobina a forma di otto, 70 mm) ha fornito la stimolazione per tutta la sessione. Per illustrare la procedura, di seguito vengono presentati i risultati rappresentativi di un partecipante. Le ampiezze MEP registrate hanno mostrato r...

Induzione standardizzata e valutazione della plasticità corticale simile al potenziamento a lungo termine mediante stimolazione magnetica transcranica

In recent years, transcranial magnetic stimulation (TMS) has emerged as a non-invasive, low-cost, and effective technique for assessing synaptic changes ...

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Neuroscience

Neuroscienze

Stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un strumento non invasivo per ottenere informazioni sulla fisiologia e la funzione del sistema nervoso umano. Qui, presentiamo le nostre tecniche di TMS per studiare l'eccitabilità corticale dell'arto superiore e della muscolatura lombare.

Utilizzando la Stimolazione Magnetica Transcranica per studiare il sistema neuromuscolare umano

Fonte: Charalambos, C. C., et al. Valutazione bilaterale delle vie corticospinali dei muscoli della caviglia mediante stimolazione magnetica transcranica navigata. J. Vis. Exp. (2019)Questo video mostra il metodo per valutare le vie corticospinali dei muscoli delle gambe utilizzando la stimolazione magnetica transcranica (TMS). Le risposte muscolari attive e a riposo vengono registrate da un emisfero cerebrale per valutare la funzione corticomotoria controlaterale dei muscoli delle gambe.

Valutazione delle vie corticospinali mediante stimolazione magnetica transcranica

Fonte: Lioumis, P. et al. Stimolazione magnetica transcranica combinata ed elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale.  J. Vis. Exp. (2018)Questo video mostra un protocollo per combinare la stimolazione magnetica transcranica e l'elettroencefalografia per valutare l'eccitabilità corticale e l'equilibrio tra eccitazione e inibizione nella corteccia prefrontale dorsolaterale.

Stimolazione magnetica transcranica combinata ed elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale

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Modulazione dell'eccitabilità corticale in un ratto mediante stimolazione magnetica transcranica ripetitiva

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L&#39;uso di Spettroscopia di Risonanza Magnetica come uno strumento per la misura della Bi-emisferici transcraniali elettrici effetti di stimolazione sul motore principale Cortex Metabolismo

Transcranica stimolazione in corrente continua (tDCS) è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva. E 'stato utilizzato con successo nella ricerca di base e impostazioni cliniche di modulare la funzione del cervello nell'uomo. Questo articolo descrive l'implementazione di tDCS e simultanea risonanza magnetica funzionale (fMRI), per indagare le basi neurali degli effetti tDCS.

Transcranica diretta stimolazione corrente e simultanea Magnetic Resonance Imaging funzionale

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Il protocollo presentato qui è per gli studi di TMS-EEG che utilizzano paradigmi di progettazione di eccitabilità intracorticale test-retest. L'intento del protocollo è quello di produrre misure di eccitabilità corticale affidabile e riproducibile per la valutazione neurofisiologica funzionamento correlati agli interventi terapeutici nel trattamento delle malattie neuropsichiatriche come depressione maggiore.

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Misurazione e manipolazione dei percorsi neurali funzionalmente specifici nel sistema motorio umano con stimolazione magnetica transcranica

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Test di stimolazione magnetica transcranica convenzionali e con tracciamento delle soglie per il funzionamento con una sola mano

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