Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Intracortical hæmning inden for den primære Motor Cortex kan gradueres ved at ændre fokus for opmærksomhed

Published: September 11, 2017 doi: 10.3791/55771
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Department of Medicine, Movement and Sport Sciences, University of Fribourg

Summary

Dette manuskript beskriver ved hjælp af to forskellige transkranial magnetisk stimulation (TMS) protokoller, hvordan at måle og sammenligne kortikale hæmning inden for den primære motor cortex, når det vedtager forskellige attentional foci.

Abstract

Det er almindeligt anerkendt, at en ekstern fokus (UDDRIVNINGSFRAKTION) sammenlignet med et indre fokus (IF) forbedrer ydeevnen og motoriske læring. Undersøgelser har vist fordele i præcision, balance, tvinge produktionen, jumping ydeevne, bevægelse hastighed, iltforbrug, og trættende opgave. Selv om adfærdsmæssige resultaterne af ved hjælp af en EF-strategi er godt udforsket, forbliver de underliggende neurale mekanismer ukendt. En undersøgelse for nylig TMS sammenlignet aktiviteten af den primære motor cortex (M1) mellem en EF og en hvis. Mere præcist viste denne undersøgelse, at når vi vedtager en EF, aktiviteten af intracortical hæmmende kredsløb er forbedret.

På det adfærdsmæssige niveau test denne protokol påvirkning af attentional foci på tid til opgaven fiasko (TTF), når du udfører submaximal sammentrækninger af den første dorsale interosseous (FDI). Derudover beskriver den nuværende papir to TMS protokoller for at vurdere indflydelsen af attentional betingelser på aktiviteten af kortikale hæmmende kredsløb inden for M1. Således, denne artikel beskriver, hvordan du bruger enkelt-puls TMS på intensiteter motor tærsklen (subTMS) og parret puls TMS, inducerende kort-interval intracortical hæmning (SICI), når den anvendes til M1. Som disse metoder er antages for at afspejle lydhørhed af GABAergic hæmmende neuroner, uden at blive ramt af spinal refleks circuitries, er de velegnet til måling af aktiviteten af intracortical hæmmende kredsløb inden for M1.

Resultaterne viser, at lede opmærksomheden eksternt forbedrer motorisk præstation, som deltagerne var i stand til at forlænge tiden til opgave fiasko. Endvidere, resultaterne var ledsaget af en større subTMS-induceret Elektromyografi undertrykkelse og SICI når det vedtager en EF i forhold til en hvis. Hvilket niveau af kortikale hæmning inden for M1 blev tidligere demonstreret for at påvirke motorisk præstation, forbedret hæmning med en EF kan bidrage til bedre bevægelse effektivitet observeret i den adfærdsmæssige opgave, angivet af en langvarig TTF med en EF.

Introduction

Det er nu generelt accepteret at vedtage et EF sammenlignet med en hvis eller neutral fokus fremmer motorisk præstation og læring i talrige indstillinger1. Det har vist sig, for eksempel at vedtage et EF fører til fordele i nøjagtighed2,3, balance4,5,6, tvinge produktionen7,8, hoppe ydeevne 7 , 9 , 10 , 11, bevægelse hastighed12, ilt forbrug13,14, og trættende opgaver15,16.

På anden siden, da hjernen aktivering er grundlaget for alle bevægelser, er flere aspekter af neurale kontrol af bevægelse blevet undersøgt. For eksempel, har niveau og evne til at modulere intracortical hæmning i M1 vist sig at have en stærk indflydelse på motorik, som interlimb koordinering17, postural kontrol18og fingerfærdighed19. Desuden viser populationer med fattigere motor control evner end unge voksne, som ældre emner eller børn (født præterm20), normalt mindre udtalt hæmmende kontrol. Således, selv om rollen, som hæmmende processer ikke er endnu godt forstået, hæmmende processer ikke desto mindre synes at være vigtigt, at kvaliteten af motoriske udførelse generelt.

En mulighed for at undersøge intracortical hæmmende circuitries er at bruge ikke-invasive transkranial magnetisk stimulation (TMS). Den hyppigst anvendte stimulation protokol gælder parret puls TMS (ppTMS) for at fremkalde SICI. Denne protokol bruger en conditioning stimulus tærsklen på motor til at reducere amplituden af den suprathreshold kontrol stimulus reaktion fremkaldt på et interstimulus interval på 1-5 ms21,22,23 , 24. derefter, rapporteret som procentdelen af kontrol stimulus, amplituder af motor evoked potentials (MEP'erne) kan sammenlignes på tværs af betingelser, at give oplysninger om kortikale hæmmende aktivitet og graduering i M1.

En anden stimulation protokol at vurdere aktiviteten af intractortical hæmmende kredsløb gælder enkelt pulser, hvor alle stimuli leveres på intensiteter motor tærsklen (dvs. subTMS). Denne protokol inducerer undertrykkelse i igangværende EMG aktivitet18,25,26. Denne såkaldte subTMS-induceret EMG undertrykkelse kan sammenlignes med hensyn til mængde og varighed. Selvom denne protokol ikke er så almindeligt anvendt, har visse fordele i forhold til den standard SICI-protokol. Denne protokol forstyrrer ikke motor udførelse, som det ikke fremkalde suprathreshold stimuli. Begge metoder teste lydhørhed af intracortical gamma - aminosmørsyre (GABA) hæmmende interneurons23,27.

Trods de kendte fordele ved at bruge et EF i forhold til en hvis på motorisk præstation1, forbliver de underliggende neurale processer stort set ukendt. I en tidligere fMRI undersøgelse28, var det vist at blodet ilt niveau-afhængige (fed) aktivering blev udvidet i M1, primære somatosensoriske, og økarakter cortex når emner henrettet en finger sekvens og vedtaget en EF i forhold til en hvis. Som excitatoriske og hæmmende aktivitet ikke kan differentieres ved fMRI29, fastsat en anden nylig undersøgelse16 , at den øget aktivitet i M1 forbundet med en EF faktisk kunne være på grund af øget aktivitet i intracortical hæmmende kredsløb. Mere præcist viste denne undersøgelse, at ophidselse af hæmmende GABAergic neuroner kan moduleres straks efter typen af attentional fokus vedtaget i én og samme person.

Hovedformålet med denne protokol er at vise to mulige måder at sammenligne de umiddelbare virkninger for kognitive manipulation (dvs. fokus for opmærksomhed instruktioner) på aktiviteten af intracortical hæmmende kredsløb inden for M1. SubTMS og ppTMS bruges både. Desuden viser denne protokol en mulig måde at udforske attentional foci indflydelse på motor adfærd i en meget kontrolleret måde ved at undersøge TTF submaximal isometrisk vedvarende sammentrækning af de direkte udenlandske investeringer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

denne protokol blev godkendt af det lokale etiske udvalg, og forsøgene er i overensstemmelse med Helsinki-erklæringen (1964).

1. etisk godkendelse og emne instruktion

  1. før du begynder målingen, instruere alle deltagere om de potentielle risikofaktorer og formålet med undersøgelsen. Ikke Giv oplysninger om de attentional foci, da dette kan påvirke resultaterne. Sikre at sikkerhedsretningslinjer for anvendelsen af TMS i forskning indstillinger 30 følges.
    Bemærk: Når du anvender TMS, der er nogle medicinske risikofaktorer, herunder implanterede kraniel elektroder og cochlear implantater, personlige historie af synkope eller beslaglæggelse, epilepsi, cerebral læsion, stof/medicin interaktioner, de seneste narkotika tilbagetrækning, graviditet, eller sygdom. TMS bør ikke administreres i børn.
  2. i undersøgelsen, der omfatter sund deltagere (n = 14) mellem 18 og 35 år gammel. Udelukke emner med enhver ortopædiske og/eller neurologiske/psykiske sygdomme. Sikre, at alle deltagere er højrehåndet.

2. Eksperimentelle Design og opsætning af

  1. kløft gruppen i to. Pålægge en halvdelen af gruppen på hvis vejledningen først, efterfulgt af EF instruktioner i den anden eksperimentel session (Se afsnit 4.2.2 de verbale instruktioner). Instruere den anden halvdel i en modvægt rækkefølge.
    Bemærk: Eksperimentet består af i alt fire laboratorium sessioner (Se figur 1), der skal være adskilt af et minimum af 72 h. De første to sessioner bestå af måling af maksimal kraft (Fmax) og TTF submaximal vedvarende pegefinger bortført (Se trin 4). De tredje og fjerde sessioner består af måler aktiviteten af hæmmende kredsløb inden for M1 under opgaven ved hjælp af subTMS og ppTMS (Se figur 1).

3. Emne forberedelse

  1. sæde deltager i en justerbar og komfortable stol under hele forsøget. Placer en skærm 1 m foran deltageren.
  2. Placer venstre arm i en afslappet og komfortabel stilling under bordet, hvilende på venstre ben. Hvis det er nødvendigt, justere placeringen af arm med en pude. Placere den højre arm af emnet i en specialbygget skinne i pronated position (Se fig. 2).
    Bemærk: Her, skinne er lavet af termoplast og passer alle deltagere (for detaljer, se 16). Derudover skinne var udtænkt til at begrænse frihedsgrader håndleddet fælles (Se figur 2B). De eneste bevægelser tilladt var bortførelse og adduktion af metacarpophalangeal fælles for pegefinger af højre.
  3. Juster finger fælles med rotationsaksen af skræddersyede enheden. Når den optimale position er fundet, registrere manuelt og tage et billede af de antero-posterior og medio-lateral positioner af skinne bruge sammenlignelige positioner i sessioner 2, 3 og 4.

4. Sessioner 1 og 2: adfærdsmæssige test

  1. maksimal isometrisk sammentrækninger (Se figur 1A ).
    1. Juster akser rotation af vinkelmåleren og metacarpophalangeal fælles og lave goniometer korrekt ved hjælp af skruer (Se figur 2). Placer krafttransducer på en måde, der giver mulighed for maksimal frivillige sammentrækninger (Se figur 2B).
    2. Tilslut EMG kabel (FDI muskel), krafttransducer og vinkelmåleren kabler til passende forstærker og/eller analog til digital (A-D) konverteren.
    3. Har deltageren udføre 3 maksimal isometrisk bortførelser af pegefingeren, med en 30-s pause mellem hver sammentrækning og bestemme Fmax.
      Bemærk: Fmax bestemmes som det højeste bjerg i kraft signalet fra krafttransducer. Forklare at deltageren at maksimal sammentrækninger består af en gradvis stigning i kraft fra 0 N til de individuelle maksimale. Vigtigere, pålægge deltagerne til at udføre en isometrisk kontraktion mod den stationære krafttransducer. Deltagerne skal bortføre pegefinger på metacarpophalangeal fælles og skubbe så hårdt som muligt mod krafttransducer. En 3-s tidsrum bør gives pr. sammentrækning, og deltagerne bør instrueres i at opretholde den maksimale kraft for 2 s 16 , 25 , 26. Mellem hver sammentrækning give deltagerne en 30-s pause.
    4. Har emnet skubbe håndtaget mod krafttransducer, uden at give nogen instruktion om opmærksomhed.
      Bemærk: Samme opgave vil ske i begyndelsen af session 2 at sikre at Fmax og position i skinne ikke har ændret sig mellem sessioner.
    5. Efter maksimal sammentrækninger, fjerne krafttransducer, at lade pegefingeren til at bevæge sig frit i tværplan (bortførelse/adduktion).
    6. Beregne Fmax fra de maksimal isometriske bortførelser (trin 4.1.3) ved hjælp af de rå data på computeren. Bestemme 30% (Fmax * 0,3; sessioner 1 og 2) og 10% (Fmax * 0,1; sessioner 3 og 4) af Fmax.
      Bemærk: Overveje Fmax som det højeste bjerg i kraft signalet fra krafttransducer. I følgende sessioner, forskellige sammentrækning intensiteter (30% og 10%) vil blive beregnet ud fra Fmax opnået på dette stadium af eksperimentet.
    7. Fylde en flaske vand til beløb svarende til 30% af Fmax fremstillet af trin 4.1.6. Lægger vægt på Fmax rebet af enheden (Se figur 2A).
      Bemærk: Den volumetriske massefylde af vand er 1 kg/L. Således, hvis 30% af Fmax af en deltager udgør 0,4 kg, justere vægten af flaske til den tilsvarende værdi af 0,4 kg.
  2. Lidt sammentrækninger indtil TTF (Se figur 1A ).
    1. Bede deltagerne om opgaven.
      Bemærk: Deltagere skal holde fingeren i målet position ved at reducere vægten (Se figur 2), udfører en bortførelse af pegefingeren. Opgaven skal udføres indtil opgave fiasko. Den opgave manglende bestemmes som en afvigelse, der er større end 10 grader fra målet position. Afvigelsen er målt ved vinkelmåleren og vises på skærmen (Se figur 2B).
    2. Randomisere rækkefølgen af session (Se trin 2.1; EF eller hvis betingelse). Verbalt pålægge deltagerne på tilstrækkelig betingelse (hvis eller EF).
      1. For the EF betingelse, instruere som følger: " koncentrere sig om goniometer stilling. Hold denne stilling så længe som muligt. Når placeringen af goniometer ændres, ændres tykkelsen af den røde linje på skærmen. Korrekt placering af goniometer, indtil den røde streg er tynd igen. " instruere deltager til at " styre og koncentrere sig om placeringen af goniometer " hver 30 s.
      2. For hvis-betingelse, instruere som følger: " koncentrere sig om placeringen af din finger. Hold denne stilling så længe som muligt. Når placeringen af din finger ændres, ændres tykkelsen af den røde linje på skærmen. Korrekt placering af fingeren, indtil den røde streg er tynd igen. " instruere deltager til " kontrakt og koncentrere sig om hans finger muskler " hver 30 s.
    3. Har deltagerne hold fingeren i målet position ved at reducere vægten (Se figur 2), udfører en bortførelse af pegefingeren. Have dem til at udføre opgaven indtil opgave fejl.
    4. Tryk på den " post " knappen på optagelse software du starte optagelsen goniometer signal og vente indtil opgave fiasko. Når opgaven fiasko er nået, tryk på den " stoppe optagelsen " knappen på optagelse software at stoppe optagelsen og gemme goniometer signal på computeren. Fjerne deltageren ' s hånd fra den ortopædiske skinne; den første session er nu slut.
    5. Respekterer minimumsperioden mellem session (72 timer), Gentag trin 4.2.1-4.2.4. Derudover tillader et minimum af en 72-h pause mellem sessioner med 2 og 3 og sessioner 3 og 4.

5. Sessioner 3 og 4: Brain Stimulation

  1. overflade Elektromyografi (sEMG) optagelser.
    1. Barbere hår på huden over den rigtige UDI muskel, hvis det er nødvendigt, og derefter slib lidt huden ved hjælp af slibefladens gel. Desinficere området slidt med en løsning, der indeholder 80% ethanol og 1% glycerin. Tillad ethanol til at fordampe.
    2. Placer Ag/AgCl bipolar overflade elektroder i en mave-senen montage på FDI, med 1 cm interelectrode afstand. Placer referenceelektrode på falanks af digitus medius.
    3. Tilslut EMG kabel (FDI muskel) og vinkelmåleren kabel til en EMG-forstærker og en A-D converter.
    4. Brug Ag/AgCl bipolar overflade elektroder til at registrere og måle muskelaktivitet og elektrofysiologiske svar fremkaldes ved brain stimulation fra FDI muskel.
      Bemærk: For den endelige analyse (subTMS-induceret EMG undertrykkelse og top til top MEP amplitude), EMG signalet (fra FDI) skal justeres som følger: forstærkning af x1000, Butterworth sporgruppe-pass filtrering af 10-1000 Hz, og stikprøvekontrol af 4 kHz. Gemme alle EMG data på en computer for offlineanalyser.
  2. Gentag trin 3.1 og 3.2.
  3. Transkranial magnetisk stimulation
    1. fastsætte de reflekterende mærker på deltageren ' s pande med dobbeltsidet tape.
      Bemærk: Reflekterende markører tillader den løbende levering af TMS til målområdet over M1 ved hjælp af en neuronavigation system (Se figur 2). Fordelen ved neuronavigation system er at spole holdning kan registreres i forhold til kraniet position i rummet og kontrolleres når som helst gennem hele eksperimentet.
    2. Brug en 95-mm fokale figur af otte coils knyttet til en TMS stimulator at levere stimuli til de kontralaterale motor kortikale hånd område.
      Bemærk: Kontroller, at stimulatoren giver mulighed for parret impuls stimulation paradigmer (session 4). Derudover den inducerede strøm skal være instrueret posteriort for forreste og skal afleveres i omvendt tilstand. Wave form bør være monofasiske.
    3. Finde den optimale position (hotspot) i spolen i forhold til kraniet for fremkalde motor evoked potentials (MEP'erne) i UDI muskel ved at udføre en klassisk kortlægning procedure.
      1. Start ved at placere spolen ca 0,5 cm foran Issen og over midterlinjen, med spole håndtaget peger på 45 ° mod de kontralaterale pande.
        Bemærk: Dette vil sikre, at de inducerede nuværende flow er omtrent vinkelret på den centrale sulcus 31.
      2. At få deltagerne brugte til TMS stimuli, starte ved intensitet under 25% af maksimal stimulator output (MSO). Så, begynde at øge stimulation intensitet og flytte spolen i retningen medio-lateral og rostro-frontal at opdage hotspottet.
    4. Når hot spot er fundet, optage den optimale position med neuronavigation system. Bestemme den aktive motor tærskel (aMT) ved at justere intensiteten af stimulator output. Definere aMT som minimumslysstyrke at fremmane MEP top til top amplituder i EMG af FDI større end 0,1 mV i tre ud af fem på hinanden følgende forsøg 21.
  4. Session 3: SubTMS-induceret EMG suppression (Se figur 1B ).
    1. Forbered den vægt, der repræsenterer 10% af Fmax ved at fylde flasken med vand (Se trin 4.1.7).
      Bemærk: 10% af Fmax er udvalgt på baggrund af Fmax (bedst af 3 forsøg) udført i trin 4.1.3. I subthreshold TMS protokollen har kun 10% af Fmax vælges, da det er tidligere påvist, at træthed har en indflydelse på subTMS-induceret EMG undertrykkelse 32 , 33. Af samme grund skal der foretages subTMS session på en separat session. Mængden af vand, der anvendes her er mellem 0,3 L (mindste 30% af Fmax) og 1,2 L (største 30% af Fmax).
    2. Bede deltagerne om opgaven; motor opgaven består i at holde pegefingeren i målet position ved at reducere den lette vægt på 10% (bortførelse af pegefingeren, den samme opgave som i sessioner 1 og 2, men med mindre vægt).
    3. Deltagerne er afslappet i en behagelig stilling, finde den optimale intensitet for fremkalde subTMS-EMG undertrykkelse, uden at give nogen instruktion om opmærksomhed. For at gøre dette, successivt mindske i trin på 2% MSO fra aMT besluttet tidligere.
    4. Mens de sidder stadig i afslappet og komfortabel stilling, har deltagerne udføre to separate isometrisk pegefinger bortførelser på 10% af Fmax og optage EMG signal af de direkte udenlandske investeringer. Under denne isometriske pegefinger bortførelse, optage (ved at trykke på den " post " knappen på optagelse software) 20 forsøg med og 20 forsøg uden TMS, med en randomiseret interstimulus interval (ISIs) spænder fra 0,8 til 1.1 Sørensen 16 , 25 , 26 , 33 , 34 i en 100-ms tidsvindue.
      Bemærk: Dette interval sikrer, at deltagerne ikke behøver at udføre opgaven motor for længe og derfor minimerer trættende effekter. Efter hver serie, tjek subTMS-induceret EMG undertrykkelse.
      1. Anvend en fuld-bølge berigtigelse ved at konvertere alle negative amplituder til positive amplituder i EMG signaler. Gennemsnit af EMG signaler ved hjælp af tid-normaliseret gennemsnit 35.
        Bemærk: Udbrud af subTMS-EMG undertrykkelse er defineret som det tidspunkt, hvor forskellen mellem forsøg med og dem uden TMS er negative for mindst 4 ms i et tidsvindue fra 20 til 50 ms efter TMS: EMG Diff = EMG uden-EMG med .
    5. Gentag trin 5.4.3 indtil optimal stimulation intensitet er fundet, anført af den største EMG undertrykkelse.
      Bemærk: Den optimale intensitet er fundet på omkring 80% af aMT 16.
    6. Give deltageren den tilstrækkeliganvisninger (Se trin 4.2.2) om tilstanden (hvis eller EF). Gentage vejledningen før hver serie (trin 4.2.2).
    7. Mens de blive siddende i den afslappede og komfortable position, har deltagerne udføre fire separate isometrisk pegefinger bortførelser (2 gange med hver fokus: EF og hvis) på 10% af Fmax og post EMG signal af de direkte udenlandske investeringer.
      1. Under denne isometriske pegefinger bortførelse, optage (ved at trykke på den " post " knappen på optagelse software) 40 forsøg med og 40 forsøg uden TMS, med randomiseret ISIs for hver betingelse (dvs. hvis og EF) i en modvægt rækkefølge. Brug den samme intensitet for hver betingelse (fastlagt i punkt 5.4.5).
    8. Mellem hver serie, tillader en pause på mindst 5 min at minimere enhver bias, som kan være fremkaldt af træthed.
  5. Session 4: ppTMS (Se figur 1B ).
    Bemærk: Parret puls paradigme er sammensat af en conditioning stimulus på 0,8 aMT, efterfulgt af en suprathreshold kontrol stimulus på 1.2 ufakt
    1. Gentag trin 5.1-5.4. Kort sagt, placere EMG elektroder over UDI muskel, sæde deltager i en justerbar og komfortable stol, og placere den venstre arm i en afslappet og komfortabel stilling under bordet (dvs. på venstre ben). Find hotspottet for TMS over M1.
    2. Angive intensiteten på stimulatoren, ISI på 2,5 ms 36, og intervallet mellem parrede og single-puls TMS på 0,25 Hz.
    3. Giver deltager tilstrækkelige instrukser (Se trin 4.2.2) med hensyn til betingelsen (dvs. hvis eller EF). Gentage vejledningen før hver serie.
    4. Har deltagerne udføre fire separate isometrisk pegefinger bortførelser (2 gange med hver fokus: EF og hvis) på 10% af Fmax og post EMG signal af de direkte udenlandske investeringer. Under en isometrisk kontraktion, optage 20 TMS stimuli for hver betingelse (dvs. hvis og EF) i en modvægt rækkefølge.
      Bemærk: Et sæt af 20 stimuli skal bestå af 10 konditioneret parlamentsmedlemmer (parret-puls på 0,8-1,2 aMT) og 10 kontrol parlamentsmedlemmer (single-puls på 1,2 aMT). Brug den samme intensitet for hver betingelse (fastlagt i trin 5.5.2).
    5. Mellem hver serie, tillader en pause på mindst 5 min at minimere enhver bias, som kan være fremkaldt af træthed.

6. Databehandling og analyse

  1. SubTMS.
    1. Som forklaret ovenfor (trin 5.1.1.3), rette op og gennemsnitlig EMG for analyse.
    2. Opdage udbrud af subTMS-EMG suppression (Se figur 4).
      Bemærk: Det er defineret som det tidspunkt, hvor forskellen mellem gennemsnittet af alle forsøg med og dem uden TMS er negative for mindst 4 ms i et tidsvindue fra 20-50 ms efter TMS.
    3. Til at afsløre slutningen af subTMS-EMG undertrykkelse, definere det øjeblik efter debut af undertrykkelse (trin 6.1.2) når forskellen mellem gennemsnittet af alle forsøg med og dem uden TMS er positiv igen i mindst 4 ms (Se figur 4a ).
    4. Beregning af subTMS-induceret EMG som følger:
      EMG Diff = EMG uden – EMG med.
      1. Beregne kumulative trapezformet numerisk integration fra starten til slutningen af undertrykkelse at kvantificere mængden af subTMS-induceret EMG undertrykkelse.
  2. ppTMS.
    1. Brug følgende formel til at udtrykke omfanget af SICI procent vedrører kontrol MEP:
      100 – (aircondition MEP/kontrol MEP × 100).
      1. Bruger resultaterne som procentværdier for den endelige analyse.
    2. Beregne top til top MEP amplituder (i mV; i EF, og hvis betingelserne) og sammenligne de to betingelser i den endelige analyse.
  3. EMG.
    1. Som baggrund EMG har en indflydelse på omfanget af MEP'er 37, bestemme EMG aktivitet ved at beregne værdien root-mean-square i en 100-ms vindue før TMS.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Attentional Foci indflydelse på motorisk præstation:

De adfærdsmæssige test i den aktuelle undersøgelse blev brugt til at bevise gennemførligheden af opgaven motor og identificere de emner, der har reageret positivt, når du anvender en EF. I overensstemmelse med tidligere undersøgelser (Se1 for en anmeldelse), vores resultater viser en langvarig TTF da deltagerne vedtog en EF i forhold til en hvis (Se figur 3). Det synes således, at under en isometrisk pegefinger bortførelse, effektiviteten af bevægelsen kan øges ved en EF. McNevin og kolleger38 beskrev også "begrænset aktion hypotese" til at forklare virkningerne af forskellige foci af opmærksomhed på motorisk præstation og motordrevne læring. Forfatterne beskrev også i deres hypotese: at bruge en EF forbedringer motorisk præstation ved at fremme en større automatik i bevægelseskontrol. Derimod vedtagelsen af en hvis formodes for at begrænse den motoriske system, som en mere bevidste form for motorisk kontrol bruges. Alligevel, trods de kendte fordele ved at bruge en EF i forhold til en hvis på motorisk præstation i generelle1, de underliggende neurale processer forbliver dårligt undersøgte. Derfor, det centrale spørgsmål er stadig: bestemme, hvordan den forbedrede bevægelse effektivitet forbundet med en EF i forhold til en hvis styres fra en motor kortikale synspunkt.

Intracortical hæmning og motoriske evner:

Kortikale aktivitet består af interaktioner mellem excitatoriske og hæmmende mekanismer i hjernen motoriske områder24. Derudover modulation af disse processer er afgørende for motorisk kontrol39. For eksempel børn40,41,42 og ældre personer43 viser reducerede niveauer af intracortical hæmning — i modsætning til sund, unge fag — hvilket resulterer i nedsat koordinerende evner. Det synes i almindelighed at intracortical hæmmende processer og motorisk præstation er tæt forbundne, når man overvejer forskellige populationer. Derudover synes ikke kun på tværs af aldersgrupper eller forskellige befolkninger, men også inden for aldersgrupper, motorik at være kraftigt ændret ved corticospinal hæmmende processer, såsom interlimb koordinering17 eller fingerfærdighed19. Derfor, niveauet af intracortical hæmning inden for M1 synes at påvirke Karakteristik af motorisk kontrol i almindelighed.

Foranstaltning og påvirkning af Attentional Foci Intracortical hæmning:

I en tidligere fMRI undersøgelse begyndte Zentgraf og kolleger28 at undersøge neurale korrelerer tilknyttet attentional foci (dvs. EF versus hvis). Resultaterne viste større aktivering i forskellige hjernen områder — M1, den ø, og de primære somatosensoriske cortex — hvor fag opført en tastatur finger sekvens i en EF-betingelse snarere end en hvis-betingelse. Ud over den begrænsning, at forskellige emner blev undersøgt i EF, og hvis opgaver, gør direkte sammenligninger umulige, kan fMRI teknik ikke skelne mellem excitatoriske og hæmmende neurale aktivitet29, som det anvender iboende blod-væv kontraster44. Derfor kan den højere hjerne aktivering fundet i M1 i elementærfilen betingelsen demonstreret i denne tidligere fMRI undersøgelse28 skyldes øget excitatoriske eller hæmmende aktivitet. Derfor giver fMRI kun et skøn om samlet neurale aktivitet29. I modsætning hertil og supplement til fMRI, kan TMS give oplysninger om karakteren af den forbedrede aktivitet, uanset om det skyldes excitatoriske eller hæmmende aktivitet. Grunden til dette er at TMS anvendes til M1 ved intensitet under den aktive motor tærskel hæmme motor kortikale output, som de kortikale hæmmende GABAergic interneurons har en lavere tærskel til TMS end excitatoriske neuroner27, 45 , 46 , 47 , 48. Desuden, det var vist at TMS under tærsklen motor medfører faldende salver og derfor ikke aktivere spinal strukturer23,27. I denne undersøgelse brugte vi to TMS protokoller til at måle den kortikale hæmning i M1. Først brugt en enkelt-puls subTMS protokol, som inducerer en undertrykkelse i den igangværende EMG aktivitet. Det er blevet foreslået, at hæmning af den igangværende aktivitet af fast-ledende corticospinal celler resulterer i en subTMS-induceret EMG undertrykkelse49.

Der er således en forbindelse mellem ophidselse af intracortical hæmmende kredsløb og mængden af subTMS-induceret EMG undertrykkelse. Med andre ord resulterer en stigning i kortikale hæmning inden for M1 i flere EMG undertrykkelse18. Selv om subTMS-protokollen ikke er så udbredt, det arver mange fordele i forhold til protokoller ved hjælp af suprathresold stimuli: først, som stimulering ikke tilføje men snarere fjerner aktivitet fra de faldende corticospinal volley, virkningerne kan klart henføres til den primære motor cortex, så de ikke påvirkes af spinal circuitries23,27. For det andet, som subthreshold støtteintensiteter anvendes, ingen muskel spjæt i induceret af stimulation, som kan forstyrre motorisk præstation. Brug af denne teknik, vi viste, at subTMS-induceret EMG undertrykkelse straks blev forbedret ved hjælp af en EF i forhold til en hvis (Se figur 4 resultater og analyse). Specifikt, viste vores resultater, at aktiviteten af intracortical hæmmende kredsløb inden for M1 straks moduleres vedtagelsen af forskellige attentional foci.

En anden mere udbredte mulighed for måling af aktiviteten af GABAergic motor interneurons er at anvende et ppTMS paradigme med korte interstimulus intervaller over de kontralaterale M1. Parret-puls stimulation inducerer en reduktion i MEP amplitude, som kaldes SICI, og afspejler aktiviteten af hæmmende GABAergic neuroner21,45,50.

Når det vedtager en EF, deltagere viste flere SICI (Se figur 5 resultater og analyse). Dette er godt i tråd med subTMS resultaterne og tyder på, at GABAergic neuroner, der udgør intracortical hæmmende kredsløb51, er moduleret forskelligt inden for M1 afhængigt af attentional fokus. Dette ville være i overensstemmelse med tidligere forskning viser, at M1 er følsomme over for differentieret attentional situationer52. Derudover som en positiv korrelation mellem cerebral blodgennemstrømningen i den motoriske hjernebark og mængden af SICI er blevet afsløret i en positron emissions tomografi undersøgelse53, kan vores resultater yderligere støtte den forbedrede kortikale aktivitet inden for M1 der blev fundet af Zentgraf og kolleger28. Endelig, som de motoriske opgaver og baggrund EMG før stimulation var ens i begge betingelser, det har været udledes at verbale instruktioner om retningen af opmærksomhed faktisk har en modulerende main indflydelse på aktiviteten af det intracortical hæmmende neuroner projektering til de direkte udenlandske investeringer.

Figure 1
Figur 1. Tidsforløb for de fire protokoller. A. Formålet med de første to sessioner (S1 og S2) er at sammenligne tid til opgaven fiasko (TTF) af en submaximal vedvarende bortførelsen af den højre pegefinger på 30% af Fmax mellem en ekstern (EF) og en indre fokus (IF). Under EF-session, emnerne, der bliver bedt om at koncentrere sig om goniometer vinkel (dvs. den bevægelse effekt), mens under hvis session, de opfordres til at koncentrere sig om deres pegefinger og muskel (dvs. kroppen bevægelse). B. de tredje og fjerde sessioner (S3 og S4) har til formål at sammenligne den kortikale aktivitet af intracortical hæmmende kredsløb inden for M1 mellem en EF en hvis. Dette kan opnås ved at sammenligne beløbet og varigheden af subthreshold TMS (subTMS) induceret EMG undertrykkelse og ved at sammenligne mængden af kort-interval intracortical hæmning (SICI) induceret af parret puls TMS (ppTMS). Dette tal blev tilpasset fra Kuhn mfl16. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2. Eksperimentel opsætning. A. 1. TMS spolen er placeret over de kontralaterale M1 over hånd repræsentation. 2. deltageren pande og TMS coil er monteret med reflekterende markører for at kontrollere placeringen af TMS spolen i forhold til kraniet. 3. Den ortopædiske skinne begrænser bevægelse af håndleddet og kun giver mulighed for bevægelser af pegefingeren. 4. EMG elektroder er placeret i en sene-mave montage over de direkte udenlandske investeringer. 5. goniometer beregner vinkel på metacarpophalangeal fælles af pegefingeren. 6. den vægt, der repræsenterer enten 30% (S1 og S2) eller 10% (S3 og S4) af Fmax er knyttet til rebet. B. bevægelser af metacarpophalangeal fælles vises på computerens skærm placeret 1 meter foran emnet. Når vinklen er 90°, er den røde linje, der vises på computerskærmen det tyndeste. Så snart deltagerens fingeren bevæger sig til venstre eller højre, bliver den røde linje tykkere i den tilsvarende retning. Formålet med den motor opgave er at holde den røde linje så tynde som muligt. For at måle Fmax (S1 og S2), placeres krafttransducer (1) således, at deltagerne kan skubbe mod det (dvs., isometrisk kontraktion), at holde en konstant vinkel på 90 °. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3. Tid til opgaven manglende vedvarende sammentrækninger (TTF). TTF blev forlænget (ca ved + 18%) når deltagerne (n = 14) vedtaget en ekstern (UDDRIVNINGSFRAKTION) i stedet for et indre fokus (IF). * p < 0,05. Fejllinjer udgør SEM. Dette tal blev tilpasset fra Kuhn mfl16. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4. SubTMS-induceret EMG undertrykkelse. A.To erhverve kurver af betyder EMG aktivitet under vedvarende sammentrækning af den rigtige første dorsale interosseous (FDI) på 10% af Fmax, rektificeret EMG (fuld-bølge berigtigelse) forsøg med subTMS trækkes fra i forsøg uden stimulation. De lodrette linjer repræsenterer (1) udbruddet af subTMS-induceret EMG undertrykkelse og (2) i slutningen af subTMS-induceret EMG undertrykkelse. B. repræsentative data (n = 10) af mængden af subTMS-induceret EMG undertrykkelse. Data er opnået ved at beregne den kumulative trapezformet numerisk integration fra starten til slutningen af undertrykkelsen (dvs. den negative område under hver kurve fra 1 til 2 i A). Mængden af subTMS-induceret EMG undertrykkelsen forstærkes når en ekstern fokus (UDDRIVNINGSFRAKTION) i stedet for et indre fokus (IF) er vedtaget. C. repræsentative data (n = 10) subTMS-induceret EMG undertrykkelse varighed fra 1 til 2. Ingen signifikant forskel fandtes i varigheden af undertrykkelsen, men det er længere med en EF. Det er således rimeligt at antage, at effekten størrelse var for lille til at fremkalde en signifikant forskel i vores relativt lille stikprøvestørrelse. p < 0,01. Fejllinjer udgør SEM. Dette tal blev tilpasset fra Kuhn mfl16. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5. Kort-interval intracortical hæmning (SICI). A. The SICI er udtrykt som procentdelen af kontrolelementet MEP i UDI ved anvendelse af følgende formel: 100 - (aircondition MEP / styre MEP × 100). SICI forstærkes, når deltagerne vedtager en EF i forhold til en hvis. Dette afspejler større aktivering af intracortical hæmmende kredsløb. B. som amplitude af kontrolelementet MEP har indflydelse på størrelsen af den konditioneret MEP, bør kontrol parlamentsmedlemmer på 1,2 aMT top til top amplituder sammenlignes mellem de to betingelser (dvs. EF versus hvis). p < 0,01. Fejllinjer udgør SEM. Dette tal blev tilpasset fra Kuhn mfl16. Venligst klik her for at se en større version af dette tal./p >

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne protokol viser to mulige metoder til at undersøge aktiviteten af hæmmende kredsløb inden for M1 ved hjælp af TMS. Mere præcist har disse to protokoller været anvendt i denne undersøgelse for at undersøge virkningen af attentional foci på aktiviteten af hæmmende kredsløb inden for M1.

En begrænsning af metoden præsenteres er, at det ikke er altid muligt at forårsage en subTMS-induceret EMG undertrykkelse uden en lettelse forud for det. I denne undersøgelse, eksempelvis skulle fire fag fjernes fra den endelige analyse, som de ikke udviste nogen konsekvent subTMS-induceret EMG undertrykkelse. Ikke desto mindre, denne ikke-invasive brain stimulation-metoden er godt accepteret til at måle og kvantificere aktiviteten af intracortical hæmmende kredsløb inden for M132,34. En anden begrænsning af denne undersøgelse er, at det ikke kan udelukkes, at forskellene mellem foci af opmærksomhed skitseret af subTMS og ppTMS afhængige hjerne områder opstrøms M1. Trods det faktum, at begge metoder er antaget for at teste lydhørhed af intracortical GABA hæmmende interneurons23,27, er der ingen sammenhæng mellem mængden af subTMS-induceret EMG undertrykkelse og mængden af SICI 16; yderligere er undersøgelser nødvendige.

Derudover er det vigtigt at bruge en let modstand (10% af Fmax) under TMS protokoller, til at foretage subTMS eksperimentet i separate sessioner (≥ 72-h pause) og randomisere betingelserne. Den væsentligste årsag er, at træthed kan påvirke størrelsen af subTMS-induceret EMG undertrykkelse32 og niveau af SICI54, hvilket betyder, at den vigtigste virkning af opmærksomhed kunne være forudindtaget af træthed. Under en trættende opgave, kan en række perifere, subkortikale og kortikale mekanismer også spille en afgørende rolle i ydeevne. Derudover er det vigtigt at bruge en neuronavigation system, som TMS spolen skal placeres i den samme Loco før hvert forsøg. Derudover tillader dette system eksperimentatoren at kontrollere coil holdning til enhver tid i hele hele eksperimentet.

De vigtigste fund af den foreliggende undersøgelse er at kortikale hæmning inden for M1 kan blive påvirket øjeblikkeligt i samme emne efter attentional fokus vedtaget under den motoriske udførelse. Som hæmmende processer synes at være nært beslægtet med motoriske udførelse kvalitet i almindelighed, kunne vores resultater forklare på et neuralt niveau en EF i forhold til en hvis forbedret effektivitet. Det kan være spekuleret på, at den øgede hæmning under EF undgår unødvendige Co aktivitet og fører til en mere fokal aktivering, hvilket resulterer i en mere effektiv motor udførelse. På denne måde, kan vores resultater udgøre et af de underliggende mekanismer af "begrænset aktion hypotese." Derudover er denne protokol først til at vise, hvordan man anvender subTMS og ppTMS til de samme deltagere ved hjælp af en gentaget foranstaltninger design. Desuden, trods det faktum, at en lang række undersøgelser viser, at vedtage et EF i forhold til en hvis fremmer motorisk præstation og læring i talrige indstillinger1, kun meget få undersøge de underliggende neurale mekanismer, når forskellige attentional situationer fastsat gennem verbal instruktion er vedtaget16,28,55.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Forfatterne har ingen anerkendelser.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MC3A-100 Advanced Mechanical Technologies Inc., Watertown, MA, USA - Force transducer
BlueSensor P Ambu A/S, Bellerup, Denmark - Ag/AgCl surface electrodes for EMG
Polaris Spectra Northern Digital, Waterloo, ON, Canada - neuronavigation system, active or passive markers tracker
Localite TMS Navigator Version 2.0.5 LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, Germany - navigation system for transcranial magnetic stimulation (TMS)
MagVenture MagPro X100 MagVenture A/S, Farum, Denmark 9016E0711 Transcranial magnetic stimulator
MagVenture D-B80 MagVenture A/S, Farum, Denmark 9016E0431 TMS coil (figure of eight)
Goniometer N/A - Custom-made goniometer
Othopedic splint N/A - Custom-made splint
Recording software LabView based - Custom-made script

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wulf, G. Attentional focus and motor learning: a review of 15 years. Int Rev Sport Exerc Psychol. 6 (1), 77-104 (2012).
  2. Perkins-Ceccato, N., Passmore, S. R., Lee, T. D. Effects of focus of attention depend on golfers' skill. J Sports Sci. 21 (8), 593-600 (2003).
  3. Marchant, D. C., Clough, J. C., Crawshaw, M. The effects of attentional focusing strategies on novice dart throwing performance and their task experiences. Int Rev Sport Exerc Psychol. 5 (3), 291-303 (2007).
  4. Oliveira, R. M., Gurd, J. M., Nixon, P., Marshall, J. C., Passingham, R. E. Micrographia in Parkinson's disease: the effect of providing external cues. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 63 (4), 429-433 (1997).
  5. Landers, M., Wulf, G., Wallmann, H., Guadagnoli, M. An external focus of attention attenuates balance impairment in patients with Parkinson's disease who have a fall history. Physiotherapy. 91 (3), 152-158 (2005).
  6. Wulf, G., Landers, M., Lewthwaite, R., Töllner, T. External focus instructions reduce postural instability in individuals with Parkinson disease. Phys Ther. 89 (2), 162-168 (2009).
  7. Wulf, G., Dufek, J. S. Increased jump height with an external focus due to enhanced lower extremity joint kinetics. J Mot Behav. 41 (5), 401-409 (2009).
  8. Marchant, D. C. Attentional Focusing Instructions and Force Production. Front Psychol. 1, 1-9 (2011).
  9. Wälchli, M., Ruffieux, J., Bourquin, Y., Keller, M., Taube, W. Maximizing Performance: Augmented Feedback, Focus of Attention, and/or Reward? Med Sci Sports Exerc. 48 (4), 714-719 (2015).
  10. Keller, M., Lauber, B., Gottschalk, M., Taube, W. Enhanced jump performance when providing augmented feedback compared to an external or internal focus of attention. J Sports Sci. 33 (10), 1067-1075 (2015).
  11. Wulf, G., Dufek, J. S., Lozano, L., Pettigrew, C. Increased jump height and reduced EMG activity with an external focus. Hum Mov Sci. 29 (3), 440-448 (2010).
  12. Fasoli, S. E., Trombly, C. A., Tickle-Degnen, L., Verfaellie, M. H. Effect of instructions on functional reach in persons with and without cerebrovascular accident. Am J Occup Ther. 56 (4), 380-390 (2002).
  13. Schücker, L., Anheier, W., Hagemann, N., Strauss, B., Völker, K. On the optimal focus of attention for efficient running at high intensity. Sport Exerc Perform Psychol. 2 (3), 207-219 (2013).
  14. Schücker, L., Hagemann, N., Strauss, B., Völker, K. The effect of attentional focus on running economy. J Sports Sci. 27 (12), 1241-1248 (2009).
  15. Lohse, K. R., Sherwood, D. E. Defining the focus of attention: effects of attention on perceived exertion and fatigue. Front Psychol. 2, 332 (2011).
  16. Kuhn, Y. A., Keller, M., Ruffieux, J., Taube, W. Adopting an external focus of attention alters intracortical inhibition within the primary motor cortex. Acta Physiol (Oxf). , (2016).
  17. Fujiyama, H., Hinder, M. R., Schmidt, M. W., Garry, M. I., Summers, J. J. Age-related differences in corticospinal excitability and inhibition during coordination of upper and lower limbs. Neurobiol Aging. 33 (7), (2012).
  18. Papegaaij, S., et al. Postural challenge affects motor cortical activity in young and old adults. Exp Gerontol. 73, 78-85 (2016).
  19. Heise, K. -F., et al. The Aging Motor System as a Model for Plastic Changes of GABA-Mediated Intracortical Inhibition and Their Behavioral Relevance. J Neurosci. 33 (21), 9039-9049 (2013).
  20. Flamand, V. H., Nadeau, L., Schneider, C. Brain motor excitability and visuomotor coordination in 8-year-old children born very preterm. Clin Neurophysiol. 123 (6), 1191-1199 (2012).
  21. Kujirai, T., et al. Corticocortical inhibition in human motor cortex. J Physiol. 471, 501-519 (1993).
  22. Wassermann, E. M., et al. Responses to paired transcranial magnetic stimuli in resting, active, and recently activated muscles. Exp Brain Res. 109 (1), 158-163 (1996).
  23. Di Lazzaro, V., et al. Magnetic transcranial stimulation at intensities below active motor threshold activates intracortical inhibitory circuits. Exp Brain Res. 119 (2), 265-268 (1998).
  24. Chen, R. Interactions between inhibitory and excitatory circuits in the human motor cortex. Exp Brain Res. 154 (1), 1-10 (2004).
  25. Lauber, B., Keller, M., Leukel, C., Gollhofer, A., Taube, W. Specific interpretation of augmented feedback changes motor performance and cortical processing. Exp Brain Res. 227 (1), 31-41 (2013).
  26. Lauber, B., Leukel, C., Gollhofer, A., Taube, W. Time to task failure and motor cortical activity depend on the type of feedback in visuomotor tasks. PLoS One. 7 (3), e32433 (2012).
  27. Davey, N. J., Romaiguère, P., Maskill, D. W., Ellaway, P. H. Suppression of voluntary motor activity revealed using transcranial magnetic stimulation of the motor cortex in man. J Physiol. 477 (2), 223-235 (1994).
  28. Zentgraf, K., et al. Neural correlates of attentional focusing during finger movements: A fMRI study. J Mot Behav. 41 (6), 535-541 (2009).
  29. Arthurs, O. J., Boniface, S. How well do we understand the neural origins of the fMRI BOLD signal? Trends Neurosci. 25 (1), 27-31 (2002).
  30. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin Neurophysiol. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  31. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clin Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  32. Seifert, T., Petersen, N. C. Changes in presumed motor cortical activity during fatiguing muscle contraction in humans. Acta Physiol (Oxf). 199, 317-325 (2010).
  33. Sidhu, S. K., Cresswell, A. G., Carroll, T. J. Short-interval intracortical inhibition in knee extensors during locomotor cycling. Acta Physiol (Oxf). 207 (1), 194-201 (2013).
  34. Zuur, A. T., et al. Contribution of afferent feedback and descending drive to human hopping. J Physiol. 588 (Pt 5), 799-807 (2010).
  35. Konrad, P. The ABC of EMG: A practical introduction to kinesiological electromyography. , Noraxon, Inc. Scottsdale, AZ. Version 1 (2005).
  36. Roshan, L., Paradiso, G. O., Chen, R. Two phases of short-interval intracortical inhibition. Exp Brain Res. 151 (3), 330-337 (2003).
  37. Kojima, S., et al. Modulation of the cortical silent period elicited by single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation. BMC Neurosci. 14, 43 (2013).
  38. McNevin, N., Shea, C. H., Wulf, G. Increasing the distance of an external focus of attention enhances learning. Psychol Res. 67 (1), 22-29 (2003).
  39. Hummel, F. C., et al. Deficient intracortical inhibition (SICI) during movement preparation after chronic stroke. Neurology. 72 (20), 1766-1772 (2009).
  40. Mall, V., et al. Low level of intracortical inhibition in children shown by transcranial magnetic stimulation. Neuropediatrics. 35 (2), 120-125 (2004).
  41. Walther, M., et al. Maturation of inhibitory and excitatory motor cortex pathways in children. Brain Dev. 31 (7), 562-567 (2009).
  42. van de Laar, M. C., van den Wildenberg, W. P., van Boxtel, G. J., Huizenga, H. M., van der Molen, M. W. Lifespan changes in motor activation and inhibition during choice reactions: a Laplacian ERP study. Biol Psychol. 89 (2), 323-334 (2012).
  43. Papegaaij, S., Taube, W., Baudry, S., Otten, E., Hortobagyi, T. Aging causes a reorganization of cortical and spinal control of posture. Front Aging Neurosci. 6 (28), (2014).
  44. Kwong, K. K., et al. Dynamic magnetic resonance imaging of human brain activity during primary sensory stimulation. Proc Natl Acad Sci U S A. 89 (12), 5675-5679 (1992).
  45. Ziemann, U., Rothwell, J. C., Ridding, M. C. Interaction between intracortical inhibition and facilitation in human motor cortex. J Physiol. 496 (Pt 3), 873-881 (1996).
  46. Petersen, N. T., et al. Suppression of EMG activity by transcranial magnetic stimulation in human subjects during walking. J Physiol. 537 (Pt 2), 651-656 (2001).
  47. Butler, J. E., Larsen, T. S., Gandevia, S. C., Petersen, N. T. The nature of corticospinal paths driving human motoneurones during voluntary contractions. J Physiol. 584 (Pt 2), 651-659 (2007).
  48. Ortu, E., Deriu, F., Suppa, A., Tolu, E., Rothwell, J. C. Effects of volitional contraction on intracortical inhibition and facilitation in the human motor cortex. J Physiol. 586 (21), 5147-5159 (2008).
  49. Roy, F. D. Suppression of EMG activity by subthreshold paired-pulse transcranial magnetic stimulation to the leg motor cortex. Exp Brain Res. 193 (3), 477-482 (2009).
  50. Di Lazzaro, V., et al. Direct demonstration of the effect of lorazepam on the excitability of the human motor cortex. Clin Neurophysiol. 111 (5), 794-799 (2000).
  51. Classen, J., Benecke, R. Inhibitory phenomena in individual motor units induced by transcranial magnetic stimulation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 97 (5), 264-274 (1995).
  52. Binkofski, F., et al. Neural activity in human primary motor cortex areas 4a and 4p is modulated differentially by attention to action. J Neurophysiol. 88 (1), 514-519 (2002).
  53. Strafella, A. P., Paus, T. Cerebral blood-flow changes induced by paired-pulse transcranial magnetic stimulation of the primary motor cortex. J Neurophysiol. 85 (6), 2624-2629 (2001).
  54. Hunter, S. K., McNeil, C. J., Butler, J. E., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Short-interval cortical inhibition and intracortical facilitation during submaximal voluntary contractions changes with fatigue. Exp Brain Res. 234 (9), 2541-2551 (2016).
  55. Zimmermann, K., et al. Neural Correlates of Switching Attentional Focus during Finger Movements: An fMRI Study. Front Psychol. 3 (555), (2012).

Tags

Adfærd sag 127 Attentional foci kognitive manipulation motor cortex bevægelseskontrol kort-interval intracortical hæmning tid til opgaven fiasko transkranial magnetisk stimulation
Intracortical hæmning inden for den primære Motor Cortex kan gradueres ved at ændre fokus for opmærksomhed
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Kuhn, Y. A., Keller, M., Ruffieux,… More

Kuhn, Y. A., Keller, M., Ruffieux, J., Taube, W. Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention. J. Vis. Exp. (127), e55771, doi:10.3791/55771 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter