Name: 인간 신경근육학 시스템을 공부하기 Transcranial 자기 자극을 활용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 19 s
Description: 학습하세요 경두개 자기 자극(TMS)을 활용한 인간 신경근육학 시스템 연구 방법을. 상지와 요부 근육의 운동 유발 전위 측정 및 피질 흥분성 평가 기술을 익혀 정확한 실험 결과를 얻으세요.

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이 작품은 Osteopathic 유산 재단에서 BC 클락에게 부여에 의해 부분적으로 투자되었다. 우리는 특별한이 그림 그래픽의 많은을 만드는 그녀의 도움 마리사 McGinley에 감사 상태로하고 싶습니다.

1. FCR과 ES 근육의 단일 및 이점 - 펄스 TMS <ol><li> 기본 안전주의 사항 : 전에 인간 주제에 TMS를 수행하는 것이 자계에 노출 관련된으로 기본적인 안전 조치에 대한 첫 번째 화면 그들에게 필요합니다. 저희 연구실에서는 자기 공명 안전, 교육과 연구 10 연구소에 의해 규정된 심사 지침을 따르십시오. 저희 연구실에서는 또한 정기적으로 간질 압류의 가족 역사를 가지고있는 개인을 제외할 수 있습니다. 우리는 또한 ES 근육의 TMS를​​ 겪고 과목 귀마개하고 덜 초점과 강한 자극의 농도에 의한 마우스 가드를 착용해야합니다. </li><li> 전기 레코딩 : 그것은 골격 근육에서 electromyographic (EMG) 신호를 기록하는 데 필요한 모터 시스템에 TMS 반응을 검사합니다. FCR 근육을 위해 우리는 t 이상의 길이 방향에있는 바이폴라 전극 배열을 사용하여 팔뚝에 표면 전극을 배치우리가 이전에 7,11을 설명한대로 면도와 abraded 피부에 그는 근육. 건설자의 spinae 근육을 위해 우리는 면도와 피부 abraded 8 L3 번 요추 척추 수준에서 근육 이상의 길이 방향에 위치한 비슷한 전극 배열을 사용합니다. </li><li> TMS 코일 오리 엔테이션 : 주로 transsynaptically 그것이 적절하게 12 TMS 코일을 위치하는 것이 필요합니다 corticospinal의 뉴런을 활성화하려면. FCR 근육을 위해 우리는 중간선으로 두피와 45 도로 70 mm 아라비아 숫자의 팔을 닮은 도형의 TMS 코일이 접선 장소 있도록 중간 - 앞쪽에 방향으로 가로 - 후부에 유도 전류 흐름. ES 근육을 위해 우리는보다 침투 깊이가 있으며 homunculus에 깊이되고 이러한 근육의 표현으로 인해 필요한 이중 원추형 코일을 사용합니다. 여기, 코일은 앞쪽에의 현재 흐름이 방향을 사후에 이러한 위치이다. 우리의 우리를 지원하기 위해 레이저 첨부 파일 시스템의 코일을 맞춤 수정한이중 원추형 코일의 ubsequent 다시 위치. </li><li> '핫스팟'을 식별 : 그것은 잠재 evoked 가장 큰 모터를 elicits 자극 위치를 결정하는 것이 필요합니다. FCR 근육을 위해 우리는 갑자기 ... 아주 작은 단위로 주변의 TMS 코일을 이동하고 우리가 가장 큰 모터 잠재적인 진폭을 evoked 관찰 어디서 결정하여이 작업을 수행할. 일단있는 우리는 두피 또는 라이크라 모자 하나에 씻을 수없는 잉크로이 지역을 확인합니다. ES 근육의 TMS는 상위 사지 근육의 TMS보다 인간 주제에 상당히 더 불편합니다. 따라서, 우리는 그것의 tolerability과 타당성을 높일 수있는 ES 근육에 대한 능률 우리 TMS 프로토콜을했습니다. 여기, 대신 "핫스팟"을 찾는 중 우리는 두개골의 정점을 식별하는 anthropometric 측정을 사용합니다. 특히, 우리는 (tragus 사이) 비행기를 화살에있는 두개골의 교차로로서 정점 (nasinon와 inion 사이)와 코로나를 확인합니다. </li><li> Biomechanical 위치 : 우리가 FCR 근육 과목 TMS을 수행하는 저희 연구실에서는 강한&gt;은 BioDex 시스템 4 동력계 (그림 2)에서 확장된 위치에 휴식 팔로 앉아있다. 그러나, 우리는이 끼쳤다 세력을 측정하는 설정 가능한 하나의 유일한 예입니다 점에 유의한다. ES에 대한 근육 과목은 직립 자세로 앉으라고하는 동안 자신의 무릎에 손을 휴식 (그림 3). 그들은 90에서 허벅지와 스위블베이스 의자 ° 트렁크에 상대적 ~ 45 낮은 다리에 앉아 ° 허벅지, 그리고 중립 posture8에 허리 척추에 대한 상대. </li><li> 모터 임계값을 Quantifying : FCR에 대해서는 모터 evoked 후보는 재판의 50 % 이상에서 50 microvolts보다 큰 피크 - 투 - 피크 amplitudes (그림 4) 때까지 점차 자극의 강도를 증가에서 단일 펄스를 제공함으로써 모터 임계값 (MT)를 결정 . TMS 프로토콜을 간소화하고 tolerability과 가능성을 높이려면 우리는 E의 모터 임계값을 결정하지우리가 상위 사지 근육을 테스트 때와 같은 정밀 S 근육. 오히려, 우리는이 자극 강도가 위 또는 아래에 모터 임계값 있는지 확인하기 위해 최대 자극기 출력의 50 %에서 초기 단일 펄스를 제공하여 TMS 프로토콜을 시작합니다. MEP이 자극에서 관찰하는 경우 배경의 수준에 비해 뚜렷한 MEP와 같은 강도를 정의 EMG - 강도이 자극 강도가있는 경우 하위 또는 위에 - 임계값 8 확인할 수 자극기 출력의 40 %까지 줄어 듭니다. </li><li> 단일 펄스 TMS를 사용하여 Quantifying MEP 진폭 : 모터를 검토하기 위해 우리가 모터 임계값 130 %에 동등한 강도의 '핫스팟'을 하나의 TMS 펄스를 전달 FCR의 잠재적인 진폭을 evoked, 그리고 피크 - 투 - 피크 진폭을 계산 . 일반적으로, 우리는 중간 신경의 전기 자극 supramaximal 다음과 같은 관찰 최대한의 복합 근육 섬유 액션 가능성이 결과를 정상화. 우리는 MEP 크기는 버전 수있다는 점에 유의한다대뇌 피질의 흥분의 정도에 따라 Y. 따라서 TMS 펄스가 배경 자궁이 수축하는 동안 제공되면, 대뇌 피질의 흥분이 증가하면 MEP 크기가 크게 증가합니다. ES 근육을 위해, 우리는 서브 모터 임계값 강도 8 이상의 강도를 40에서 50 %로 정점에 하나의 TMS 펄스를 제공합니다. ES의 근육을 innervating 말초 신경 전기 자극에 접근하지 않기 때문에 불행히도, 우리는 복합 근육 섬유 액션 잠재력 이러한 모터 evoked 잠재력을 정상화 수 없습니다. </li><li> 단일 펄스 TMS를 사용하여 조용한 기간 기간 Quantifying : 피질에 TMS 펄스가 근육 수축 동안에 전달되면 그것은 corticospinal 억제 지표와 일반적으로 침묵이라고 활동 재개하기 전에 전기 정지에 이어 모터 evoked 잠재력을 생산합니다 기간 13 (그림 5). 침묵 기간을 계량하기 위해 우리는 하나를 제공연구 참가자들이 최대한의 강도의 15 %에서 손목 굴곡의 근육 수축을 수행하는 동안 모터 임계값 130 %에 동등한 강도의 '핫스팟'으로 TMS 펄스. 우리는 이전에 ES 근육의 침묵 기간 기간 계량하지 않은, TMS 펄스 ID가 배경 자궁이 수축하는 동안 제공되면 그러나, 우리는 anecdotally이 근육 그룹의 존재를 관찰해야합니다 것입니다. </li><li> 이점 - 펄스 TMS를 사용하여 Intracortical 촉진을 Quantifying : 우리는 intracortical 촉진 6,7 (그림 6 및 7 FCR과 ES 근육, 각각에 대해이 측정을 나타냅니다)를 수치 이점 - 펄스 TMS를 사용합니다. FCR 근육을 위해 먼저 0.5-1.0 MV 사이에 모터 evoked 잠재력을 이끌어내는 데 필요한 자극 강도를 결정합니다. 다음, 우리는 실험실에서 일반적으로 모터의 70 % 한도 - 15 밀리초 같다 설정된 펄스 subthreshold 컨디셔닝을 제공 suprathreshold 테스트 펄스 전. 이 조절사전 테스트 펄스이 기간에 배달 맥박이 증가하거나 촉진되며, 모터의 진폭은 동일한 강도의 단일 펄스보다 무조건 잠재 더 evoked. ES 근육 그룹에 대한 조절 펄스 강도가 관찰 서브 모터 임계값 강도 (40 % 또는 자극기 출력의 50 % 중 하나)으로 설정하고 테스트 펄스 강도는 서브 모터 임계값 수준 (80 % 이상 40 % 설정 또는 자극기 출력의 90 %) 8. 우리는 컨디셔닝 펄스의 강도가 연구의 목적에 따라 다양한 될 수 있습니다 것입니다. 마찬가지로, 펄스 간격은 근육과 대뇌 피질에 상대적인 위치에 따라 다를 수 있습니다. </li><li> 이점 - 펄스 TMS를 사용하여 단락 간격 Intracortical 억제 Quantifying : 저희는 또한 짧은 간격 intracortical 억제 6,7 (그림 6 및 7 FCR과 ES 근육이 측정, 각각을 대표)을 수치 이점 - 펄스 TMS를 사용합니다. 여기, 모두두 펄스 사이의 interstimulus 간격은 3 밀리초로 감소되는 예외와 함께 intracortical 촉진을 측정 설명된대로 FCR과 ES 근육은 절차는 동일합니다. 사전 테스트 펄스이 기간에 제공되는이 시설 펄스가 감소 또는 억제되며, 모터의 진폭은 동일한 강도의 단일 펄스보다 무조건 잠재 더 evoked. </li><li> 이점 - 펄스 TMS를 사용하여 장기 간격 Intracortical 억제 Quantifying : 100 밀리초로 구분된 두 동일한 suprathreshold 테스트 펄스를 제공하는 것은 또한 긴 간격 intracortical 억제 6,7를 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 이 경우위한 FCR 근육 두 번째 펄스와 관련된 모터 evoked 잠재력 (그림 8) 첫 번째와 관련된보다, 작은 수, 또는 그 이상을 저해합니다. 우리는 이전에 주제 tolerability 우려로 인해 ES 근육에 긴 간격 intracortical 억제 계량하지 않았습니다. </li></ol> 2. 대표 결과 : suprathreshold TMS 펄스의 전달에 따라 자극되는 근육은 쉽게 관찰할 수 EMG 응답을 (MEP) (그림 4-8에 설명된) 입증해야합니다. 자극 발병과 MEP 사이의 지연이 검사되는 근육 그룹 사이에 차이가 있지만 FCR을 위해 일반적으로 16-19 밀리초 (그림 6)과 ES 것이 17-22 밀리초 (그림 7이다, 그것이 있어야지만 일부 과목에서 ES 근육의 최종 MEP의 발병)가 시각적으로 파악하는 것이 더 어려울 것입니다 있다고 지적합니다. 이것은 ES 근육 그룹의 여러 근육 그룹들도 테스트를 할 때 눈에 크게 (homunculus 같은 일반 지역 내에서 표현되는 낮은 말단의 근육 포함) concomitantly 자극 것을인지해야합니다. intracortical 촉진의 측정 동안 MEP의 진폭은 단일 무조건 펄스 (F와 관찰보다 일반적으로 큰igure 6과 7). 그러나 촉진의 정도는 어떤 근육 그룹 - 등 많은 과목에서만 겸손 촉진을 FCR가 - 표시로 근육 그룹간에 차이가 우리의 경험이다. 짧은 간격과 긴 간격 intracortical 억제의 측정 MEP의 진폭의 감소는 일반적으로 동일한 강도 (그림 6-8)의 단일 무조건 펄스에 비해 관찰됩니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 1"> 그림 1. TMS의 기본 메카니즘. TMS 코일은 두피를 침투하고 모터 피질 내의 와류를 유도 자기장을 유도. 이 맴돌이 전류는 다음 두뇌 속에 뉴런을 자극 수 있습니다. 그림 프레스 14, McGinley와 클라크에서 reprinted. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 2"> 그림 2. T을 수행하기위한 설정 FCR 근육의 MS. electromyogram의 기록 (EMG)를 팔뚝의 신호와 모터 피질을 통해 TMS 패들합니다. 우리는 일반적으로 또한 기록 근육 세력, 그리고이 진폭 값 (절대 반대로 예를 들어, 하나는 최대한 근육 반응에 상대적을 표현하고 MEP 수있는 해석에 유용으로 최대한의 복합 근육 섬유 작업 잠재력을 얻기 위해 전기 말초 신경 자극을 사용하여 많이 등의 피하 지방 조직과 같은 비 physiologic 요인)에 의해 영향을받을 수있는 뮤직 비디오 값. 클라크 외 다음에서 reprinted 그림. 2008 9 클라크 외. 2010 년 6 및 McGinley 외. 2010 7. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 3"> 그림 3. 건설자의 spinale 근육에 TMS를 수행하기위한 설정. 고스 외 그림에서 reprinted. 2011 8. _upload/3387/3387fig4.jpg "/&gt; 그림 4. 모터 임계값 결정의 예. EMG의 흔적이 점차 증가 자극 농도 (자극기 출력의 비율 (SO)로 표시됨) 잠재적인 (MEP) 응답을 evoked 모터를 나타냅니다. 낮은 농도 (SO의 28-30의 %)로 매우 작은 MEPs가 (하위 임계값) elicited, 32 %에 SO MEP는 일반적으로 PP 진폭과 MEP으로 정의되는 도달 모터 임계값이 (elicited이라고 있다고합니다&gt; 50 μV). 그림 프레스 14, McGinley와 클라크에서 reprinted. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig5.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 5"> . 자궁이 수축하는 동안 그림 5 TMS가 : 모터 잠재 &amp; 침묵 기간을 evoked. 피사체가 약간 수축을 수행하고 하나의 자극이 모터 피질에 적용할 때 침묵 기간은 관찰됩니다. 침묵 기간의 첫 번째 부분은척수 억제하고 후반으로 인해 대뇌 피질의 억제, 특히 GABA B 수용체에 기인합니다. 이 침묵 기간의 시간을 계량하기 위해 어떤 합의 방법은 없지만, 우리의 연구 결과는 중 자발적인 간섭 electromyogram 신호의 반환에 자극 발병 또는 MEP의 발병에서 정의하는 것이 가장 안정적인 15을 나타냅니다. 프레스 14, 클라크 및 빠른 2011 년 16과 McGinley와 클라크에서 reprinted 그림. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig6.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 6"> 모터 그림 6. 변경 FCR 근육의 잠재적인 크기 ith 이점 펄스 TMS를 evoked. 짧은 간격 intracortical 억제 (SICI)와 intracortical 촉진 (ICF)의 측정. SICI과 ICF를 계량하려면 에어컨 펄스 (CP)는 모터 임계값 미만으로 설정하고 테스트 펄스 (TP)은 0.5-1 MV 사이의 MEP의를 연상으로 설정됩니다. 짧은 interstimulus 간격으로이상 interstimulus 간격으로 (예를 들어, 15 밀리초)는 MEP (ICF)을 용이하게하는 반면 (예 : 3 밀리초) CP는 오직 TP (SICI)에 비해 MEP을 억제. CP : 에어컨 펄스, TP : 클라크 외에서 reprinted 테스트 펄스 그림 2010 년 6 McGinley 외.. 프레스 14 2010 14, 클라크 및 빠른 2011 년 16과 McGinley와 클락. <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig7.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 7"> 모터의 그림 7. 변경 ES 근육의 이점 펄스 TMS와 잠재적인 크기를 evoked. 건설자의 spinae의 근육과 짧은 간격 intracortical 억제 (SICI)와 intracortical 촉진 (ICF)의 측정에서 EMG 추적의 예. 고스 외 그림에서 reprinted. 2011 8. <img alt="그림 8" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig8.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="그림 8"> 그림 8. 모터 에보 (Evo)로 변경이점 펄스 TMS 사이즈 ked 가능성. 긴 간격 intracortical 억제의 측정 (LICI). 수치 LICI이 테스트 펄스는 100 밀리초의 interstimulus 간격으로 전달됩니다. 두 번째 MEP이 결과는 첫 번째 MEP에 비해 저해되고. 클락 외 그림에서 reprinted. 2010 년 6 McGinley 외. 2010 7 McGinley와 클락, 보도 14.

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

이 문서의 전반적인 목표는 우리 실험실의 시각 계정 transcranial 자석 자극을 사용하는 과학자와 임상을 제공하는 것입니다. 그러나 이러한 실험의 시각화를 제공하는 이외에 아래 우리는 이러한 방식으로 TMS를​​ 수행할 때 고려해야 할 기본적인 문제를 논의 TMS 반응의 생리에 대한 간략한 개요를 제공하고, 또한의 사용에 관해서와 TMS의 사용에 대해 논의 다른 사람. 일반적인 문제는 문서에서 설명한대로 TMS를​​ 수행할 때주의하기 이점 - 펄스 TMS를​​ 수행할 때 알아야하는 몇 가지 문제가 있습니다. 예를 들어, Magstim BiStim 2 시스템 - 가능성이 가장 인기있는 TMS 장비는 두 Magstim 200 2 단위를 조합하여 하나의 자극 코일을 통해 이점 - 펄스 자극을 허용하기 위해 잠재력을 라인 제공합니다. 그러나, 그것은 지적되어야한다는 하나는 무조건 뛰고 그것으...

<table border="1"><tbody><tr><th> 장비의 명칭 </th><th> 회사 </th><th> 카탈로그 번호 </th><th> 댓글 (옵션) </th></tr><tr><td> Transcranial 자기 자극기 2002 Transcranial 자기 자극기 이중 Stim2 그림 - 여덟 70 mm 코일 더블 콘 코일 </td><td> Magstim 회사 </td><td> NA </td><td> TMS 장비 (코일 포함) </td></tr><tr><td> Biodex 시스템 사 </td><td> Biodex </td><td> NA </td><td> 배율계 </td></tr><tr><td> Biopac MP150 데이터 수집 시스템 </td><td> Biopac </td><td> MP150WSW </td><td> EMG 및 강제를위한 AD 컨버터 </td></tr><tr><td> AcqKnowledge 4.0 데이터 수집 소프트웨어 </td><td> Biopac </td><td> ACK100W </td><td></td></tr><tr><td> Nikomed 추적 한 ECG 전극 </td><td> Nikomed </td><td> 2015 </td><td> EMG 전극 </td></tr><tr><td> 정전류 자극기 </td><td> Digitimer </td><td> DS7A </td><td> 주변 신경 자극기 </td></tr></tbody></table>

인간 신경근육학 시스템을 공부하기 transcranial 자기 자극을 활용

Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

Transcranial 자기 자극 (TMS)는 20 년 이상 1 사용되고 있으며, 지난 10 년간 인기가 기하 급수적으로 성장했습니다. TMS의 사용이 기간 동안 많은 시스템 및 프로세스의 연구에 확대되고 있지만, 원래 응용 프로그램과 아마도 TMS의 가장 일반적인 사용 중 하나는 생리학, 소성 및 인간 신경근육학 시스템의 기능을 공부하고 관련이 있습니다. 모터 피질에 적용되는 단일 펄스 TMS는 피라미드 뉴런 transsynaptically 2 (그림 1)과 인간 3 corticospinal 기관을의 무결성과 흥분을 연구하고 평가하는 데 사용할 수있는 측정 electromyographic 응답 결과를 자극. 또한, 자기 자극의 최근 발전은 이제 4,5 피질 척수 대 흥분의 파티션 수 있습니다. 예를 들어, 이점 - 펄스 TMS는 조건을 결합하여 intracortical facilitatory 및 억제 특성을 파악하기 위해 사용될 수 있습니다다른 interstimulus 간격 3,4,6-8에서 ING의 자극과 시험 자극. 이 동영상이 문서에서 우리는 이러한 기술의 방법론과 기술적인 측면을 설명합니다. flexor carpi 근육 (FCR) 근육뿐만 아니라 건설자 spinae (ES) 근육에 적용되는 등 특히, 우리는 단일 펄스와 펄스 이점 TMS 기술을 보여주는 것입니다. 그것이 감소 근육의 성능 6,9에서 손목 직접 캐스트 고정의 영향에 대한 연구에 관심있는 그대로 우리 연구실은 FCR의 근육을 연구하고, 낮은 다시 통증에 관련된 우리 인해 이러한 근육 임상 관련성이 ES 근육을 연구 8. 이 명시된, 우리는 TMS가 손, 팔 및 다리의 여러 근육을 연구하는 데 사용되었음을 참고해야하고, FCR과 ES 근육 그룹에 우리의 시위는 오직 인간 신경근육학을 연구하는 데 사용되는 TMS의 예입을 선택하는 반복해야합니다 시스템입니다.

Transcranial 자기 자극 (TMS)은 인간의 신경 시스템의 생리와 기능에 대한 통찰력을 얻을 수있는 비침습적인 도구입니다. 여기, 우리는 상부 사지와 허리 근육의 외피 흥분을 공부하기 위해 TMS 기술을 제시한다.

인간 신경근육학 시스템을 공부하기 Transcranial 자기 자극을 활용

경두개 자기 자극술(Transcranial magnetic stimulation, TMS)은 20년 이상 사용되어 왔으며 1, 지난 10년 동안 그 인기가 기하급수적으로 증가했습니다. 반면...

본 절차의 전반적인 목표는 경두개 자기 자극을 수행하여 운동 유발 전위를 유도하는 것입니다. 먼저 요측수근굴근에서, 그 다음으로는 척추기립근에서 이를 수행합니다. 이는 먼저 근전도 기록을 위해 해당 근육 위의 피부를 준비하고, 경두개 자기 자극을 위해 피험자를 생체역학적으로 배치함으로써 이루어집니다.핫스팟은 운동 피질 내 자극 위치 중 가장 큰 운동 유발 전위를 유도하는 지점으로 정의됩니다. 다음 단계는 운동 역치를 결정하는 것입니다. 이 시점에서 단일 펄스 경두개 자기 자극을 실시하여 운동 유발 전위의 진폭과 무음기 기간을 정량화합니다.피질 내 촉진과 단기 및 장기 피질 내 억제를 정량화하기 위해 쌍펄스 경두개 자기 자극 또한 수행됩니다. 궁극적으로, 경두개 자기 자극과 근전도 검사를 결합하여 사용하여 인간의 피질척수 및 피질-피질 흥분성의 생체 내 지표를 평가할 수 있습니다. 일반적으로 이 방법이 처음인 개인은 서면 설명만으로는 TMS의 미묘한 기술적 측면을 도출하고 이해하는 것이 어려울 수 있으며, 단순히 시행착오 방식으로 학습하며 피험자를 대상으로 실험하고 테스트하는 것은 절차를 시연하는 데 있어 많은 어려움과 도전 과제를 야기할 수 있습니다.저 외에도 Ohio Musculoskeletal and Neurological Institute에서 근무하는 연구원인 David Gus Jr.가 함께할 것입니다. TMS 실험을 시작하기 전, 먼저 Institute for Magnetic Resonance Safety Education and research에서 제시한 스크리닝 가이드라인에 따라 피험자를 스크리닝하고, 뇌전증 또는 발작의 가족력이 있는 개인은 제외하십시오. 그다음, 이극 전극 배치를 사용하여 피험자의 전완부 FCR 근육 위에 표면 전극을 부착하십시오.전극은 제모하지 않은 근육 위의 피부 표면을 따라 세로 방향으로 배치해야 합니다. 또한 자극 위치를 표시하기 위해 머리에 ROC 캡을 씌웁니다. 이제 피험자가 Biodex system four 다이나모미터에 왼쪽 팔을 뻗은 상태로 올려놓고 앉게 합니다.본 프로토콜에서는 왼쪽 팔을 조절하는 뇌의 우측을 자극하여 요측수근굴근(FCR) 근육을 자극할 것입니다. 70 mm 8자형 TMS 코일을 두피에 접선 방향으로 배치하고 중앙선에서 45도 각도로 두어 유도 전류가 외측 후방에서 내측 전방 방향으로 흐르게 합니다. 다음으로, FCR 근육에서 가장 큰 운동 유발 전위를 유도하는 자극 위치를 결정하기 위해 TMS 코일을 아주 미세하게 조금씩 이동시킵니다. 해당 위치가 확인되면 두피나 캡 위에 지워지지 않는 잉크로 이 영역을 표시합니다.이제 시도 횟수의 50% 이상에서 운동 유발 전위의 peak-to-peak 진폭이 50 microvolts보다 커질 때까지 자극 강도를 점진적으로 높여 단일 펄스를 전달함으로써 FCR의 운동 역치를 정량화합니다. FCR의 운동 유발 전위 진폭을 조사하기 위해, 이전에 결정된 hotspot에 운동 역치의 130%에 해당하는 강도로 단일 TMS 펄스를 전달하고 peak-to-peak 진폭을 계산합니다. 이 결과값은 정중신경의 초최대 전기 자극 후 관찰된 최대 복합 근섬유 활동 전위로 정규화할 수 있습니다.근육 수축 중에 피질에 CMS 펄스를 전달하면, 활동이 재개되기 전까지 운동 유발 전위와 그 뒤를 잇는 전기적 정지 상태가 나타납니다. 이는 피질-피질척수 억제를 나타내며, 일반적으로 이를 침묵기(silent period)라고도 합니다.FCR 피질척수 무반응기(silent period)를 정량화하려면, 피험자가 최대 근력의 15% 수준으로 손목 굴곡근 수축을 수행하는 동안 운동 임계값의 130% 강도로 핫스폿(hotspot)에 단일 TMS 펄스를 전달합니다. FCR 근육에 대한 쌍펄스 TMS를 이용하여 피질내 촉진(intracortical facilitation)을 측정하려면, 먼저 0.5에서 1mV 사이의 운동 유발 전위를 유도하는 데 필요한 자극 강도를 결정합니다. 그다음, 역치 상한의 검사 펄스 15ms 전에 역치 하한의 조건화 펄스(운동 임계값의 70%)를 전달합니다. 검사 펄스 전 이 시간 간격에 조건화 펄스를 전달하면, 동일한 강도의 단일 무조건화 펄스보다 운동 유발 전위의 진폭이 증가하거나 촉진됩니다.다음으로, 피질 내 촉진 측정 시 설명한 것과 동일한 절차를 사용하여 쌍펄스 TMS로 단기 피질 내 억제를 정량화하되, 두 펄스 사이의 자극 간격을 3ms로 단축합니다. 테스트 펄스 전의 이 시간 간격에 전달된 조건화 펄스는 동일한 강도의 단일 비조건화 펄스보다 운동 유발 전위의 진폭을 더 감소시키거나 억제하게 됩니다. 쌍펄스 TMS를 이용하여 장기 피질 내 억제를 정량화하려면, 100ms 간격으로 분리된 두 개의 동일한 역치 상한 테스트 펄스를 전달합니다.여기 FCR 근육의 경우, 두 번째 펄스와 관련된 운동 유발 전위가 첫 번째 펄스와 관련된 전위보다 더 작거나 더 많이 억제될 것입니다. 다음으로, 척추기립근 자극을 위해 피험자를 회전식 의자에 앉히고 허벅지는 몸통에 대해 90도, 종아리는 허벅지에 대해 약 45도, 요추는 중립 수직 자세를 유지하게 하며 손은 무릎 위에 올려둡니다. 척추기립근의 경우, 제모 및 연마 처리된 피부의 L3~L5 척추 수준에서 근육 위로 종방향으로 배치된 전극 배열을 사용하여 피질 척추기립근 자극 위치를 편안하게 잡습니다.여기서는 인체 측정물을 사용하여 두개골의 정점(vertex)을 식별하며, nasion과 Inion 사이의 시상면(sagittal plane)과 trauss 사이의 관상면(coronal plane)이 교차하는 지점을 찾아 이를 정점으로 표시하여 척추기립근(erector spinae muscles)을 자극합니다. 침투 깊이가 더 깊어 호문쿨루스(homunculus) 내의 더 깊은 곳에 위치한 해당 근육의 표상 영역에 도달할 수 있는 이중 원뿔 코일(double cone coil)을 사용합니다. 여기서 코일은 전류가 전방에서 후방 방향으로 흐르도록 배치됩니다.여기 사용된 코일은 척추세움근의 운동 역치를 결정하기 위해 이후 이중 원추 코일의 재배치를 돕는 레이저 부착 시스템으로 맞춤 수정되었습니다. 등 근육에 대한 자극은 내약성이 낮으므로, 이전에 입증된 상지용 방법을 사용해서는 안 됩니다. 대신, 초기 단일 펄스를 최대 자극기 출력의 50%로 전달하여 이 자극 강도가 운동 역치보다 높은지 낮은지 확인함으로써 TMS 프로토콜을 시작하십시오.척추기립근의 운동유발전위 진폭을 조사하려면, 하위 운동 임계 강도보다 40 또는 50% 높은 강도로 정수리에 단일 TMS 펄스를 가합니다. 척추기립근을 지배하는 말초 신경은 전기 자극이 불가능하므로, 이러한 운동유발전위는 표준화할 수 없습니다. 척추기립근 그룹을 자극할 때, 호문쿨루스의 동일한 일반 영역에 위치한 하지 근육을 포함하여 다른 여러 근육 그룹 또한 가시적이고 급격하게 동시에 자극된다는 점에 유의해야 합니다.기립근 근육군의 피질내 촉진을 측정하기 위해 쌍-펄스 TMS를 사용하려면, 조건화 펄스 강도를 관찰된 운동 역하 수준으로 설정해야 합니다. 강도는 자극기 출력의 40% 또는 50%로 설정하며, 테스트 펄스 강도는 운동 역하 수준보다 40% 높게, 즉 자극기 출력의 80% 또는 90%로 설정해야 합니다. 다음으로 단기 피질내 억제를 정량화하려면 피질내 촉진 측정 시 설명한 것과 동일한 절차를 사용하되, 두 펄스 사이의 자극 간격을 3ms로 줄여야 합니다. 실험이 완료되면 전극과 캡 제거를 돕고, 피험자에게 참여에 대한 감사를 표하십시오.여기에 표시된 EMG 트레이스는 자극기 출력의 백분율(%so)로 표시된 점진적으로 증가하는 자극 강도에 따른 운동 유발 전위 반응을 나타냅니다. 낮은 강도에서는 매우 작은 MEP가 유발되었으나, 32%so에서 운동 임계값에 도달하는 MEP가 유발되었음에 유의하십시오. 피험자가 가벼운 수축을 수행하고 운동 피질에 단일 자극을 가했을 때 무음기가 관찰됩니다.침묵기의 전반부는 척수 억제에 의한 것이며, 후반부는 피질 억제, 구체적으로 GABA B 수용체에 기인합니다. 여기서는 FCR 근육의 쌍펄스 TMS를 통한 운동 유발 전위 크기의 변화를 볼 수 있으며, 단기 피질 내 억제(SICI) 및 피질 내 촉진(ICF)의 측정을 확인할 수 있습니다. 그리고 여기서는 척추기립근의 EMG 파형 예시와 단기 피질 내 억제 및 피질 내 촉진의 측정 결과를 볼 수 있습니다.마지막으로, 여기에서 장시간 간격 피질내 억제(long interval intracortical inhibition, LICI)의 측정 예를 확인할 수 있습니다. 이 영상을 시청하신 후에는 요측수근굴근(flexor carpi radialis)과 척추기립근(erector spinae)에 적용되는 단일 펄스 및 쌍펄스 TMS 수행 방법에 대해 충분히 이해하셨을 것입니다. 참고로, 이 근육군들에 대한 시연은 인간의 신경근 계통을 연구하기 위해 TMS를 사용하는 여러 사례 중 일부만 선택하여 보여준 것입니다.인간 대상자를 통한 연구는 개인의 건강에 위험을 초래할 수 있음을 유의하십시오. 대상자가 강한 자기장에 노출되어도 안전한지 확인하는 것이 중요하며, 이 절차를 수행할 때는 항상 주의를 기울여야 합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Medicine

의학

출처: Kuhn, Y. et al. 일차 운동 피질 내의 피질내 억제는 주의의 초점을 변경하여 조절할 수 있습니다. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 운동 뉴런 활동을 조절하고 근전도 검사(EMG)를 통해 근육 반응을 측정하는 방법을 보여줍니다. 운동 핫스팟을 찾고, 자극 역치를 결정하고, 피질 억제에 대한 역치 이하 TMS(subTMS)의 효과를 평가하는 단계를 간략하게 설명합니다.

인간의 근육 반응 조절을 위한 경두개 자기 자극

출처: Taube, W., et.al., 인간의 피질운동신경 전달 변화에 대한 비침습적 평가. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 반복적인 경두개 자기 자극(rTMS) 후 인간의 피질운동 신경 전달 변화를 평가하는 비침습적 방법을 보여줍니다. 이 연구는 빠르고 직접적인 피질 척수 경로를 다시냅스 연결과 구별하는 전기생리학적 기술을 소개합니다.

인간 피질운동신경 시냅스의 반복적인 경두개 자기 자극 유발 변화

출처: Stefanou, M., et.al. 실시간 뇌파 검사 트리거 경두개 자기 자극을 통한 뇌 상태 의존적 뇌 자극. J. Vis. 경험. (2019년)이 비디오는 피질 흥분성을 연구하기 위한 실시간 EEG 트리거 경두개 자기 자극(TMS) 과정을 보여줍니다. 이 절차에는 운동 피질 위에 TMS 코일을 배치하고, 자극을 EEG 신호의 특정 단계와 동기화하고, 다양한 뇌 상태가 피질 반응에 미치는 영향을 탐색하기 위해 운동 유발 전위(MEP)를 기록하는 작업이 포함됩니다. 이 기술을 사용하면 실시간 EEG 분석을 기반으로 뇌 활동을 정밀하게 조절할 수 있습니다.

피질 흥분을 위한 실시간 뇌파 유발 경두개 자기 자극

출처: Curado, M. et. al., 인간 운동 기능 조절을 위한 비침습적 전기 뇌 자극 몽타주. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 인간의 운동 기능을 조절하기 위한 경두개 직류 자극(tDCS)의 설정 및 메커니즘을 보여줍니다. 양극을 일차 운동 피질 위에 배치하고 음극을 반대쪽 안와상 영역 위에 배치함으로써 표적 전기 자극은 피질 흥분성을 증가시켜 운동 뉴런 활동을 향상시키며 운동 성능을 향상시킵니다.

인간 운동 뉴런 활동을 조절하기 위한 비침습적 전기 뇌 자극

출처: Charalambos, CC, et al. 탐색된 경두개 자기 자극을 사용한 발목 근육의 피질 척수 경로의 양측 평가. J. Vis. 경험. (2019년)이 비디오는 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 다리 근육의 피질 척수 경로를 평가하는 방법을 보여줍니다. 다리 근육의 반대쪽 피질 운동 기능을 평가하기 위해 한쪽 뇌 반구에서 휴식 및 활성 근육 반응을 기록합니다.

경두개 자기 자극을 이용한 피질 척수 경로 평가

출처: Shafi, M. M., et al. 간질 환자의 연결성 관련 뇌 흥분성을 평가하는 다중 모드 이미징 및 자극 기반 방법. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 간질 환자의 신경 흥분성을 평가하기 위해 경두개 자기 자극(TMS) 및 뇌파 검사(EEG)를 사용하는 절차를 보여줍니다. 사전 기록된 뇌 스캔으로 환자의 머리를 정렬하고, 기능적으로 연결된 피질 표적 위에 TMS 코일을 배치하고, 자극을 가하여 신경 회로를 활성화하는 단계를 자세히 설명합니다. 이 과정에는 운동 반응 추적, EEG 신호 기록, 뇌 활동을 건강한 대조군의 뇌 활동과 비교하여 과흥분성을 식별하고 발작 발병 영역을 국소화하는 것이 포함됩니다.

경두개 자기 자극 및 뇌파 검사를 통한 뇌 과흥분성 평가

이 기사는 양측 자극이 1차 운동 피질 대사에 미치는 영향을 조사하기 위해 경두개 직류 자극(tDCS)과 양성자 자기 공명 분광법(1H-MRS) 측정을 결합하기 위한 기본 프로토콜을 설명하는 것을 목표로 합니다.

일차 운동 피질 대사에 양성 반구 경 두개 전기 자극 효과의 측정을위한 도구로 자기 공명 분광학의 사용

경두개 자기 자극, 근전도 검사 및 3D 모션 캡처는 인간의 신경근 기능을 조사하기 위해 일반적으로 사용되는 비침습적 기술입니다. 이 백서에서는 이러한 세 가지 도구 모두에서 생성된 데이터를 동기식으로 샘플링하는 프로토콜과 가상 현실 자극 프레젠테이션 및 피드백의 고유한 추가에 대해 설명합니다.

경 두개 자기 자극, 근전도, 모션 캡쳐, 가상 현실을 이용하여 인간의 모터 제어 유학을위한 다기능 설치

이 기사에서는 경두개 자기 자극을 통해 기능적으로 특정 신경 경로를 측정하고 강화하는 새로운 접근법을 설명합니다. 이러한 고급 비침습적 뇌 자극 방법론은 뇌-행동 관계의 이해와 뇌 질환을 치료하는 새로운 치료법의 개발을 위한 새로운 기회를 제공할 수 있습니다.

경두개 자기 자극을 통해 인간 모터 시스템의 기능적으로 특정신경 경로 측정 및 조작

여기에서는 근전도 검사(EMG)와 결합된 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 일차 운동 피질 흥분성 및 흥분성 조절을 평가하는 방법론을 설명하는 프로토콜을 제시합니다.

경두개 자기 자극과 근전도 조영술을 결합하여 일차 운동 피질 흥분성 및 흥분성 조절 평가

이 논문은 반복 자극 프로토콜을 사용하여 장기 증강 유사 피질 가소성의 표준화된 유도에 이어 시냅스 가소성을 평가하기 위해 신경 항법 시스템에 의해 유도되는 단일 펄스 경두개 자기 자극을 적용하는 방법에 대해 설명합니다.

경두개 자기 자극을 이용한 장기 증강 유사 피질 가소성의 표준화된 유도 및 평가

학습하세요 경두개 자기 자극(TMS)을 활용한 인간 신경근육학 시스템 연구 방법을. 상지와 요부 근육의 운동 유발 전위 측정 및 피질 흥분성 평가 기술을 익혀 정확한 실험 결과를 얻으세요.

인간 신경근육학 시스템을 공부하기 Transcranial 자기 자극을 활용

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