Name: 기본 모터 피 질 내에서 intracortical 저해 관심의 초점을 변경 하 여 변조 될 수 있습니다. (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 48 s
Description: 학습하세요 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 주운동피질(M1) 내 피질내 억제 회로 활성을 측정하는 방법을. 주의 집중 방식에 따른 신경 생리학적 변화를 탐색하고 운동 수행 능력 향상의 신경 메커니즘을 이해하세요.

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저자 아무 승인 있다.

이 프로토콜 로컬 윤리 위원회에 의해 승인 되었다 그리고 헬싱키 (1964 년)의 선언에 따라 실험은.
 1. 윤리적인 승인 및 주제 지도 <ol><li>측정을 시작 하기 전에 잠재적인 위험 요인 및 연구의 목적에 대 한 모든 참가자를 지시. 이 결과 영향을 미칠 수 있습니다 attentional 포커스에 대 한 정보를 제공 하지 않습니다. 연구 설정 30에 TMS의 응용 프로그램에 대 한 안전 지침 준수 확인. 
	참고: TMS를 적용 하는 경우는 이식된 두개골 전극 및 달팽이 임 플 란 트, 실 신 이나 발작, 간 질, 뇌 병 변, 임신, 마약/약물 상호 작용, 최근 마약 철수의 개인 역사를 포함 하 여 일부 의료 위험 요소 또는 질병입니다. TMS 어린이 관리 안 합니다.</li>
	<li>건강 한 참가자를 포함 하는 연구에서 (n = 14) 18 ~ 35 세 사이. 어떤 정형 외과 / 신경/정신 질환과 주제를 제외 합니다. 모든 참가자는 오른 손잡이 확인 하십시오.</li>
</ol> 2. 실험 설계 및 설치 <ol><li>나누기 두 그룹. 하나를 지시할 경우 지침에 그룹의 절반 먼저, EF 지침 두 번째 실험 세션 (섹션 4.2.2 구두 지침 참조)에서 다음. 다른 절반 counterbalanced 순서로 지시. 
	참고: 실험 최소 72 h로 구분 되어야 합니다 ( 그림 1 참조) 4 개의 실험실 세션의 총 구성 되어 있습니다. 첫 번째 두 개의 세션 최대 힘 (Fmax)와 submaximal 지속적인된 검지 납치의 TTF 측정 구성 (4 단계 참조). SubTMS 및 ppTMS ( 그림 1 참조) 작업 중 m 1에 내에서 억제 회로의 활동을 측정의 3 번째와 4 번째 세션 구성.</li>
</ol> 3. 주제 준비 <ol><li>좌석 전체에 걸쳐 조정 하 고 편안한의 자에 참가자 실험. 모니터는 참가자 앞 1m 장소.</li>
	<li>테이블, 왼쪽된 다리에 휴식 편안 하 고 편안한 위치에 왼쪽된 팔을 배치 합니다. 필요한 경우, 베개와 팔의 위치를 조정 합니다. Pronated 위치에 사용자 부 목에 피사체의 오른쪽 팔을 배치 ( 그림 2 참조). 
	참고: 여기, 부 목이 이루어집니다 (자세한 내용은 참조 16) 열가 소성 및 적합 모든 참가자의. 또한, 부 목 손목 관절의 자유도 제한 하 생각 되었다 ( 그림 2B 참조). 허용 하는 유일한 움직임은 납치와 오른손의 집게 손가락의 손바닥 관절의 예증.</li>
	<li>주문 품 장치의 회전 축과 손가락 관절을 맞춥니다. 최적의 위치 발견 되 면 수동으로 기록 하 고 2, 3, 및 4 세션에 유사한 위치를 사용 하 여 부 목의 antero 후부 및 평점 옆 위치의 사진의 찍을.</li>
</ol> 4. 세션 1과 2: 행동 테스트 <ol><li>최대한 isometric 수축 (참조 그림 1A ).
	<ol><li>는 각도 공동 손바닥의 회전의 축 정렬 및 제대로 나사 ( 그림 2 참조)를 사용 하 여 각도 수정. 힘 변환기 ( 그림 2B 참조) 최대 자발적 수축에 대 한 허용 하는 방식으로 배치.</li>
		<li>적절 한 증폭기 및 아날로그 디지털 (A-D) 변환기를 EMG 케이블 (FDI 근육), 힘 변환기 및 각도 케이블을 연결.</li>
		<li>는 각 수축 사이 30 s 브레이크 집게 손가락의 3 최대한 아이소메트릭 납치를 수행 하 고는 Fmax를 결정 참가자. 
		참고:는 Fmax 힘 변환기에서 얻은 힘 신호에서 가장 높은 봉우리로 결정 됩니다. 최대한 수축 개별 최대 0 N에서에서 힘에 있는 점진적 증가 이루어져 참가자에 게 설명 한다. 중요 한 것은, 참가자 고정 힘 변환기에 대 한 수축 isometric 수행을 지시 합니다. 참가자는 손바닥 관절에 검지 손가락을 납치 하 고 힘 변환기에 대 한 가능한 하드 밀어 해야 합니다. 수축, 당 3-s 기간을 부여 해야 하 고 2 s 16 , , 25 26 최대한 힘을 유지 하기 위해 참가자를 지시 한다. 각 수축 사이 봐 주 참가자 30 s.</li>
		<li>가 관심의 초점에 대 한 모든 지침을 제공 하지 않고 힘 변환기에 대 한 레버를 밀어 주제. 
		참고: 동일한 작업 세션 2는 Fmax와 부 목에 위치 세션 간에 변경 되지 않은 있도록의 시작 부분에서 수행 됩니다.</li>
		<li>최대한 수축 후 검지 손가락 (납치/예증) 가로 평면에서 자유롭게 이동할 수 있도록 힘 변환기 제거.</li>
		<li>최대한 아이소메트릭 납치 (4.1.3 단계)에서 Fmax를 계산 원시 데이터를 사용 하 여 컴퓨터에. 30% 결정 (Fmax * 0.3; 세션 1과 2) 10% (Fmax * 0.1; 3 및 4 세션) Fmax의. 
		참고: 가장 높은 피크 힘 변환기에서 얻은 힘 신호에는 Fmax 고려. 다음 세션에서 다른 수축 강도 (30%, 10%)는 실험의이 단계에서 얻은 Fmax에서 계산 됩니다.</li>
		<li>단계 4.1.6에서에서 얻은 Fmax의 30% 금액에 물 한 병을 작성 합니다. 소자의 밧줄에 Fmax의 무게를 첨부 ( 그림 2A 참조). 
		참고: 물의 체적 질량 밀도 1 k g/l. 따라서, 한 참가자의 Fmax의 30%를 나타내는 경우 0.4 k g, 0.4 kg.에 상응 하는 병의 무게를 조정</li>
	</ol></li> <li>TTF까지 수축 지속 (참조 그림 1A ).
	<ol><li>지시 작업에 대 한 참가자 들. 
		참고: 참가자 해야 합니다 손가락은 대상 위치에 counteracting 무게 여 ( 그림 2 참조), 검지 손가락의 납치를 수행. 작업 작업 실패까지 수행 해야 합니다. 작업 오류는 대상 위치에서 10도 보다 큰 편차로 결정 됩니다. 편차는 각도 측정 및 모니터에 표시 됩니다 ( 그림 2B 참조).</li>
		<li>세션의 순서를 임의화 (참조 단계 2.1; EF 또는 IF 조건). 구두로 지시 하는 적절 한 조건에 참가자 (IF 또는 EF).
		<ol><li>Th에 대 한e EF 조건을 다음과 같이 지시: &#34;는 각도의 위치에 집중. 가능한 한 오랫동안이 자리를 잡아. 각도의 위치 변경, 화면에 빨간 선의 두께 변경 됩니다. 빨간색 선은 다시 얇은 될 때까지 각도의 위치를 수정. &#34; 참가자 지시 &#34; 제어와 각도의 위치에 집중 &#34; 각 30 s.</li>
			<li>IF에 대 한 조건을 다음과 같이 지시: &#34; 당신의 손가락의 위치에 집중. 가능한 한 오랫동안이 자리를 잡아. 손가락의 위치 변경, 화면에 빨간 선의 두께 변경 됩니다. 빨간색 선은 다시 얇은 될 때까지 당신의 손가락의 위치를 수정. &#34; 참가자 지시 &#34; 계약 하 고 그의 손가락 근육에 집중 &#34; 각 30 s.</li>
		</ol></li> <li>가지고 참가자 손가락은 대상 위치에 counteracting 무게 여 ( 그림 2 참조), 검지 손가락의 납치를 수행. 그들이 작업을 수행 하는 작업 실패까지.</li>
		<li>보도 &#34; 기록 &#34; 각도 신호를 녹음을 시작 하 여 작업 실패까지 기다려 레코딩 소프트웨어에 단추. 작업 실패에 도달 하면 눌러는 &#34; 기록 중지 &#34; 녹음을 중지 하 고 컴퓨터에 각도 신호를 저장 하려면 녹음 소프트웨어에 단추. 참가자 제거 &#39; 정형 외과 용 부 목;에서 손을 첫 번째 세션 이제 끝났습니다.</li>
		<li>존중 최소 간 세션 기간 (72 h), 4.2.1-4.2.4 단계를 반복 합니다. 또한, 2, 3 세션 및 세션 3와 4 사이 72 h 휴식의 최소 허용.</li>
	</ol></li></ol> 5. 세션 3, 4: 두뇌 자극 <ol><li>표면 전도 (sEMG) 녹음.
	<ol><li>필요한 경우에 오른쪽 FDI 근육 이상 피부에 머리를 면도 하 고 약간 침식 마모 젤을 사용 하 여 피부. 침식된 지역 80% 에탄올과 1% 글 리세 린을 포함 하는 솔루션으로 치료. 증발을 에탄올 허용.</li>
		<li>는 외국인 직접 투자, 1 cm interelectrode 거리에 배꼽-힘 줄 몽타주에 Ag/AgCl 전극 양극 표면를 놓습니다. 참조 전극 digitus medius의 방진에 배치.</li>
		<li>EMG 케이블 (FDI 근육) 및 각도 케이블을 연결 EMG 증폭기 A D 변환기.</li>
		<li>사용 Ag/AgCl 양극 표면 전극 기록 하 고 근육 활동 및 FDI 근육에서 두뇌 자극에 의해 elicited electrophysiological 응답 측정. 
		참고: 최종 분석 (subTMS 유도 EMG 억제 및 피크 대 피크 MEP 진폭)에 대 한 (FDI)에서 EMG 신호 조정 해야 합니다 다음과 같습니다: x1000의 증폭, 버터워스 대역 통과 10-1000 Hz의 필터링 및 4 kHz의 샘플링. 오프 라인 분석을 위해 컴퓨터에서 모든 EMG 데이터를 저장.</li>
	</ol></li> <li>3.1 및 3.2 단계를 반복 하십시오.</li>
	<li>Transcranial 자석 자극 <ol><li>참가자에 반사 마커 수정 &#39; 양면 접착 테이프를 가진 s 마. 
		참고: 반사 표식에 대 한 수는 지속적으로 TMS의 neuronavigation 시스템을 사용 하 여 M1 이상 대상 지역에 배달 ( 그림 2 참조). Neuronavigation 시스템의 장점은 코일 위치 공간에서 두개골 위치를 기준으로 기록 될 수 있습니다 및 언제 든 지 전체 실험을 통해 확인.</li>
		<li>95 m m 초점 그림의 8 코일 사용 contralateral 모터 피 질 손 영역에 자극을 제공 하는 TMS 자극에 연결 된. 
		참고:는 자극 쌍 펄스 자극 패러다임 (세션 4)에 대 한 수 있습니다 확인 하십시오. 또한, 유도 전류 후부 앞쪽에 이동 해야 합니다 고 역방향 모드에 전달 해야 합니다. 파형 monophasic 되어야 합니다.</li>
		<li>클래식 매핑 절차를 수행 하 여 FDI 근육에 모터 갖는 잠재력 (Mep)을 도출을 위한 두개골을 기준으로 코일의 최적의 위치 (핫 스팟)을 찾아.
		<ol>는 코일을 배치 하 여 시작 <li>꼭지점 앞쪽 그리고 contralateral이 마 쪽으로 45 °를 가르키고 코일 손잡이와 중간에 약 0.5 c m. 
			참고: 이렇게 하면 유도 전류 흐름은 대략 수직 중앙 고 랑 31.</li>
			<li>TMS 자극 하는 데 사용 하는 참가자를 최대 자극 출력 (MSO)의 25% 농도에서 시작 합니다. 그런 다음, 자극 강도 증가 하 여 핫 스폿을 평점-측면 및 rostro 정면 방향으로 코일을 이동 시작.</li>
		</ol></li> <li>핫 스폿을 발견 되 면 기록 neuronavigation 시스템으로 최적의 위치. 자극 기 출력의 강도 조정 하 여 활성 모터 임계값 (aMT)를 결정 합니다. 0.1 보다 큰 투자의 EMG에서 MEP 피크-피크 진폭을 연상 하는 데 필요한 최소 강도 aMT 정의 3/5 연속 실험 21 mV.</li>
	</ol></li> <li>세션 3: SubTMS 유도 EMG 억제 (참조 그림 1B ).
	<ol><li>준비 물 병을 작성 하 여 Fmax의 10%를 대표 하는 무게 (4.1.7 단계 참조). 
		참고: Fmax의 10% 단계 4.1.3에서에서 수행 Fmax (3 재판 최고의)에 따라 선택 됩니다. Subthreshold TMS 프로토콜에는 Fmax의 10%만 같이 그것은 이전 되었습니다 피로 EMG 억제 32 , subTMS 유도 33에 영향을 미치는를 선택할 수 있다. 같은 이유로 subTMS 세션 별도 세션에서 실시 해야 합니다. 여기에 사용 되는 물의 볼륨은 0.3 L (Fmax의 최소 30%) ~ 1.2 L (Fmax의 최대 30%).</li>
		<li>지시 작업에 대 한 참가자, 모터 작업 (검지 손가락의 납치, 동일한 작업 세션 1과 2, 하지만 적은 무게로) 10%의 경량을 counteracting 대상 위치에 검지 손가락을 잡고 구성.</li>
		<li>는 참가자 편안한 위치에 편안 하 게 남아 찾을 subTMS EMG 억제, 관심의 초점에 대 한 모든 지침을 제공 하지 않고 도출에 대 한 최적의 강도. 이렇게 하려면 연속 2%의 단계에서 축소 이전 결정 aMT에서 MSO.</li>
		<li>그들은 여전히 편안 하 고 편안한 위치에 장착 하는 동안 참가자 Fmax의 10%에 두 개의 별도 아이소메트릭 검지 납치를 수행 하 고 FDI의 EMG 신호 기록 있다. 이 사시 검지 납치 동안 기록 (눌러는 &#34; 기록 &#34; 레코딩 소프트웨어에 단추)와 20 시련과 1.1 0.8에서까지 무작위로 interstimulus 간격 (이시스)와 TMS, 없이 20 시련 s 16 100 ms 시간 창에서 , 25 , 26 , , 33 34. 
		참고:이 간격 하면 참가자 너무 오랫동안 모터 작업을 수행할 필요가 없습니다 따라서 피곤한 효과 최소화 합니다. 각 시리즈 후 subTMS 유도 EMG 억제를 확인 하십시오.
		<ol><li>적용은 EMG에서 긍정적인 진폭을 모든 부정적인 진폭을 변환 하 여 전파 정류 신호. EMG 신호 시간 정규화 평균 35를 사용 하 여 평균. 
			참고: subTMS EMG 억제의 TMS 후와 시련과 그 없이 TMS의 차이 20에서 50 ms의 시간 창에서 적어도 4 ms에 대 한 부정적인 때 순간으로 정의 됩니다: EMG 비교 EMG 없이 =-EMG 와 함께 .</li>
		</ol></li> <li>반복 단계 5.4.3 최적의 자극 강도 찾을 때까지, 큰 EMG 억제로 표시. 
		참고: 최적의 강도 aMT 16의 약 80%에서 발견 된다.</li>
		<li>줄 참가자는 적절 한상태에 관한 (단계 4.2.2 참조) structions (IF 또는 EF). 각 시리즈 (단계 4.2.2) 이전 명령을 반복 해.</li>
		<li>그들은 편안 하 고 편안한 위치에 앉아있는 동안 4 개의 별도 아이소메트릭 검지 납치를 수행 하는 참가자가 (2 회와 각 초점: EF, IF) Fmax의 기록 EMG 신호는 FDI의 10%.
		<ol><li>가 아이소메트릭 검지 납치 동안 기록 (눌러는 &#34; 기록 &#34; 기록 소프트웨어에 단추) 40 시험 및 각 조건에 대 한 무작위 이시스와 TMS 없이 40 재판 (즉, IF 및 EF)는 counterbalanced에 순서입니다. 동일한 강도 사용 하 여 각 조건 (포인트 5.4.5 결정)에 대 한.</li>
		</ol></li> <li>각 시리즈 사이 허용 피로 의해 유발 될 수 있습니다 어떤 편견을 최소화 하기 위해 5 분의 최소 휴식.</li>
	</ol></li> <li>세션 4: ppTMS (참조 그림 1B ). 
	참고: 0.8 aMT, 1.2 suprathreshold 제어 자극 다음에 컨디셔닝 자극 쌍 펄스 패러다임 구성 리소스
	<li>반복 단계 5.1-5.4 <ol>입니다. 간단히, EMG 전극 FDI 근육 이상, 조절 하 고 편안한의 자에 참가자 좌석 놓고 테이블 (즉, 왼쪽된 다리에) 아래 안락 하 고 편안한 위치에 왼쪽된 팔을 배치 합니다. TMS에 대 한 m 1는 핫스팟 찾을.</li>
		<li>는 자극, 2.5 ms 36, ISI와 짝 및 단일 펄스 TMS 0.25 Hz에서 사이의 간격에 강도 설정.</li>
		<li>참가자 적절 한 지침을 제공 (단계 4.2.2 참조) 조건에 대 한 (즉, IF 또는 EF). 각 시리즈 이전 명령을 반복 해.</li>
		<li>는 4 개의 별도 아이소메트릭 검지 납치를 수행 하는 참가자 (2 회와 각 초점: EF, IF) Fmax의 기록 EMG 신호는 FDI의 10%에. Isometric 수축 하는 동안 기록 각 조건에 대해 20 TMS 자극 (즉, IF 및 EF) counterbalanced 순서로. 
		참고: 1 세트 20 자극의 10 바른 mep로 구성 되어야 합니다 (0.8-1.2 쌍 펄스 aMT) 및 10 제어 Mep (1.2 aMT에서 단일 펄스). 동일한 강도 사용 하 여 각 조건 (단계 5.5.2에서에서 결정)에 대 한.</li>
		<li>각 시리즈 사이 허용 피로 의해 유발 될 수 있습니다 어떤 편견을 최소화 하기 위해 5 분의 최소 휴식.</li>
	</ol></li></ol> 6. 데이터 처리 및 분석 <ol><li>SubTMS.
	<ol><li>(5.1.1.3 단계), 위에서 설명한 해결 및 분석을 위한 EMG 평균.</li>
		<li>검색 subTMS EMG 억제의 발병 ( 그림 4 참조). 
		참고: 때 TMS 없이 모든 시험의 평균 간의 차이 TMS 후 20-50 ms에서 시간 창에 적어도 4 ms에 대 한 부정적 이다 순간으로 정의 됩니다.</li>
		<li>SubTMS EMG 억제의 끝을 감지 하는 순간 억제 (6.1.2 단계)의 발병 후 때 TMS 없이 모든 시험의 평균 간의 차이가 다시 적어도 4 ms에 대 한 긍정적인 정의 (참조 그림 4a ).</li>
		<li>계산 subTMS 유도 EMG 다음과 같습니다: 
		EMG 비교 EMG 없이 = &#8211; EMG와 와.
		<ol><li>계산 누적 사다리꼴 숫자 통합 발병에서 EMG 억제 subTMS 유도의 양을 계량 하는 억압의 끝.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>ppTMS.
	MEP 제어에 관련 된 백분율 SICI의 크기를 표현 하기 위해 <ol><li>사용 다음 수식: 100 &#8211; (조절 MEP/제어 MEP × 100).
		<ol><li>최종 분석에 대 한 백분율 값으로 결과 사용 하 여.</li>
		</ol></li> <li>피크 대 피크 MEP 진폭 (mV, EF, IF 조건)을 계산 하 고 최종 분석에 두 개의 조건을 비교.</li>
	</ol></li> <li>EMG.
	<ol><li>배경 EMG는 MEPs 37의 크기에 영향을 미치는, EMG 활동 TMS 전에 100 ms 창에서 루트-의미-스퀘어 값을 계산 함으로써 결정.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

저자는 공개 없다.

이 프로토콜에는 TMS를 사용 하 여 m 1에 내에서 억제 회로의 활동을 조사 하기 위해 두 가지 가능한 방법을 보여 줍니다. 더 정확 하 게,이 두 프로토콜 attentional foci m 1에 내에서 억제 회로의 활동에의 영향을 조사 하기 위해이 연구에 사용 되었습니다.
제시 방법의 한 가지 한계는 아니에요 항상 그것을 선행 하는 것은 촉진 없이 subTMS 유도 EMG 억제를 일으킬 수입니다. 이 연구에서 예를 들어 4 과목 했다 최종 분석에서 제거할 어떤 일관 된 subTMS 유도 EMG 억제를 보여주지 않았다. 그럼에도 불구 하 고,이 비-침략 적 뇌 자극 방법은 잘 측정 하 고 측정 m 132,34내 intracortical 억제 회로의 활동에 대 한 허용 됩니다. 이 연구의 또 다른 한계는 제외할 수 없습니다 subTMS 및 ppTMS에 의해 제시 된 관심의 포...

그것은 지금 일반적으로 수용 IF에 비해 EF 채택 또는 주의의 중립 초점 모터 성능 및 수많은 설정1에서 학습 촉진. 그것은 표시 되었습니다, 예를 들어 그 정확도2,3혜택을 리드 EF를 채택,4,,56균형, 강제로 생산7,8, 성능 점프 7 , 9 , 10 , 11, 이동 속도12, 산소 소비13,14, 그리고 피곤한 작업15,16.
다른 측면에서 뇌 활성화 이기 때문에 모든 운동의 기초 운동 신경 제어의 여러 가지 측면 있다 조사. 예를 들어 수준 및 m 1 내 intracortical 억제를 조절 하는 능력 interlimb 조정17,18, 자세 제어 등 손 재주19모터 기능에 강한 영향력을가지고 표시 되었습니다. 또한, 젊은 성인, 노인 대상 또는 어린이 (태어난된 preterm20), 등 보다 가난한 모터 제어 능력을 가진 인구는 일반적으로 덜 억제 제어 발음 표시. 따라서, 금지 프로세스의 역할은 아니지만 아직 잘 이해 하 고, 금지 프로세스 역시 것 같다 모터 실행의 품질에 중요 한 일반적.
Intracortical 억제 회로 조사할 가능성이 비-침략 적 transcranial 자석 자극 (TMS)를 사용 하는 것입니다. 가장 일반적으로 사용 되 자극 프로토콜 SICI 유도 하 쌍 펄스 TM (ppTMS)를 적용 합니다. 이 프로토콜 모터 임계값 조절 자극을 사용 하 여 1-5 ms21,,2223 interstimulus 간격 elicited suprathreshold 제어 자극 응답의 진폭을 감소 , 24. 다음, 컨트롤 자극의 백분율로 보고, 모터 되 살려 진 잠재력 (Mep)의 진폭이 비교 될 수 있다 대뇌 피 질의 억제 활동 및 m 1에 내에서 변조에 대 한 정보를 제공 하는 조건에서.
또 다른 자극 프로토콜 intractortical 억제 회로의 활동을 평가 하기 위해 단일 펄스, 모든 자극 농도 (즉, subTMS) 모터 임계값 아래에 전달 됩니다 적용 됩니다. 이 프로토콜은 지속적인 EMG 활동18,,2526에 억제를 유도합니다. 이 소위 subTMS 유도 EMG 억제 금액 및 기간 비교할 수 있습니다. 이 프로토콜은 너무 일반적으로 사용 되지, 표준 SICI 프로토콜에 비해 이점이 있다. Suprathreshold 자극을 유도 하지 않습니다으로이 프로토콜 모터 실행을 방해 하지 않습니다. 두 방법 모두 intracortical 감마-aminobutyric 산 (GABA) 금지 수23,27의 응답을 테스트합니다.
모터 성능1IF에 비해 EF를 사용 하 여 잘 알려진 혜택에도 불구 하 고 기본 신경 프로세스 크게 알려지지 않은 남아 있습니다. 전 fMRI 연구28, 혈액 산소 수준에 따라 다릅니다 (BOLD) 활성화 기본 somatosensory, m 1에서 향상 되었습니다 및 과목 실행 손가락 섬 외피가 시퀀스와 IF에 비해 EF 채택 보였다. 또 다른 최근 연구16 EF와 관련 된 m 1에서 향상 된 활동, 사실, 것 intracortical의 향상 된 활동으로 인해 규정으로 흥분 성의 억제 활동 fMRI29에 의해 분화 될 수 없다, 억제 회로입니다. 더 정확 하 게,이 연구는 금지 GABAergic 신경의 흥분 한 같은 사람 채택 attentional 집중의 형식에 의해 즉시 변조 수는 나타났다.
현재의 프로토콜의 주요 목표는 intracortical 억제 회로 m 1에 내에서 활동에 인지 조작 (주의 지침즉, 초점)의 즉각적인 효과 비교 하 여 두 가지 가능한 방법을 보여주는 것입니다. SubTMS와 ppTMS 모두 사용 됩니다. 또한,이 프로토콜에는 FDI의 submaximal 지속적인된 수축 isometric TTF를 조사 함으로써 매우 제어 방식에서 모터 동작에 attentional foci의 영향을 탐구 하는 한 가지 방법은 보여 줍니다.

<table><tbody><tr><td>MC3A-100</td><td>Advanced Mechanical Technologies Inc., Watertown, MA, USA-Force</td><td></td> <td>transducer</td></tr><tr><td>BlueSensor P</td><td>Ambu A/S, Bellerup,</td> <td>Denmark-EMG</td><td></td></tr> <tr><td>Polaris Spectra</td><td>Northern Digital, Waterloo, ON,</td> <td>Canada-neuronavigation</td> <td>system, active or passive markers tracker</td></tr><tr><td>Localite TMS Navigator 버전 2.0.5</td><td>LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, Germany</td><td>-</td><td>경두개 자기 자극(TMS)을 위한 항법 시스템</td></tr><tr><td>MagVenture MagPro X100</td><td>MagVenture A/S, Farum, Denmark</td><td>9016E0711</td><td>경두개 자기 자극기</td></tr><tr><td>MagVenture D-B80</td><td>MagVenture A/S, Farum, Denmark</td><td>9016E0431</td><td>TMS 코일(8자형)</td></tr><tr><td>고니오미터</td><td>N/A</td><td>-</td><td>맞춤형 고니오미터</td></tr><tr><td>Othopedic 부목</td><td>N / A</td><td>-</td> <td>맞춤형 부목</td></tr><tr><td>녹음 소프트웨어</td><td>LabView 기반</td> <td>-</td> <td>맞춤형 스크립트</td></tr></tbody></table>

기본 모터 피 질 내에서 intracortical 저해 관심의 초점을 변경 하 여 변조 될 수 있습니다.

Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention

잘 인식 된다 외부 초점 (EF)가 관심의 내부 초점 (IF)에 비해 모터 학습 및 성능 향상. 연구는 정확도, 균형, 혜택 강제로 생산, 성능, 이동 속도, 산소 소비, 점프 하 고 작업을 피곤 하 게 표시 했습니다. EF 전략을 사용 하 여의 행동의 결과 잘 탐험 있지만, 근본적인 신경 메커니즘 알 수 없는 남아 있습니다. 최근 TMS 연구 활동의 기본 모터 피 질 (M1) IF와 EF 사이 비교. 더 정확 하 게,이 연구는 EF를 채택할 때 intracortical 억제 회로의 활동 강화, 나타났다.
행동 수준에 현재 프로토콜 첫 등 상호 (FDI)의 submaximal 수 축을 수행할 때 작업 실패 (TTF) 시간에 attentional foci의 영향을 테스트 합니다. 또한, 현재 종이 m 1에서 대뇌 피 질의 억제 회로의 활동에 attentional 조건의 영향을 평가 하기 위해 두 개의 TMS 프로토콜을 설명 합니다. 따라서, 현재 문서 사용 모터 임계값 (subTMS) 농도에서 단일 펄스 TM과 짝 펄스 TMS, m 1에 적용 될 때 짧은 간격 intracortical 억제 (SICI)를 유도 하는 방법을 설명 합니다. 이러한 메서드는 척추 반사 회로 의해 영향을 받지 않고 GABAergic 억제 신경의 응답을 반영 하도록 간주 됩니다, m 1 내 intracortical 억제 회로의 활동을 측정 하는 데 적합 있습니다.
결과 표시는 모터 성능 향상 주의 외부 감독 참가자 수 작업 실패 시간을 머리말을 붙이는 것 처럼. IF에 비해 EF를 채택 하는 때 또한, 결과 더 큰 subTMS 유도 전도 억제 및 SICI에 함께 했다. EF와 함께 향상 된 억제와 장기간된 TTF로 표시 행동 작업에서 더 나은 운동 효율에 기여할 수 있습니다 m 1에서 대뇌 피 질의 억제의 레벨은 이전 모터 성능에 영향을 같이, 한 EF입니다.

모터 성능에 Attentional Foci의 영향:
현재 연구에서 행동 테스트 EF를 적용할 때 긍정적으로 반응 하는 주제를 식별 하 고 모터 작업의 타당성을 증명 하기 위해 사용 되었다. 와 라인에서 이전 연구 (1 리뷰 참조), 우리의 결과 장기간된 TTF 참가자 IF에 비해 EF를 채택 하는 때 ( 그림 3참조). 따라서, 그것은, 아이소메트릭 검지 납치 동안 움직임의 효율성 강화 될 수 있다 EF에 의해 보인다. McNevin와 동료38 posited "제한 된 작업 가설" 모터 성능에 관심의 다른 포커스의 효과 설명 하 여 학습 모터. 그들의 가설에 posited 저자: 그 운동 제어에 큰 성을 홍보 하 여 모터 성능을 살...

두 개의 다른 transcranial 자석 자극 (TMS) 프로토콜을 사용 하 여,이 원고는 측정 하 고 다른 attentional foci 채택 하는 경우 기본 모터 피 질에서 대뇌 피 질의 억제를 비교 하는 방법을 설명 합니다.

It is well recognized that an external focus (EF) compared with an internal focus (IF) of attention improves motor learning and performance. Studies have ...

이 두 가지 경두개 자기 자극 프로토콜의 전반적인 목표는 서로 다른 주의 집중 초점 하에서 운동 과제를 수행하는 동안 일차 운동 피질 또는 M1 내의 피질 내 억제 회로의 활성을 조사하는 것입니다. 많은 연구에서 내부 주의 집중 초점에 비해 외부 주의 집중 초점의 이점이 입증되었지만, 그 기저에 있는 신경 메커니즘에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 외부 주의 집중 초점은 운동 성능의 향상에도 불구하고 일반적으로 근육 활동의 감소를 동반하므로, 우리는 여기에 억제 메커니즘이 관여할 것이라고 추측했습니다.적용된 TMS 방법, 즉 subTMS와 SICI를 통해 주의 집중 대상이 일차 운동 피질 내 억제 회로의 활동에 미치는 영향을 더 잘 이해할 수 있습니다. 역치 하 경두개 자기 자극 기법의 주요 장점은 낮은 자극 강도로 인해 움직임 아티팩트가 발생하지 않는다는 점입니다. 반면, 전통적인 쌍펄스 프로토콜은 더 높은 자극 강도를 사용하므로 근육 수축을 유발합니다.하지만 이 방법은 잘 확립되어 있으며, GABA 작동성 부비동에 미치는 영향이 충분히 조사되었습니다. 먼저 피험자를 테스트 의자에 앉히고, 피험자의 1m 앞에 모니터를 배치하십시오. 다음으로, 왼쪽 팔을 테이블 아래 왼쪽 다리 위에 올려놓아 편안하고 이완된 상태가 되도록 하십시오.피험자의 오른팔을 회내 위치로 맞춘 커스텀 벨트 부목에 고정합니다. 손가락 관절을 맞춤 제작된 장치의 회전축에 맞춥니다. 최적의 위치를 찾으면, 실험의 매 세션마다 동일한 위치를 사용할 수 있도록 부목의 전후방 및 내외측 위치 사진을 촬영합니다.먼저 고니오미터의 회전축과 중수지절관절을 일직선으로 맞춥니다. 최대 수의적 수축이 가능하도록 힘 변환기를 배치합니다. 그런 다음, 참가자에게 검지 손가락의 최대 등척성 외전을 3회 수행하도록 요청하며, 각 수축 사이에 30초의 휴식 시간을 둡니다. 이후 Fmax를 결정합니다.주의할 점은 참가자가 주의 집중 대상에 대한 어떠한 지시도 받지 않은 상태에서 힘 변환기에 대항하여 레버를 밀어야 한다는 것입니다. 최대 수축 후, 힘 변환기를 제거하여 검지 손가락이 횡단면에서 자유롭게 움직일 수 있도록 합니다. 그런 다음, Fmax의 30%에 해당하는 양의 물을 병에 채우고 장치의 밧줄에 Fmax 무게추를 부착하십시오.피험자가 검지 손가락을 외전시켜 무게에 저항함으로써 손가락을 표적 위치에 유지하게 합니다. 과제 수행에 실패할 때까지 작업을 계속하게 하십시오. 녹화 소프트웨어의 녹화 버튼을 눌러 고니오미터 신호 기록을 시작하고, 과제 수행에 실패할 때까지 기다립니다.과제 실패 지점에 도달하면, 녹화 소프트웨어의 녹화 중지 버튼을 눌러 녹화를 중단하고 컴퓨터에 고니오미터 신호를 저장합니다. 마지막으로, 보조기에서 피험자의 손을 제거합니다. 먼저 은-염화은 양극 표면 전극을 전극 간 거리 1 cm의 복부-건 배치(belly-tendon montage)로 FDI 근육에 부착합니다.FDI 근육의 EMG 케이블과 고니오미터 케이블을 EMG 증폭기 및 AD 변환기에 연결합니다. 마지막으로, 표면 전극을 사용하여 뇌 자극으로 인해 유발된 FDI 근육의 전기생리학적 반응에서 근육 활동을 기록하고 측정합니다. 먼저 양면테이프를 사용하여 피험자의 이마에 반사 마커를 부착하는 것으로 시작합니다.TMS 자극기에 연결된 8자형 코일을 사용하여 반대측 운동 영역에 자극을 전달합니다. 그다음, 표준 매핑 절차를 수행하여 FDI 근육에서 운동유발전위(MEP)를 유도하기 위한 두개골 대비 코일의 최적 위치, 즉 핫스팟(hot spot)을 찾습니다. 이를 위해 코일을 정수리에서 앞쪽으로 약 0.5 centimeters 지점의 중앙선 위에 배치하고, 코일 핸들이 반대측 이마 방향으로 45도 각도가 되도록 합니다.최대 자극 강도(maximum stimulator output, MSO)의 25% 미만에서 강도를 시작하여 참가자가 TMS 자극에 익숙해지도록 합니다. 그 다음, 자극 강도를 점차 높이면서 코일을 내측-외측 및 전두-후두 방향으로 이동시켜 핫스팟(hot spot)을 찾습니다. 핫스팟을 찾으면 뉴로내비게이션 시스템으로 최적의 위치를 기록합니다.자극기의 출력 강도를 조절하여 활동성 운동 역치(AMT)를 결정합니다. 다음으로, Fmax의 10%에 해당하는 무게만큼 물병을 채웁니다. 피험자가 이완되고 편안한 자세를 유지하도록 합니다.그다음, 이전에 결정된 AMT에서 2%MOS씩 단계적으로 감소시켜 subTMS 유도 EMG 억제를 유발하기 위한 최적의 강도를 찾습니다. 이후, 참가자가 목표 힘에 맞출 수 있도록 몇 차례의 연습 시행을 수행하게 합니다. 참가자가 Fmax의 10% 강도로 네 번의 개별적인 검지 손가락 등척성 외전(isometric index finger abduction)을 수행하도록 하고 FDI의 EMG 신호를 기록합니다.각 조건에 대해 무작위 ISI를 사용하여 TMS를 적용한 시험 40회와 적용하지 않은 시험 40회를 균형 잡힌 순서로 기록하십시오. 이전에 결정된 최적 자극 강도를 동일하게 사용하십시오. subTMS EMG 억제의 시작점은 TMS 이후 20~50 ms 시간 창 내에서 TMS 적용 시험과 미적용 시험 간의 차이가 최소 4 ms 동안 음수 값을 나타내는 시점으로 정의합니다.마지막으로, paired pulse TMS를 수행하기 위해 코일을 M1의 hot spot으로 이동합니다. 자극기의 강도를 설정하고, paired pulse와 single-pulse TMS 사이의 간격인 ISI를 2.5 milliseconds로, 빈도를 0.25 hertz로 설정합니다. 마지막으로, 대상자에게 Fmax의 10% 강도로 네 번의 개별적인 등척성 검지 외전(isometric index finger abduction)을 수행하도록 요청하고 FDI의 EMG 신호를 기록합니다. 등척성 수축 동안, 각 조건에 대해 20회의 TMS 자극을 상쇄 균형(counterbalanced) 순서로 기록합니다.단기 간격 피질내 억제(short-interval intracortical inhibition)의 양은 대조군 MEP 단일 펄스와 조건화된 MEP 쌍 펄스 사이의 비율로 정의됩니다. 참가자가 내부가 아닌 외부 주의 집중 방식을 채택했을 때 TTF가 연장되었습니다. 역치 미만 강도를 사용하므로, 자극으로 인해 운동 수행을 방해할 수 있는 근육 경련은 유발되지 않습니다.결과에 따르면, IF를 사용했을 때보다 EF를 사용했을 때 subTMS로 유도된 EMG 억제가 즉각적으로 강화되었습니다. 또한, EF를 채택했을 때 참가자들은 더 많은 단기 간격 피질 내 억제를 보였습니다. 이는 subTMS 결과와 잘 일치하며, 피질 내 억제 회로를 구성하는 GABA 작동성 뉴런이 주의 집중 유형에 따라 M1 내에서 다르게 조절됨을 시사합니다. 숙달되면, 이 프로토콜은 적절하게 수행될 경우 약 90분 내에 완료할 수 있습니다.역치 하 TMS 절차를 시도할 때, FDI 근육에서 subTMS로 유도된 EMG 억제를 얻기 위해서는 적절한 자극 강도를 설정하는 것이 중요합니다. 이를 위해 자극이 있는 시행 40회와 자극이 없는 시행 40회를 각각 평균하는 것이 중요합니다. M1 내의 피질 내 억제를 측정하는 subTMS 및 쌍펄스 TMS 프로토콜 외에도, 내부 주의 집중과 비교하여 외부 주의 집중 시 과제 효율성을 높이는 데 관여할 수 있는 추가적인 메커니즘을 밝히기 위해 주변 억제 측정과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.이 영상을 시청한 후, 여러분은 일차 운동 피질에 subTMS 및 paired-pulse TMS를 적용하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이러한 방법들은 서로 다른 주의 집중 초점이 일차 운동 피질의 활동에 미치는 영향을 조사하는 데 사용될 수 있습니다.

intracortical-inhibition-within-primary-motor-cortex-can-be-modulated

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

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

참가자가 행동 서열을 관찰하는 동안 1 차적인 운동 피질, 신경 탐색 및 손 근육의 전동 활동의 등록을 통해 단맥 경두개 자기 자극, 및 손 근육의 전기 구균 활동의 등록이 이 연구에서 이용되었습니다.

행동 관찰 중 코르티코피날 흥분성 변조

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

주의 제어는 대상 신호의 향상과 산만 신호의 감쇠로 구성됩니다. 우리는 개별적으로, 그러나 동시에 측정하는 접근 방식을 설명하며, 두 과정 모두 지속적으로 관여하지 않는 수동 제어 조건을 활용하여 지속적인 복합 모드 주의에 주의를 기울이고 무시하는 신경 생리학을 설명합니다.

주의 컨트롤의 프로세스를 무시하고 참석의 신경 생리학 신호의 측정

위치 또는 힘 피드백으로 동일한 움직임을 제어하면 신경 활성화 및 운동 동작이 달라집니다. 이 프로토콜은 신경근 피로를 관찰하여 행동 변화를 조사하는 방법과 증강 피드백의 해석과 관련하여 하위 임계값 TMS를 사용하여 운동 피질(억제) 활동을 평가하는 방법을 설명합니다.

인간의 힘과 위치 제어 - 증강 피드백의 역할

우리는 흥분 그리고 모터 응답 억제 작업 동안 기본 모터 피 질 억제 중지 신호 작업의 과정을 통해 Transcranial 자석 자극을 사용 하 여 계량 하는 실험적인 절차를 설명 합니다.

대뇌 생리학 응답 억제와 관련 된 측정을 위한 온라인 Transcranial 자석 자극 프로토콜

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

우리는 기존의 진폭 측정 및 임계값 추적을위한 옵션과 함께 표준화 된 단일 및 페어링 펄스 경두개 자기 자극 (TMS) 기록 프로토콜 제품군을 제공합니다. 이 프로그램은 세 가지 유형의 자기 자극기를 제어할 수 있으며 단일 작업자가 모든 테스트를 편리하게 수행할 수 있도록 설계되었습니다.

한 손 작업에 대한 종래및 임계값 추적 경두개 자기 자극 테스트

SAI(Short-latency Asserent Inbarition)는 감각 운동 통합을 조사하기 위한 경두개 자기 자극 프로토콜입니다. 이 기사에서는 감각 운동 행동 동안 운동 피질의 수렴 감각 운동 루프를 연구하기 위해 SAI를 사용하는 방법을 설명합니다.

말초 신경 자극 및 제어 가능한 펄스 매개변수 경두개 자기 자극을 결합하여 감각 운동 제어 및 학습을 조사합니다.

이 프로토콜은 신경내비게이션 및 로봇 시스템을 이용한 실험적 작업 중 배측 및 배측측 전전두엽 피질에 대한 반복적인 경두개골 자기 자극을 보다 정밀하고 효과적으로 제시합니다. 결과에 따르면 향후 온라인 자극 연구에 중요한 시사점을 제시합니다.

인지 의사결정과 인지 부조화에서 배측 및 배외측 전두엽 피질의 온라인 반복 경두개 자기 자극

학습하세요 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 주운동피질(M1) 내 피질내 억제 회로 활성을 측정하는 방법을. 주의 집중 방식에 따른 신경 생리학적 변화를 탐색하고 운동 수행 능력 향상의 신경 메커니즘을 이해하세요.

기본 모터 피 질 내에서 intracortical 저해 관심의 초점을 변경 하 여 변조 될 수 있습니다.

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