Artykuł metodologiczny

Powtarzające się przezczaszkowe zmiany wywołane stymulacją magnetyczną w ludzkich synapsach kortykomotoneuronalnych

29 sierpnia 2025

W tym artykule

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: Taube, W., et.al., Nieinwazyjna ocena zmian w transmisji kortykomotoneuronalnej u ludzi. J. Vis. Exp. (2017)

Ten film przedstawia nieinwazyjną metodę oceny zmian w przekaźnictwie korowo-motorycznym u ludzi po powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (rTMS). W badaniu przedstawiono technikę elektrofizjologiczną, która odróżnia szybkie, bezpośrednie szlaki korowo-rdzeniowe od połączeń polisynaptycznych.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury z udziałem ludzi zostały przeprowadzone zgodnie z instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi dobrostanu ludzi i zostały zweryfikowane przez lokalną instytucjonalną komisję rewizyjną.

1. TMS

1. Stymuluj obszar kory ruchowej półkuli przeciwległej za pomocą TMS za pomocą cewki ósemkowej, aby wywołać motoryczne potencjały wywołane (MEP) w zapisach elektromiograficznych mięśnia płaszczkowatego.

2. Aby znaleźć optymalne miejsce stymulacji, umieść cewkę najpierw nad wierzchołkiem i 1 cm z przodu. Uchwyt cewki powinien być skierowany do tyłu, wywołując strumień indukowanego prądu w środku cewki od tyłu do przodu.

3. Rozpocznij stymulację od niskiej intensywności około 20 - 30% maksymalnej mocy stymulatora, aby badani przyzwyczaili się do bodźca magnetycznego. Wybierz przerwę między kolejnymi bodźcami na 4 s.

4. Po kilku próbach zwiększ intensywność stymulacji do około 40 - 60% maksymalnej mocy wyjściowej stymulatora i przesuń cewkę w kierunku czołowo-rostralnym i środkowo-bocznym, aby znaleźć punkt zapalny m. soleus. Hotspot definiuje się jako pozycję, w której można wywołać MEP w m. soleus przy minimalnej intensywności stymulacji.

5. Po znalezieniu hotspotu płaszczkowatego określ spoczynkowy próg motoryczny (1,0 MT) jako minimalne natężenie wymagane do wywołania amplitudy międzyszczytowej MEP w EMG większej niż 50 μV w sześciu z dziesięciu kolejnych prób. U osób, u których EMG tła wynosi już około 50 μV, jako próg należy przyjąć 100 μV.

2. Mocowanie cewki

1. Połóż głowę fotografowanej osoby na stole i użyj sztywnej pianki, aby zapobiec ruchom głowy we wszystkich kierunkach. Przymocuj cewkę do stojaka, a głowę badanego do krzesła.

2. Przymocuj cewkę za pomocą pasków na rzepy do głowy i użyj systemu nawigacyjnego TMS sterowanego obrazem do monitorowania pozycji cewki i głowy przez cały czas trwania eksperymentu. Unikaj nawet niewielkich ruchów cewki względem głowy badanego, ponieważ zmienia to rekrutację neuronów przez TMS.

3. Stymulacja magnetyczna na skrzyżowaniu szyjnym i rdzeniowym

1. Użyj cewki magnetycznej z podwójnym stożkiem umieszczonej na złączu szyjnym i rdzeniowym, aby wzbudzić aksony drogi korowo-rdzeniowej.

2. Ustaw cewkę tak, aby pierwsza pochodna indukowanego prądu była skierowana w stronę czaszki i aby jej środkowa część znajdowała się na wejściu lub w jego pobliżu. Zastosuj stymulację z maksymalną wydajnością stymulatora (100%).

UWAGA: Nawet przy tak wysokiej intensywności stymulacji bodziec jest zbyt słaby, aby wystarczająco rekrutować rdzeniowe neurony ruchowe i aktywować mięśnie dolnej części nogi (tj. m. płaszczkowaty i m. piszczelowy przedni) u większości badanych. Tak więc przy stymulacji szyjnej rdzenia nie ma potencjału złożonego w powierzchniowym EMG mięśni podudzi. Dlatego połącz symulację szyjną rdzenia z odruchem H, aby zwiększyć pobudliwość neuronów rdzeniowych.

4. Pomiar wstępny

1. Dostosuj rozmiar odruchu H (stymulacja nerwów obwodowych)

1. W przypadku kondycjonowania H-refleks dostosuj rozmiar H-refleksu do 20% maksymalnego załamka M (Mmax), zmieniając intensywność stymulacji stymulatora elektrycznego. Aby uzyskać Mmax, zapisz krzywą rekrutacji H-odruchu. W tym celu należy stosować bodźce o różnej intensywności stymulacji. Przerwa między kolejnymi próbami wynosi 4 s.

2. Oblicz H-refleksy i M-fale jako amplitudy międzyszczytowe w EMG (w mV) online w oprogramowaniu do nagrywania. Należy upewnić się, że rozmiar kontrolnego odruchu H pozostaje stały na poziomie 20% Mmax przez cały czas trwania eksperymentu i sprawdzaj jego rozmiar w każdym badaniu. W przypadku wykrycia systematycznego odchylenia wielkości H-refleksu (kontrolny H-odruch jest zawsze mniejszy lub większy niż rozmiar docelowy), dostosuj intensywność stymulacji tuż przed kolejną próbą.

2. Dostosuj intensywność stymulacji TMS przed eksperymentem.

1. Dla kondycjonowania H-reflex w spoczynku, ustaw intensywność stymulacji TMS w korze ruchowej na 90 - 100% MT. Upewnij się, że w próbach bez PNS nie zaobserwowano MEP.

UWAGA: Intensywność symulacji powinna być bliska 100% MT, aby zapewnić duży wpływ na kondycjonowany odruch H w spoczynku, tak aby wczesne ułatwienie mogło być łatwo wykryte.

2. Dostosuj intensywność stymulacji szyjnej przed eksperymentem. W przeciwieństwie do stymulacji korowej, zawsze dostosowuj intensywność stymulacji do stymulacji szyjnej i rdzeniowej do 100% maksymalnej mocy stymulatora.

3. Kondycjonuj odruch H za pomocą stymulacji magnetycznej nad korą ruchową.

1. Zastosuj TMS i PNS, zmieniając czas między dwoma bodźcami (warunkowanie H-odruchowe), aby umożliwić ocenę zmian w przekaźnictwie korowo-motorowym. Aby wykryć wczesną facylitację, uruchom protokół kondycjonowania z interwałem między bodźcami (ISI) wynoszącym -5 ms i zmieniaj ISI w krokach co milisekundy, od -5 do +1 ms (ryc. 1B).

UWAGA: Negatywne ISI wskazują, że PNS jest wywoływany przed TMS; pozytywne ISI wskazują na coś przeciwnego.

2. Zmieniaj ISI między TMS i PNS losowo, od próby stymulacji do próby stymulacji, aby nie mogło dojść do stronniczości wynikającej z określonej kolejności bodźców.

UWAGA: "Wczesne ułatwienie" powinno nastąpić około ISI od -4 ms do -2 ms przy zastosowaniu TMS na korze ruchowej. Oznacza to, że najszybsze (monosynaptyczne drogi korowo-rdzeniowe) zderzają się w tym czasie z salwą aferentną przez PNS w rdzeniowych neuronach ruchowych (patrz 3.2 w celu wykrycia wczesnego ułatwienia).

3. Ustaw przerwę między kolejnymi próbami stymulacji na 4 sekundy.

4. Kondycjonuj odruch H stymulacją magnetyczną nad połączeniem szyjnym i rdzeniowym.

UWAGA: Stosując stymulację szyjną rdzenia szyjnego do kondycjonowania, pobudzenie szlaków korowo-rdzeniowych jest przestrzennie bliższe neuronom ruchowym rdzenia kręgowego niż przy stymulacji kory ruchowej. W związku z tym ISI odpowiadający wczesnej facylitacji jest przesunięty o około 3 - 4 ms. Na przykład, wczesne ułatwienie TMS nad pierwszorzędową korą ruchową przy -4 ms odpowiadałoby ISI między -7 - -8 ms ze stymulacją szyjną

.
  1. Stosuj ISI między ISI-9 a -3 ms w krokach co 1 ms do kondycjonowania szyjnego i rdzeniowego. Zastosuj ISI dla TMS nad korą ruchową i TMS nad połączeniem szyjnym i rdzeniowym zawsze razem w jednym badaniu i zarejestruj kontrolny odruch H i kontrolny MEP również w tym badaniu. Użyj kontrolnego odruchu H jako odniesienia dla warunkowych odruchów H i kontrolnego MEP, aby zapewnić porównywalne warunki stymulacji. Zapisz (co najmniej) dziesięć prób w pomiarze wstępnym.

5. Naprzemienna stymulacja kory ruchowej i połączenia szyjnego

1. Zastosuj kondycjonowanie odruchu H SOL przez magnetyczną stymulację kory ruchowej (kondycjonowanie M1; patrz 2.1) i przez magnetyczną stymulację szyjną (kondycjonowanie CMS; patrz 2.2) w losowej kolejności podczas tego samego badania.

UWAGA: Zaleca się naprzemienne stosowanie kondycjonowania M1 i CMS w jednym i tym samym badaniu w celu odniesienia uwarunkowanych odruchów H do tej samej próbki kontrolnych odruchów H (patrz Rysunek 1).

6. Interwencja - Powolny, powtarzalny TMS

1. Ustaw intensywność stymulacji na 1,2 MT, co indukuje długotrwałe tłumienie pobudliwości korowo-rdzeniowej, wymaganej jako kondycjonowanie H-reflex trwa kilka minut. Podczas interwencji rTMS należy nałożyć TMS na pierwszorzędową korę ruchową z częstotliwością 1 Hz przez 20 minut.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
figure-results-1

Rysunek 1: Procedura kondycjonowania M1 i CMS. Ten zmodyfikowany rysunek z jednej z naszych poprzednich publikacji28 przedstawia schematyczny rysunek procedury kondycjonowania M1 i CMS. (A) Można zauważyć, że jedna cewka jest umieszczona nad pierwszo...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Samoprzylepne elektrody EMGNiebieski czujnik N, Ambu, Ballerup, Dania Służy do nagrywania sygnałów EMG
Stymulator elektrycznyDigitimer DS7A, Hertfordshire, Wielka Brytania Służy do wywoływania odruchu
płaszczkowatego HElektroda stymulującaNiebieski czujnik N, Ambu, Ballerup, Dania Służy do wywoływania mięśnia płaszczkowatego H-reflex
Stymulator magnetyczny #1Stymulator Magstim Rapid2 TMS, Magstim Company Ltd., Whitland, Wielka Brytania Służy do wywoływania przeciwstronnych potencjałów wywołanych silnika w mięśniu płaszczkowatym
Cewka #1: 90-milimetrowa cewka ósemkowaMagstim Company Ltd., Whitland, Wielka Brytania Służy do wywoływania przeciwstronnych potencjałów wywołanych motorycznych w mięśniu płaszczkowatym
Stymulator magnetyczny #2MagPro X100 z MagOption, MagVenture A/S, Farum, Dania Służy do wywoływania przeciwległych potencjałów wywołanych motorycznych w mięśniu płaszczkowatym
Cewka #2: Cewka w kształcie motyla o średnicy ogniskowej 95 mm (D-B80)MagVenture A/S, Farum, Dania
Stymulator magnetyczny #3Magstim Company Ltd., Whitland, Wielka Brytania Służy do stymulacji na złączu szyjnym i rdzeniowym
Cewka #3: cewka magnetyczna z podwójnym stożkiemMagstim Company Ltd., Whitland, Wielka Brytania Służy do stymulacji na skrzyżowaniu szyjnym i rdzeniowym
System nawigacyjny TMS sterowany obrazem #1Brainsight 2, Rouge Research, Montreal, Kanada Służy do monitorowania położenia cewki przez cały czas trwania eksperymentu
System nawigacyjny TMS sterowany obrazem #2TMS Navigator SW-Version 2.0, LOCALITE GmbH, Sankt Augustin, NiemcyWykorzystany do sesji
wideo

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Przewodnictwo korykomotoneuronalnestymulacja nerwu obwodowegoocena odruchu Hpotencja y wywo ane ruchowostymulacja rdzeniowo potylicznasystem neuronawigacyjnyspoczynkowy pr g motorycznyzmienno odst pu mi dzybod cowegosupresja pobudliwo ci korowo rdzeniowej

Powiązane artykuły