Hamowanie wewnątrzkorowe w obrębie pierwotnej kory ruchowej może być modulowane poprzez zmianę skupienia uwagi

Ogólnym celem tych dwóch protokołów przezczaszkowej stymulacji magnetycznej jest zbadanie aktywności wewnątrzkorowych obwodów hamujących w obrębie pierwotnej kory ruchowej lub M1 podczas wykonywania zadań motorycznych w różnych ogniskach uwagi. Chociaż wiele badań wykazało przewagę zewnętrznego w porównaniu z wewnętrznym skupieniem uwagi, niewiele wiadomo na temat leżących u podstaw mechanizmów neuronalnych. Pomimo zwiększonej sprawności motorycznej, zewnętrznemu skupieniu uwagi zwykle towarzyszy zmniejszona aktywność mięśni, dlatego spekulowaliśmy, że mogą być zaangażowane mechanizmy hamujące.

Zastosowane metody TMS, czyli subTMS i SICI, pozwalają lepiej zrozumieć wpływ ognisk uwagi na aktywność obwodów hamujących w obrębie pierwszorzędowej kory ruchowej. Główną zaletą podprogowej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej jest to, że nie ma artefaktu ruchu ze względu na niską intensywność stymulacji. W przeciwieństwie do tego, konwencjonalny protokół sparowanych impulsów wykorzystuje większą intensywność stymulacji, a zatem prowadzi do skurczów mięśni.

Jednak ta metoda jest dobrze znana, a jej wpływ na zatoki GABAeric jest dokładnie zbadany. Zacznij od tego, aby uczestnik usiadł na krześle testowym i umieścił monitor metr przed sobą. Następnie ułóż lewą rękę w wygodnej i zrelaksowanej pozycji pod stołem opartym na lewej nodze.

Umieść prawą rękę badanego w niestandardowej szynie pasa w pozycji pronacji. Dopasuj przegub palcowy do dostępu do obrotu urządzenia wykonanego na zamówienie. Po znalezieniu optymalnej pozycji zrób zdjęcie przednio-tylnej i przyśrodkowej pozycji bocznej szyny, aby użyć porównywalnych pozycji dla każdej sesji w eksperymencie.

Zacznij od wyrównania osi obrotu goniometru i stawu śródręczno-paliczkowego. Umieść przetwornik siły w sposób, który pozwala na maksymalne dobrowolne skurcze. Następnie poproś uczestnika o wykonanie trzech maksymalnych izometrycznych odwodzeń palca wskazującego z 30-sekundową przerwą między każdym skurczem i określenie Fmax.

Należy pamiętać, że uczestnik musi docisnąć dźwignię do przetwornika siły bez żadnych instrukcji dotyczących skupienia uwagi. Po maksymalnych skurczach należy zdjąć przetwornik siły, umożliwiając swobodne poruszanie się palca wskazującego w płaszczyźnie poprzecznej. Następnie napełnij butelkę wodą do ilości odpowiadającej 30% Fmax i przymocuj ciężar Fmax do liny urządzenia.

Poproś uczestnika, aby przytrzymał palec w pozycji docelowej, przeciwdziałając ciężarowi, wykonując odwodzenie palca wskazującego. Niech będą wykonywać zadanie aż do niepowodzenia zadania. Naciśnij przycisk nagrywania w oprogramowaniu do nagrywania, aby rozpocząć nagrywanie sygnału goniometru i poczekaj, aż zadanie zakończy się niepowodzeniem.

Po osiągnięciu niepowodzenia zadania naciśnij przycisk zatrzymania nagrywania w oprogramowaniu do nagrywania, aby zatrzymać nagrywanie i zapisać sygnał goniometru na komputerze. Na koniec należy zdjąć rękę uczestnika z szyny ortopedycznej. Zacznij od umieszczenia bipolarnych elektrod powierzchniowych srebro-chlorek srebra w montażu ścięgna brzucha na mięśniu FDI z zachowaniem odległości jednego centymetra między elektrodami.

Podłącz EMG lub mięsień FDI i goniometru do wzmacniacza EMG i konwertera AD. Na koniec użyj elektrod powierzchniowych do rejestrowania i mierzenia aktywności mięśniowej w reakcjach elektrofizjologicznych wywołanych stymulacją mózgu przez mięsień FDI. Zacznij od umieszczenia odblaskowych znaczników na czole uczestnika za pomocą dwustronnej taśmy klejącej.

Użyj cewki ósemkowej przymocowanej do stymulatora TMS, aby dostarczyć bodźce do przeciwległego obszaru motorycznego. Następnie znajdź optymalną pozycję lub gorący punkt cewki względem czaszki w celu wywołania potencjałów wywołanych silnikiem, MEP, w mięśniu FDI, wykonując klasyczną procedurę mapowania. Aby to zrobić, umieść cewkę około 0,5 centymetra przed wierzchołkiem i nad linią środkową z uchwytem cewki skierowanym pod kątem 45 stopni w kierunku przeciwległego czoła.

Przyzwyczaj uczestnika do bodźców TMS, rozpoczynając intensywność poniżej 25% maksymalnej mocy stymulatora, czyli MSO. Następnie zacznij zwiększać intensywność stymulacji i przesuwaj cewkę w kierunku przyśrodkowym bocznym i rostro-czołowym, aby odkryć gorący punkt. Po znalezieniu gorącego punktu zarejestruj optymalną pozycję za pomocą systemu neuronawigacji.

Określ próg aktywnej motoryki (AMT), dostosowując intensywność wyjścia stymulatora. Następnie napełnij butelkę wodą o wadze, która odpowiada 10% Fmax. Upewnij się, że uczestnik pozostaje w zrelaksowanej, wygodnej pozycji.

Następnie znajdź optymalną intensywność wywoływania supresji EMG indukowanej przez subTMS, skutecznie zmniejszając się w krokach co 2% MOS od wcześniej określonego AMT. Następnie poproś uczestników, aby wykonali kilka prób praktycznych, aby dopasować się do docelowej siły. Poproś uczestnika, aby wykonał cztery oddzielne izometryczne odwodzenia palca wskazującego przy 10% Fmax i nagrał sygnał EMG FDI.

Nagraj 40 badań z i 40 prób bez TMS z randomizowanymi ISI dla każdego schorzenia w przeciwnej kolejności. Użyj tej samej, wcześniej określonej optymalnej intensywności stymulacji. Początek supresji EMG subTMS definiuje się jako moment, w którym różnica między badaniami z TMS i bez TMS jest ujemna przez co najmniej cztery milisekundy w oknie czasowym od 20 do 50 milisekund po TMS.

Na koniec, aby przewodzić sparowany impuls TMS, przesuń cewkę do gorącego punktu w M1. Ustaw intensywność na stymulatorze, ISI, na 2,5 milisekundy w odstępie między sparowanym a jednoimpulsowym TMS na 0,25 Hz. Na koniec poproś uczestnika o wykonanie czterech oddzielnych izometrycznych odwodzeń palca wskazującego przy 10% Fmax i nagranie sygnału EMG FDI. Podczas skurczu izometrycznego zapisz 20 bodźców TMS dla każdego stanu w przeciwrównoważonej kolejności.

Stopień krótkotrwałego zahamowania wewnątrzkorowego definiuje się jako stosunek między kontrolnym pojedynczym impulsem MEP a uwarunkowanym sparowanym impulsem MEP. TTF był przedłużany, gdy uczestnicy przyjmowali zewnętrzne, a nie wewnętrzne skupienie uwagi. Ponieważ stosuje się intensywności podprogowe, nie dochodzi do drgań mięśni wywołanych stymulacją, które mogą zaburzać sprawność motoryczną.

Wyniki wykazały, że supresja EMG wywołana przez subTMS została natychmiast wzmocniona podczas korzystania z EF w porównaniu z IF. Ponadto, przyjmując EF, uczestnicy wykazywali więcej krótkotrwałego hamowania wewnątrzkorowego. Jest to zgodne z wynikami subTMS i sugeruje, że neurony GABA-ergiczne stanowiące wewnątrzkorowe obwody hamujące są modulowane w różny sposób w obrębie M1 w zależności od rodzaju skupienia uwagi. Po opanowaniu tego protokołu można go wykonać w około 90 minut, jeśli zostanie wykonany prawidłowo.

Podczas próby procedury podprogowej TMS ważne jest, aby ustawić odpowiednią intensywność stymulacji, aby uzyskać indukowaną przez subTMS supresję EMG w mięśniu FDI. W tym celu ważne jest, aby uśrednić co najmniej 40 badań ze stymulacją i 40 badań bez stymulacji. Oprócz protokołów subTMS i TMS z sparowanymi impulsami mierzących hamowanie wewnątrzkorowe w obrębie M1, można wykonać inne metody, takie jak pomiar hamowania otoczenia, w celu ujawnienia dodatkowych mechanizmów, które mogą być zaangażowane w zwiększenie wydajności zadań przy zewnętrznym porównaniu z wewnętrznym skupieniem uwagi.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak zastosować subTMS i TMS z sparowanym impulsem w pierwszorzędowej korze ruchowej. Metody te mogą być stosowane w celu zbadania wpływu różnych ognisk uwagi na aktywność pierwszorzędowej kory ruchowej.