Ocena pobudliwości korowo-rdzeniowej podczas dosięgania ukierunkowanego na cel
2 grudnia 2022
Docieranie to podstawowa umiejętność, która pozwala ludziom na interakcję z otoczeniem. Kilka badań miało na celu scharakteryzowanie zachowań związanych z docieraniem przy użyciu różnych metodologii. W artykule przedstawiono zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej metodą open source do oceny stanu pobudliwości korowo-rdzeniowej u ludzi podczas wykonywania zadań dosięgnających.
Metoda ta łączy elastyczny paradygmat docierania behawioralnego z przezczaszkową elektromiografią stymulacji magnetycznej, a wszystko to z jednego komputera. Jest to istotne, ponieważ usprawnia istniejące podejścia. Głównymi zaletami tej techniki jest to, że jest ona powszechnie dostępna i oferuje elastyczność w zakresie zadań behawioralnych i parametrów TMS. Tę konfigurację można łatwo dostosować do użytku w populacjach klinicznych, ponieważ jest wszechstronna i mobilna. Metoda oferuje unikalny wgląd w pobudliwość korowo-rdzeniową i aktywność mięśni podczas sięgania behawioralnego i adaptacji motorycznej. Umieść duży tablet graficzny płasko na biurku. Użyj regulowanej aluminiowej ramy 80-20, aby ustawić monitor zadań od sześciu do ośmiu cali nad tabletem równolegle z ekranem skierowanym do góry. Następnie ustaw osobę na wygodnym krześle przodem do tabletu i upewnij się, że kolana są zgięte do 90 stopni
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia innowacyjną metodę oceny pobudliwości drogi korowo-rdzeniowej podczas zadań związanych z sięganiem, łączącą przezczaszkową stymulację magnetyczną (TMS) z behawioralnym paradygmatem sięgania. Podejście to ma istotne znaczenie, ponieważ usprawnia istniejące metodologie dzięki zoptymalizowanemu procesowi, który jest ogólnodostępny i może zostać dostosowany do zastosowań klinicznych.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Kontrola motoryczna
- Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna
Wstęp
- Sięganie jest podstawową umiejętnością pozwalającą na interakcję z otoczeniem.
- W poprzednich badaniach analizowano różne metodologie charakterystyki zachowań podczas sięgania.
- Zrozumienie pobudliwości drogi korowo-rdzeniowej jest kluczowe dla uzyskania wiedzy na temat kontroli motorycznej.
Cel badania
- Ocena pobudliwości drogi korowo-rdzeniowej podczas wykonywania zadania sięgania.
- Zapewnienie elastycznego i usprawnionego podejścia do badania zachowań motorycznych.
- Ułatwienie prowadzenia badań w populacjach klinicznych.
Zastosowane metody
- W badaniu wykorzystano behawioralny paradygmat sięgania.
- Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna jest przeprowadzana równolegle z elektromiografią przy użyciu jednej konfiguracji komputerowej.
- Metoda ta zapewnia elastyczność w zakresie zadań behawioralnych oraz parametrów TMS.
- Konfiguracja urządzenia obejmuje tablet graficzny oraz monitor z regulowaną pozycją.
- Badani siedzą w wygodnej pozycji z kolanami zgiętymi pod kątem 90 stopni.
Główne wyniki
- Metoda ta dostarcza unikalnych informacji na temat aktywności mięśniowej i pobudliwości korowo-rdzeniowej podczas sięgania.
- Znaczący postęp w technikach oceny dzięki usprawnionym metodologiom.
- Potencjalne możliwości dostosowania metody do różnych grup pacjentów w warunkach klinicznych.
Wnioski
- Niniejsze badanie prezentuje nowatorskie podejście, które ułatwia ocenę funkcji motorycznych i pobudliwości.
- Wyniki podkreślają znaczenie TMS w rozumieniu zachowań motorycznych.
- Wnosi wkład w zrozumienie mechanizmów neuronalnych zaangażowanych w zadania sięgania.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ilościowa ocena pobudliwości kory rdzeniowej podczas celowego sięgania dostarcza kluczowych informacji na temat dynamiki układu ruchowego, istotnych dla wczesnego etapu walidacji celów w badaniach i rozwoju neurofarmaceutyków. Integracja TMS i EMG z paradygmatami behawioralnymi umożliwia precyzyjny pomiar adaptacji neuronalnej oraz zaangażowania dróg ruchowych, co zwiększa pewność predykcyjną w modelach translacyjnych. Podejście to wzmacnia mechanistyczną redukcję ryzyka na styku fazy odkrywania i badań przedklinicznych w obszarze zaburzeń ruchowych.
Zastosowania strategiczne w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Umożliwia badanie funkcji szlaków ruchowych i adaptacji neuronalnej podczas określonych stanów behawioralnych.
- Wspiera funkcjonalną walidację celu poprzez kwantyfikację pobudliwości korowo-rdzeniowej w odpowiedzi na manipulacje związane z zadaniem.
- Ułatwia ograniczanie ryzyka mechanistycznego poprzez powiązanie wyników neuronalnych z wynikami behawioralnymi.
Przesiewanie i rozwój testów
- Zapewnia zwalidowaną platformę do testów behawioralnych i elektrofizjologicznych w celu przesiewowego badania związków lub interwencji.
- Dostarcza powtarzalne, ilościowe wyniki EMG i TMS do porównań między różnymi warunkami.
- Wspiera standaryzację i skalowalność testów na potrzeby szerszych inicjatyw przesiewowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Jest zgodne z zachowaniami motorycznymi istotnymi dla danej choroby, co sprzyja opracowywaniu translacyjnych biomarkerów.
- Zapewnia ciągłość między pomiarami neuronalnymi na etapie odkrywczym a walidacją w modelach przedklinicznych.
- Wspiera decyzje o dalszym rozwoju projektu w oparciu o analizę ryzyka poprzez kwantyfikację adaptacji i plastyczności w obwodach motorycznych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta stanowi pomost między wczesnym etapem odkryć a badaniami przedklinicznymi, zapewniając platformę do testowania hipotez, wyjaśniania szlaków sygnałowych oraz ilościowego odczytu aktywności neuronalnej podczas zadań motorycznych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera badanie funkcji układu korowo-rdzeniowego i motorycznego w oparciu o hipotezy podczas adaptacji behawioralnej.
- Przesiew: Zapewnia powtarzalne, ilościowe wyniki EMG i TMS w celu weryfikacji gotowości testów oraz oceny związków.
- Analityka: Umożliwia statystyczne porównanie pobudliwości i adaptacji w różnych warunkach eksperymentalnych.
- Badania translacyjne: Ułatwia dopasowanie biomarkerów neuronalnych do zachowań motorycznych istotnych dla danej choroby.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Zapewnia elastyczną, adaptowalną platformę do wielokrotnego wykorzystania w różnych programach B+R.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność predykcyjną i zmniejsza niejednoznaczność mechanistyczną w badaniach nad drogami ruchowymi.
- Wartość operacyjna: Usprawnia pozyskiwanie danych i standaryzuje przepływy pracy w testach neuronaukowo-behawioralnych.
- Wartość strategiczna: Poprawia podejmowanie decyzji go/no-go oraz efektywność kapitałową w potokach rozwoju leków neurofarmaceutycznych.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację celów i interwencji z uwzględnieniem ryzyka w oparciu o ilościowe dane neuronalne.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy specjalistycznej z zakresu TMS, EMG oraz neuronauki behawioralnej w celu optymalnej realizacji.
- Wymaga zintegrowanej aparatury do zsynchronizowanego podawania impulsów TMS, rejestracji EMG i kontroli zadań behawioralnych.
- Wymaga standaryzacji parametrów zadań i potoków analizy danych pomiędzy zespołami.
- Możliwość adaptacji do różnych systemów modelowych i populacji klinicznych poprzez dostosowanie parametrów.
- Zależne od rzetelnej analizy statystycznej w celu interpretacji wyników neuronalnych i behawioralnych.
