Avaliação das vias corticoespinhais usando estimulação magnética transcraniana

Abstract

Fonte: Charalambos, C. C., et al. Avaliação bilateral das vias corticoespinhais dos músculos do tornozelo usando estimulação magnética transcraniana navegada. J. Vis. Exp. (2019)

Este vídeo demonstra o método para avaliar as vias corticoespinhais dos músculos da perna usando estimulação magnética transcraniana (EMT). As respostas musculares ativas e de repouso são registradas em um hemisfério cerebral para avaliar a função corticomotora contralateral dos músculos da perna.

Protocol

Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram realizados em conformidade com as diretrizes institucionais, nacionais e internacionais para o bem-estar humano e foram revisados pelo conselho de revisão institucional local.

1. Teste de Ativação Voluntária Tônica (TVA)

1. Determine bilateralmente a contração isométrica voluntária máxima (CIVM) de cada músculo. Para cada movimento (ou seja, dorsiflexão e flexão plantar), instrua os indivíduos a contrair ao máximo o músculo contralateral examinado (por exemplo, tibial anterior direito, TA) 4 vezes (~ 5 s de contrações separadas por 60 s de repouso) enquanto o sujeito está sentado na postura descrita acima.
2. Calcule o valor máximo de atividade muscular durante cada CIVM (ou seja, a média dentro de uma janela de 100 ms centrada em torno da eletromiografia máxima retificada e suavizada, EMG) das últimas três tentativas, a média dos três valores e 15 ± 5% da média de cada músculo MVIC.
   CUIDADO: Uma % de CIVM maior pode ser usada, mas pode não ser viável em coortes clínicas (por exemplo, pessoas pós-AVC).

2. Cadastro no Sistema de Neuronavegação

1. Posicione o rastreador do sujeito, seja uma faixa para a cabeça ou óculos, com marcadores refletivos na cabeça do sujeito no lado oposto ao hemisfério estimulado, para que o rastreador não obstrua o posicionamento da bobina durante a estimulação de cada ponto da grade.
   CUIDADO: No caso de ser usada uma faixa de cabeça, certifique-se de que ela esteja bem ajustada na cabeça do sujeito, mas não muito apertada, pois pode causar dor de cabeça após um longo período de tempo.
2. Verifique a posição correta da câmera de captura de movimento colocando o rastreador de assunto, o ponteiro e o rastreador de bobina em seu volume de captura. Efetue o registo da imagem do objeto colocando a ponta do ponteiro nos 4 pontos de referência anatómicos (ver Figura 1A).
3. Depois que todos os pontos anatômicos forem amostrados, verifique se o registro ocorreu com precisão, colocando a ponta do ponteiro em vários pontos sobre o crânio do sujeito (ou seja, estágio de validação). Se a distância da ponta do ponteiro à pele reconstruída for inferior a 3 mm, prossiga para o experimento de estimulação magnética transcraniana (EMT); caso contrário, repita o registro da imagem do assunto até que os valores de erro desejados sejam obtidos. Durante o experimento, repita o registro se o rastreador de assunto for movido acidentalmente.

3. Estimulação Magnética Transcraniana

1. Use os mesmos parâmetros metodológicos durante o repouso e a ativação voluntária tônica (TVA).
   1. Aplique estímulos de pulso único no local ideal (ou seja, ponto quente; consulte o parágrafo seguinte para obter mais detalhes) do músculo examinado. Aplique cada estímulo aleatoriamente a cada 5-10 s para evitar a antecipação do estímulo e minimizar os efeitos de transferência do pulso anterior para o subsequente.
   2. Se as duas unidades TMS forem usadas simultaneamente, defina-as no modo padrão ou simultâneo. O modo padrão aplica um pulso mais fraco do que uma única unidade, enquanto o modo simultâneo aplica um pulso mais forte do que uma única unidade. O uso de qualquer um deles pode ser baseado nas necessidades do protocolo e no número total de estímulos.
   3. Use uma bobina de cone duplo para induzir uma corrente intracraniana póstero-anterior. Se necessário, use o sistema de neuronavegação para controlar a bobina manualmente e corrigir sua posição em relação ao ponto estimulado desejado antes de cada estímulo.
   4. Entre sessões e sujeitos, randomize a ordem do músculo e do hemisfério examinados. Sempre administre a condição de TVA após a condição de repouso para evitar qualquer interferência no teste em repouso (por exemplo, fadiga das vias descendentes devido ao teste de TVA).
2. Determine bilateralmente o ponto quente de ambos os músculos.
   1. Encontre a intensidade supralimiar, que será usada durante a caça de pontos quentes, aplicando um único estímulo sobre o ponto centralizado próximo à fissura inter-hemisférica (veja os quadrados azul e vermelho na Figura 1B). Use este local porque ele está localizado no locus da área motora da perna.
   2. Comece em baixa intensidade (por exemplo, 30% de saída máxima do estimulador; MSO) e aumentar gradualmente a intensidade da EMT em incrementos de 5%, até atingir a intensidade que provoca um potencial evocado motor (PEmáx) com amplitude pico a pico superior a 50 μV em todos os músculos contralaterais examinados por 3 estímulos consecutivos.
   3. Determine imediatamente após cada estímulo se um MEP foi obtido com base nas formas de onda brutas e nas amplitudes pico a pico (janela de pesquisa: 20-60 ms após o início da EMT) de todos os músculos examinados.
   4. Aplique um pulso TMS em cada ponto da grade (total de 36 estímulos). Após a conclusão do protocolo de hot spot, transfira os valores de amplitude e latência de cada spot para todos os músculos contralaterais em uma planilha e classifique a amplitude de alta para baixa e a latência de baixa para alta. Identifique o ponto quente de TA contralateral e sóleo (SOL) como o local na grade com a maior amplitude e a menor latência.
      CUIDADO: Se a maior amplitude e a menor latência não estiverem no mesmo ponto, defina o ponto quente usando a maior amplitude.
3. Determine bilateralmente o limiar motor em repouso (TMR) de cada músculo.
   1. Selecione o ponto da grade no sistema de neuronavegação que corresponde ao ponto quente do músculo examinado.
   2. Use um método adaptativo de busca de limiar para determinação RMT dos músculos examinados. Defina a intensidade inicial e o tamanho do passo em 45 e 6% MSO, respectivamente. Execute a busca de TMR duas vezes para cada músculo e use a média para a avaliação subsequente da resposta corticomotora (RMC).
4. Avalie bilateralmente TA e SOL CMR durante o repouso.
   1. Selecione o ponto da grade no sistema de neuronavegação que corresponde ao ponto quente do músculo examinado. Aplique 10 pulsos únicos de TMS a 1,2 RMT do músculo examinado.
   2. Antes de cada estímulo, instrua o sujeito a ficar parado e relaxar os músculos examinados bilateralmente e monitore a atividade de todos os músculos usando um feedback visual em tempo real exibido na tela do computador. Caso algum músculo esteja ativo antes ou depois da EMT, descarte esse teste e aplique um pulso único adicional. Repita até que 10 formas de onda para cada músculo contralateral examinado em repouso tenham sido coletadas.
5. Avalie bilateralmente o TA e o SOL CMR durante o TVA.
   1. Selecione o ponto da grade no sistema de neuronavegação que corresponde ao ponto quente do músculo examinado.
   2. Peça aos indivíduos que contraiam o músculo examinado a 15 ± 5% da CIVM e apliquem 10 pulsos únicos de EMT a 1,2 RMT. Instrua os sujeitos a manter a linha de movimento suavizada (amplitude quadrada média de 0,165 s) do músculo examinado, TA ou SOL, dentro dos dois cursores horizontais (faixa de CIVM: 15 ± 5%) e manter essa contração nesse nível por alguns segundos.
   3. Quando TA for o músculo examinado, peça aos sujeitos que puxem levemente contra as alças da perna contralateral (ou seja, a perna com o músculo examinado contralateral ao hemisfério estimulado). Quando o SOL for o músculo examinado, peça aos sujeitos que empurrem levemente para baixo contra a bota na perna contralateral.
   4. Monitore a atividade muscular do músculo ativo examinado e dos músculos restantes em repouso usando uma exibição de feedback visual em tempo real em uma tela de computador. Descarte esse estímulo e aplique um pulso único adicional novamente se a atividade do músculo examinado estiver abaixo ou acima da faixa predeterminada, ou se qualquer outro músculo for ativado. Colete 10 tentativas enquanto o músculo examinado é ativado no intervalo predeterminado.

Results

Figura 1: Pele reconstruída e modelos cerebrais curvilíneos. (A) Um modelo de pele com quatro pontos anatômicos (ponta do nariz, násio e incisura supratrágica da orelha direita e esquerda) é usado para calcular o registro da imagem do sujeito...

Materials