Artigo de método

Protocolo de estimulação magnética transcraniana on-line para medir Cortical fisiologia associada com inibição de resposta

DOI:

10.3791/56789

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8 de fevereiro de 2018

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1College of Medicine, University of Cincinnati, 2Division of Neurology, Cincinnati Children's Hospital Medical Center, 3Division of Psychiatry, Cincinnati Children's Hospital Medical Center, 4Center for Neurodevelopmental and Imaging Research, Kennedy Krieger Institute

Neste artigo

Resumo

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Descrevemos um procedimento experimental para quantificar a excitabilidade e inibição do córtex motor primário durante uma tarefa de inibição de resposta motora usando a estimulação magnética transcraniana no decorrer de uma tarefa de sinal de parar.

Resumo

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Descrevemos o desenvolvimento de uma tarefa de inibição de resposta motora reprodutíveis, criança-amigável apropriado para caracterização de estimulação magnética transcraniana (TMS) on-line da excitabilidade do córtex motor primário (M1) e inibição. Inibição de resposta motora impede ações indesejadas e é anormal em várias condições neuropsiquiátricas. TMS é uma tecnologia não-invasiva que pode quantificar M1 excitabilidade e inibição usando protocolos de single - e emparelhado-pulso e pode ser precisamente cronometrada para estudar fisiologia cortical com alta resolução temporal. Nós modificamos a tarefa de sinal de paragem Slater-Hammel (S-H) original para criar uma versão de "carro de corrida" com pulsos de TMS eventos tempo-bloqueado para intra experimental. Esta tarefa é individual, com cada julgamento iniciar após um botão para mover o carro de corrida em direção ao alvo 800 ms. IR a ensaios exigem um dedo-elevador para parar o carro de corrida antes este alvo. Intercaladas aleatoriamente são ensaios de paragem (25%) durante o qual o sinal de paragem ajustado dinamicamente solicita assuntos para evitar dedo-elevador. Para ensaios de GO, TMS pulsos foram entregues em 650 ms após o início do julgamento; Considerando que, para ensaios de STOP, os pulsos de TMS ocorreram 150 ms após o sinal de parada. Os timings dos pulsos TMS foram decididos com base em estudos de eletroencefalografia (EEG) mostrando alterações relacionadas com o evento nesses intervalos de tempo durante as tarefas de sinal de parada. Esta tarefa foi estudada em 3 blocos em dois locais de estudo (n = 38) e gravamos o desempenho comportamental e relacionados a eventos potenciais evocados de motor (MEP). Modelagem de regressão foi usado para analisar amplitudes MEP, usando a idade como uma covariável com múltiplas variáveis independentes (sexo, estudar o local, bloco, TMS pulso condição [single-vs emparelhado-pulso], condição experimental [GO, parada de sucesso, não conseguiu parar]). A análise mostrou que o TMS pulso condição (p < 0,0001) e sua interação com condição experimental (p = 0,009) foram significativos. Futuras aplicações para este paradigma S-H/TMS on-line incluem a adição de aquisição simultânea de EEG para medir potenciais evocados TMS EEG. Uma limitação potencial é que em crianças, o som do pulso TMS pode afetar o desempenho de tarefas comportamentais.

Introdução

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Inibição de resposta é a capacidade de seletivamente impedir aquelas ações indesejadas que podem interferir com objetivos funcionais pretendidos. 1 a rede córtico-estriadas criticamente está envolvida na inibição da resposta, que progressivamente se torna mais eficiente como filhos maduros, mas é prejudicada em numerosas condições neuropsiquiátricas, tais como desordem de hiperatividade do déficit de atenção ( ADHD), esquizofrenia, transtorno obsessivo-compulsivo e transtornos de aprendizagem. 2 , 3 inibição de resposta do motor pode ser examinada com diferentes paradigmas comportamenta....

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Protocolo

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Este protocolo foi aprovado pelo Hospital Medical Center infantil de Cincinnati e Johns Hopkins placas de revisão institucional como um risco mínimo de estudo em crianças e adultos. Single-emparelhado-pulso e TMS é considerado como seguro em crianças de 2 anos e mais velhos por consenso de especialista internacional. 24 depois de explicar os riscos potenciais da TMS para pais/encarregados de educação e participante, consente e de formulários de consentimento são assinados se eles concordam em prosseguir com o estudo.

1. triagem e introdução

  1. Temas de tela para TMS contraindication(s) usando um questionário p....

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Resultados

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Análise de regressão é executada usando um pacote de software comercial de estatística para analisar dados comportamentais e neurofisiológico separadamente. Os dados representativos são de 23 desenvolvendo normalmente crianças de Cincinnati e 15 de Baltimore (25 macho, fêmea 13). Idade não diferiu entre local (10,3 ± 1,3 anos de Cincinnati e 10,4 ± 1,2 anos para Baltimore; t teste p = 0,74)

Usamos um modelo de regressão para ana.......

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Discussão

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Este protocolo é um novo método de criança-amigável da combinação de uma tarefa de sinal de parada e TMS para examinar a inibição cortical relacionadas ao evento. Observação clínica dos défices inibitórios motor e mau desempenho em tarefas de sinal de parada foram demonstrados em numerosas condições neuropsiquiátricas. 3 relativamente poucos investigadores utilizaram MVH on-line para examinar cortical excitabilidade e inibição durante tarefas de inibição de resposta. Alguns grupos têm utilizado co.......

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Divulgações

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Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

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Este estudo foi financiado pelo Instituto Nacional de Saúde Mental (R01MH095014).

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Gamepad de precisãoLogitechG-UG15
Interface de aquisição Modelo ACQ-16Gould Instrument Systems IncACQ-16
Micro1401-3 Unidade de aquisição de dadosCambridge Electronic Design LtdNão aplicável
Software de sinal versão 6 (Windows)Cambridge Electronic Design LtdNão aplicável
Base de alimentaçãoCoulbourn InstrumentsV15-17
Bioamplificador com filtrosCoulbourn InstrumentsV75-04
Cabos de eletrodo condutor (para EMG de superfície)Coulbourn InstrumentsV91-33
2002 Dispositivo TMSThe Magstim Company LtdNão aplicável
Módulo BiStim2The Magstim Company LtdNão aplicável
Bobina TMS circular de 90 mmThe Magstim Company LtdNão aplicável
Software de apresentação (Windows)Neurobehavioral Systems IncNão aplicável
ComputadorNão aplicável
Windows

Referências

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  1. Mostofsky, S. H., Simmonds, D. J. Response inhibition and response selection: two sides of the same coin. J Cogn Neurosci. 20 (5), 751-761 (2008).
  2. Barkley, R. A. Response inhibition in attention-deficit hyperactivity disorder. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 5 (3), 177-184 (1999).
  3. Lipszyc, ....

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Inibi o da Resposta MotoraC rtex Motor Prim rioTarefa de Sinal de ParadaPotenciais Relacionados a EventosProtocolo de Pulso PareadoTMS de Pulso nicoModelagem de Regress oPotenciais Evocados Motores

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