Name: TMS: Usando o protocolo Theta-Burst para Explorar Mechasnism de Plasticidade em Indivíduos com Síndrome do X Frágil e Autismo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-28T17:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 58 s
Description: Explore a plasticidade motora cortical em indivíduos com Síndrome do X Frágil e autismo usando estimulação magnética transcraniana com protocolo theta-burst. Este método não invasivo avalia excitabilidade cortical e mecanismos de plasticidade neural.

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1. Determine Limiar Motor em repouso: <ol class="lalpha"><li> Para começar, assento o assunto em uma cadeira confortável. </li><li> Em seguida, aplique eletrodos EMG de superfície sobre o músculo inerosseus primeira dorsal da mão direita do sujeito. (INSERT Figura 1) Se você está tendo problemas para localizar este músculo, pergunte o assunto para fazer um movimento de beliscão ou para mover a sua / seu dedo indicador e para trás - este deve fazer o músculo mais fáceis de localizar. </li><li> Coloque um eletrodo terra na porção de carne do antebraço do sujeito. </li><li> Determinar a localização do córtex do sujeito do motor esquerdo. Embora esta área é um pouco diferente para todos, geralmente será em torno de 3,5 centímetros de rostrolateral vértex craniano. Não tenha medo de explorar uma pequena rede em torno desta região e ajustar o ângulo de estimulação até encontrar o motor "hotspot". </li><li> Depois de encontrar M1, a partir de potência de 50%, comece a estimulação de pulso único para esta região e medir os deputados resultante evocado. </li><li> Ajustar a potência para cima ou para baixo até que você é capaz de produzir um MEP superior a 50 mV em exatamente 5 de 10 pulsos consecutivos. Esta potência é o limiar do sujeito do motor em repouso. </li></ol> 2. Determine Limiar Motor atividade <ol class="lalpha"><li> Usando o mesmo eletrodo set-up, como descrito acima, pergunte o assunto para beliscar a sua / seu dedo indicador direito eo polegar em conjunto, utilizando cerca de pressão de 20%. </li><li> Enquanto o sujeito ocupa este cargo beliscar, começam pulso único estímulo à potência de 50% sobre M1 e medir os deputados resultante. </li><li> Ajustar a potência para cima ou para baixo até que você é capaz de produzir um deputado de maior que 200 mV em exatamente 5 de 10 pulsos consecutivos. Esta potência é o limiar do sujeito ativo do motor. </li></ol> 3. Determine Base Mep <ol class="lalpha"><li> Para determinar um assunto da linha de base amplitude MEP, estimular o motor de hotspot no limiar motor 120% de descanso com 10 pulsos único. </li><li> Medir o MEP após cada pulso. </li><li> Média da PEmáx a partir de três lotes de 10 pulsos. </li></ol> 4. Definição de parâmetros TMS <ol class="lalpha"><li> Estaremos utilizando padrão Theta-Burst parâmetros: três pulsos de 50 Hz a uma intensidade de 80% do limiar motor ativa para 200 intervalos de ms. </li><li> Para administrar intermitente TBS, gerar um trem stim de dois segundos (na parâmetros acima referidos), seguido por oito segundos de nenhum estímulo. Repita para 190 segundos (um total de 600 pulsos). ITBS foi mostrado para facilitar a atividade cortical. </li><li> Para administrar contínua Theta-Burst, gerar um trem stim ininterrupta (nos parâmetros mencionados acima) por 47 segundos (um total de 600 pulsos). CTBS foi mostrado para inibir a atividade cortical. </li></ol> 5. Estimulação tms <ol class="lalpha"><li> Para este protocolo, administrar ou ITBS CTBS ou sobre o anterior estabelecido hotspot motor M1. </li></ol> 6. Determine Pós-estimulação MEP <ol class="lalpha"><li> Seguintes TBS, como antes, estimular a motor de hotspot no limiar motor 120% de descanso com 10 single-pulsos. </li><li> Lote a média de 10 níveis MEP. </li><li> Coletar médias novo 10 pulso-lote de 5 minutos, 10 minutos, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 e 120 minutos pós-estimulação. </li></ol> 7. Resultados representante Ao utilizar um padrão ITBS, você deve observar um aumento na PEmáx por um período refletindo estado natural do sujeito de plasticidade. Da mesma forma, ao utilizar um padrão CTBS, você deve notar uma diminuição nos valores MEP por um período refletindo estado natural do sujeito de plasticidade. <img src="/files/ftp_upload/2272/2272fig1.jpg" alt="Figura 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 1"> Figura 1. Diagrama de colocação do eletrodo para a medição MEP. <img src="/files/ftp_upload/2272/2272fig2.jpg" alt="Figura 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 2"> Figura 2. Esquema do padrão de estimulação ITBS. <img src="/files/ftp_upload/2272/2272fig3.jpg" alt="Figura 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figura 3"> Figura 3. Esquema do padrão de estimulação CTBS.

<ol><li>Pfeiffer, B. E., Huber, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+state+of+synapses+in+fragile+x+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscientist%22%5BJournal%5D)">The state of synapses in fragile x syndrome.</a> Neuroscientist. 15, 549-567 (2009).</li>
<li>O'Donnel, W. T., Warren, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+decade+of+molecular+studies+of+fragile+x+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A decade of molecular studies of fragile x syndrome.</a> Annual Review of Neuroscience. 25, 315-338 (2002).</li>
<li>Tassone, F., Hagerman, R. J., Taylor, A. K., Mills, J. B., Wood, S., Gane, L. W., Hagerman, P. J. American Journal of Human Genetics. 65, A493-A493 (1999).</li>
<li>Hagerman, R. J., Miller, L. J., McGrath-Clarke, J., Riley, K., Goldson, E., Harris, S. W., Simon, J., Church, K., Bonnell, J., Ognibene, T. C., McIntosh, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+stimulants+on+electrodermal+studies+in+fragile+x+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Microscopy+Research+and+Technique%22%5BJournal%5D)">Influence of stimulants on electrodermal studies in fragile x syndrome.</a> Microscopy Research and Technique. 57, 168-173 (2002).</li>
<li>Miller, L. J., McIntosh, D. N., McGrath, J., Shyu, V., Lampe, M., Taylor, A. K., Tassone, F., Neitzel, K., Stackhouse, T., Hagerman, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodermal+response+to+sensory+stimuli+in+individuals+with+fragile+x+syndrome%3A+a+preliminary+report%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Medical+Genetics%22%5BJournal%5D)">Electrodermal response to sensory stimuli in individuals with fragile x syndrome: a preliminary report.</a> American Journal of Medical Genetics. 83, 268-279 (1999).</li>
<li>Hagerman, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fragile+X%3A+perspectives+from+birth+through+aging%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Fragile X: perspectives from birth through aging.</a> Biological Psychiatry. 57, 73s-73s (2005).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Handbook+of+Transcranial+Magnetic+Stimulation%22">Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation</a>. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. , Edward Arnold. London. (2002).</li>
<li>Walsh, V., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWalsh%2C+V+%22Transcranial+Magnetic+Stimulation%3A+A+Neurochronometrics+of+Mind%22">Transcranial Magnetic Stimulation: A Neurochronometrics of Mind</a>. , MIT Press. Cambridge. (2005).</li>
<li>Thickbroom, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation+and+synaptic+plasticity%3A+experimental+framework+and+human+models%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation and synaptic plasticity: experimental framework and human models.</a> Experimental Brain Research. 180, 583-593 (2007).</li>
<li>Huang, Y. Z., Edwards, M. J., Rounis, E., Bhatia, K. P., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theta+burst+stimulation+of+the+human+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Theta burst stimulation of the human motor cortex.</a> Neuron. 45, 201-206 (2005).</li>
<li>Oberman, L., Eldaief, M. C., Gautam, S., Fecteau, S., Tormos, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+Cortical+Plasticity+in+Adults+with+Asperger%27s+Syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Abnormal Cortical Plasticity in Adults with Asperger's Syndrome.</a> , Forthcoming Forthcoming.</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Sabendo que a duração prolongada da TMS sequelas é o reflexo da plasticidade neural atípico, estudos como este poderia servir para criar melhores e mais precisas protocolos de diagnóstico para o autismo e doenças relacionadas. Da mesma forma, com mais dados, poderemos ser capazes de encontrar marcadores biológicos para temporais outras patologias neurológicas - incluindo síndrome do X Frágil. Neste caso, embora não haja ainda uma opção de remediação terapêuticas, a detecção precoce pode ajud...

<table><tbody><tr><td>Compressas Alcoólicas</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electrodos de EMG</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Equipamento/Software de Medição de EMG</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tampões Auriculares</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Caneta Marcadora ou Giz de Oficina</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Qualquer Dispositivo de TMS com Capacidade de Pulso Único</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Qualquer Dispositivo de TMS com Capacidade de rTMS (para TBS)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Qualquer Bobina em Forma de Oito Compatível</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Equipamento Estereotáxico sem Moldura (Opcional)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

tms: usando o protocolo theta-burst para explorar mechasnism de plasticidade em indivíduos com síndrome do x frágil e autismo

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Síndrome do X frágil (FXS), também conhecida como Síndrome de Martin-Bell, é uma anormalidade genética encontrada no cromossomo X 1,2 indivíduos que sofrem de anormalidades FXS exibir na expressão de FMR1 -. Uma proteína necessária para típico, desenvolvimento saudável neural. 3 Os dados recentes sugerem que a perda desta proteína pode causar o córtex ser hiperexcitável afectando a estrutura geral de plasticidade neural 4,5. Além disso, Fragile X mostra uma forte co-morbidade com o autismo: na verdade, 30% das crianças com FXS são diagnosticadas com autismo, e 2-5% das crianças autistas sofrem de FXS 6. Estimulação Magnética Transcraniana (um neurostimulatory não-invasivo e técnica neuromoduladores que pode transitoriamente ou duradoura modular a excitabilidade cortical através da aplicação de pulsos de campo magnético localizado 7,8) representa um método exclusivo de explorar a plasticidade e as manifestações de FXS nos indivíduos afetados. Mais especificamente, Theta Burst-Estimulação (TBS), um protocolo de estimulação específica mostrado modular a plasticidade cortical para uma duração até 30 minutos após a cessação estimulação em populações saudáveis, já provou uma ferramenta eficaz para a exploração da plasticidade anormal. 9,10 Estudos recentes têm mostrado os efeitos da TBS última consideravelmente maior em indivíduos do espectro autista -. Até 90 minutos 11 Esta estendida efeito duração sugere uma anormalidade subjacente no estado do cérebro plasticidade natural em indivíduos autistas - semelhante à hiperexcitabilidade induzida pela Fragile Síndrome de X. Neste experimento, utilizando um único pulso de potenciais evocados motores (MPE) como o nosso benchmark, vamos explorar os efeitos da TBS tanto intermitente e contínua sobre a plasticidade cortical em indivíduos que sofrem de FXS e indivíduos do espectro autista.

Neste artigo, vamos examinar os efeitos da Theta-Burst estimulação TMS sobre a plasticidade cortical em indivíduos que sofrem de síndrome do X Frágil e indivíduos do espectro autista.

TMS: Usando o protocolo Theta-Burst para Explorar Mechasnism de Plasticidade em Indivíduos com Síndrome do X Frágil e Autismo

A Síndrome do X Frágil (SXF), também conhecida como Síndrome de Martin-Bell, é uma anormalidade genética encontrada no cromossomo X.1,2 Indivíduos que sofrem de SXF ...

O objetivo geral deste procedimento é explorar a plasticidade motora cortical e como ela se relaciona com o desenvolvimento neural típico e atípico por meio da estimulação magnética transcraniana não invasiva. Isso é realizado localizando primeiro o ponto de maior atividade motora no córtex motor primário (M1) do sujeito para o músculo interósseo dorsal do primeiro dedo e determinando os limiares motores de repouso e ativo. O segundo passo do procedimento consiste em obter a excitabilidade corticoespinal de base.O terceiro passo do procedimento é aplicar a estimulação em rajada teta. O passo final do procedimento é avaliar a excitabilidade corticospinal resultante. Em última análise, podem ser obtidos resultados que mostram diferenças nos efeitos da estimulação em rajada teta sobre a excitabilidade corticospinal em sujeitos com transtornos do neurodesenvolvimento, por meio da variação entre a excitabilidade basal e a pós-estimulação.Hoje, demonstraremos um tipo de estimulação magnética transcraniana chamada estimulação por disparos theta. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área da neurociência cognitiva clínica, como a forma pela qual os mecanismos de plasticidade contribuem para os fenótipos patológicos, neurológicos e comportamentais característicos de transtornos específicos do desenvolvimento. Antes de iniciar este protocolo, acesse a imagem de ressonância magnética do sujeito utilizando o seu sistema estereotáxico sem moldura.Este modelo anatômico será usado para marcar locais cranianos específicos e garantir que o mesmo local seja estimulado a cada vez. Antes de iniciar a estimulação em rajada teta, é necessário primeiro determinar a localização da córtex motora primária do sujeito. Para começar, acomode o sujeito em uma cadeira confortável ao lado do equipamento de EMT. Certifique-se de triar o sujeito para garantir que não haja contraindicações à EMT e explique os detalhes do protocolo.Além disso, registre a localização do sujeito utilizando o equipamento estereotáxico e apresente-o ao conjunto de estimulação magnética transcraniana (TMS). Aplique alguns pulsos para que ele ou ela se familiarize com o ruído de clique e a sensação de batida. Em seguida, prepare o sujeito para o experimento, pedindo primeiramente que apresente a mão direita para que eletrodos de superfície possam ser aplicados no músculo interósseo dorsal.Antes de aplicar os eletrodos, certifique-se de limpar a pele para garantir um registro adequado. Se o músculo interósseo dorsal for difícil de localizar, peça ao sujeito para fazer um movimento de pinça ou mover o dedo indicador para frente e para trás. Isso deve facilitar a localização do músculo.Aplicar eletrodos de EMG de superfície sobre o primeiro músculo interósseo dorsal da mão direita para que os espasmos musculares provocados pela EST possam ser registrados. Além disso, posicionar um eletrodo de terra na parte carnuda da parte anterior do antebraço do sujeito. Verificar o equipamento de registro para garantir que todos os eletrodos de superfície estejam fornecendo um bom sinal sem excesso de ruído.Tanto o sujeito quanto o técnico devem inserir protetores auriculares neste momento para proteção auditiva. Agora estamos prontos para determinar a localização da área do córtex motor da mão esquerda do sujeito. Embora essa área varie ligeiramente para cada pessoa, geralmente estará em torno de 3,5 centímetros.Lateral rostral do vértice craniano com a intensidade de estimulação ajustada em 50%. Explore uma pequena grade ao redor dessa região até localizar um ponto quente motor, movendo a bobina em pequenos incrementos enquanto observa a resposta. Busque o MEP máximo. Ajuste também a estimulação, a intensidade e o ângulo de estimulação conforme necessário.Uma vez identificado o M1, certifique-se de marcar sua localização utilizando o equipamento estereotáxico, se disponível. Caso contrário, uma caneta de graxa não tóxica pode ser usada para marcar temporariamente o couro cabeludo do sujeito. O próximo passo neste protocolo é determinar o limiar motor de repouso do sujeito.Ajuste novamente o sistema para 50% da potência, se necessário, e inicie a estimulação com pulso único no mesmo local, medindo os potenciais motores evocados resultantes. Ajuste a potência para cima ou para baixo até que um PME superior a 50 microvolts seja produzido exatamente em cinco de dez pulsos consecutivos. Registre esse nível de potência como o limiar motor de repouso do indivíduo.Em seguida, peça ao sujeito para pinçar suavemente o dedo indicador e o polegar direitos, aplicando cerca de 20% da pressão máxima, enquanto o sujeito mantém essa posição. Essa posição de pinça inicia a estimulação por pulso único a 50% da potência, na mesma localização de M1. Meça e registre os PEMs resultantes.Agora ajuste a potência para cima ou para baixo até que um PAM superior a 200 µV seja produzido exatamente em cinco de dez pulsos consecutivos. Esse nível de potência é o limiar motor ativo do sujeito.Por fim, determine a resposta muscular evocada (MEP) de referência do sujeito estimulando o ponto quente motor com 10 pulsos únicos a 120% do limiar motor de repouso, medindo a MEP. Após cada pulso, calcule a média dos valores de MEP a partir de três séries de 10 pulsos. Agora que os níveis limiares do sujeito foram determinados, o sistema pode ser configurado para a estimulação.Utilizaremos parâmetros padrão de estímulo em rajada teta, sendo três pulsos a 50 hertz com uma intensidade de 80% do limiar motor ativo em intervalos de 200 milissegundos para administrar TBS intermitente, o que tem demonstrado facilitar a atividade cortical. Gere um trem de estímulo de dois segundos com os parâmetros mencionados, seguido por oito segundos sem estímulo. Repita por 190 segundos, o que corresponde a um total de 600 pulsos para administrar a estimulação contínua em rajada teta, a qual tem demonstrado inibir a atividade cortical.Gere um trem de estímulos contínuo com os parâmetros mencionados anteriormente durante 47 segundos, o que equivale a um total de 600 pulsos. Certifique-se de que o sujeito esteja confortável e pronto para iniciar, pois o restante do protocolo deve ser concluído sem interrupções. Peça a ele ou a ela que permaneça imóvel e relaxado.Coloque a bobina sobre o ponto quente motor M1 previamente estabelecido e aplique ITBS ou CTBS. Aqui estamos aplicando CTBS. Certifique-se de que a bobina permaneça na posição correta durante toda a estimulação.Após a estimulação theta. Inicie imediatamente a determinação dos potenciais motores evocados pós-estímulo para que os efeitos transitórios da EMT possam ser avaliados. Para isso.Primeiro, configure a máquina de EST para entregar pulsos únicos a 120% do limiar motor de repouso. Coloque novamente a bobina sobre o sujeito, no mesmo ponto quente motor, e certifique-se de que a bobina está exatamente na mesma localização que foi estimulada com o EST. Estimule com 10 pulsos únicos utilizando a mesma configuração de eletrodos usada na etapa anterior para medir e registrar o conjunto resultante de 10 níveis de PIM.Esses PE Ms devem então ser médios e registrados como o resultado neste ponto temporal. Em seguida, utilize os parâmetros para estimular em 11 pontos temporais após TBS: cinco minutos, 10 minutos, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 e, finalmente, 120 minutos após a estimulação, meça e colete novos registros e médias de lotes de 10 pulsos em cada ponto temporal. Após a conclusão, remova os eletrodos de superfície e permita que o sujeito retire os protetores auriculares e se levante.Certifique-se de agradecer a ele ou a ela por participar dos experimentos. Além disso, peça ao sujeito que retorne para uma sessão futura de TMS, para que outros parâmetros de TBS possam ser investigados. Os resultados da sessão de TMS dependerão do padrão de TBS utilizado.Aqui observamos alguns resultados representativos de um grupo ao utilizar um padrão de estimulação intermitente de nascimento teta. Deve-se notar um aumento nos valores de PIM em relação à duração, refletindo o estado natural de plasticidade do sujeito, conforme visto aqui. Da mesma forma, ao utilizar um padrão contínuo de estimulação de nascimento teta, deve-se observar uma diminuição nos valores de PIM em relação à duração, refletindo o estado natural de plasticidade do sujeito após este procedimento.Outros procedimentos, como tarefas comportamentais, intervenções farmacêuticas e ou paradigmas adicionais de estimulação, podem ser realizados para responder perguntas adicionais, como: como a plasticidade anormal se manifesta e como ela pode ser tratada?

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

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