Utilizando Estimulação Magnética Transcraniana para o Estudo do sistema neuromuscular humano

O objetivo geral deste procedimento é realizar estimulação magnética transcraniana para eliciar potenciais evocados motores. Primeiro no músculo flexor radial do carpo e, em seguida, no eretor da coluna, um músculo. Isso é feito primeiro preparando a pele que cobre os respectivos músculos para registros eletromiográficos e posicionando biomecanicamente o sujeito para estimulação magnética transcraniana.

O hotspot é identificado como a porção do local de estimulação sobre o córtex motor que provoca os maiores potenciais motores revogados. O próximo passo é determinar o limiar motor. Nesse ponto, a estimulação magnética transcraniana de pulso único é realizada para quantificar a amplitude do potencial evocado motor e a duração do período de silêncio.

A estimulação magnética transcraniana de pulso pareado também é realizada para quantificar a facilitação intracortical e a inibição intracortical de intervalos curtos e longos. Em última análise, os índices in vivo de excitabilidade corticoespinhal e corticocortical em humanos podem ser avaliados por meio do uso combinado de estimulação magnética transcraniana e eletromiografia. Geralmente, indivíduos novos neste método podem ter dificuldades porque pode ser difícil derivar e entender os aspectos técnicos sutis da EMT apenas a partir de uma descrição escrita e simplesmente tentar aprender por meio de uma abordagem de tentativa e erro ao experimentar e testar seres humanos apresenta muitas dificuldades e desafios para demonstrar os procedimentos.

Além de mim, estará David Gus Jr., um pesquisador que trabalha no Instituto Musculoesquelético e Neurológico de Ohio. Antes de iniciar o experimento com EMT, primeiro faça a triagem do sujeito seguindo as diretrizes de triagem estabelecidas pelo Instituto de Educação e Pesquisa em Segurança por Ressonância Magnética, exclua indivíduos com histórico familiar de epilepsia ou convulsões. Em seguida, coloque eletrodos de superfície sobre os músculos FCR do sujeito no antebraço usando um arranjo de eletrodos bipolares.

Os eletrodos devem ser localizados longitudinalmente sobre o músculo não depilado e uma pele trançada. Coloque também uma touca de roc para marcar os locais de estimulação na cabeça. Agora faça com que o sujeito se sente com o braço esquerdo apoiado em uma posição estendida em um medidor de dínamo de quatro sistemas Biodex.

Neste protocolo, vamos estimular o lado direito do cérebro, que controla o braço esquerdo para estimular os músculos FCR, colocar uma bobina TMS em forma de oito de 70 milímetros, tangencial ao couro cabeludo e 45 graus à linha média para que a corrente induzida flua em uma direção lateral posterior à medial anterior. Em seguida, mova sutilmente a bobina TMS em incrementos muito pequenos para determinar o local de estimulação que provoca o maior potencial evocado motor para o músculo FCR. Uma vez localizado, marque esta área com tinta indelével no couro cabeludo ou em uma tampa semelhante.

Agora quantifique o limiar motor para o FCR fornecendo pulsos únicos em intensidades de estimulação gradualmente crescentes até que os potenciais de evocação motora atinjam amplitudes de pico superiores a 50 microvolts em mais de 50% dos ensaios. Para examinar a amplitude do potencial evocado motor do FCR, forneça um único pulso TMS ao ponto quente previamente determinado como uma intensidade igual a 130% do limiar motor e calcule a amplitude pico a pico. Este resultado pode ser normalizado para o potencial de ação máximo composto da fibra muscular observado após a estimulação elétrica supramáxima do nervo mediano.

Quando um pulso CMS do córtex é entregue durante a contração muscular, ele produzirá um potencial motor revogado seguido de quiescência elétrica antes que a atividade seja retomada. Isso é indicativo de inibição corticoespinhal corticoespinhal. Isso é comumente chamado de período silencioso.

Para quantificar o período de silêncio corticoespinhal da FCR, forneça um único pulso TMS ao hotspot em uma intensidade igual a 130% do limiar motor enquanto o participante do estudo está realizando uma contração muscular de flexão do punho a 15% da força máxima. Para determinar a facilitação intracortical usando TMS de pulso pareado para o músculo FCR, primeiro determine a intensidade do estímulo necessária para provocar um potencial de evocação motora entre 0,5 a um milivolt. Em seguida, forneça um pulso de condicionamento abaixo do limiar, 70% do limiar motor 15 milissegundos antes de um pulso de teste supra-limiar a um pulso de condicionamento fornecido neste período de tempo antes do pulso de teste aumentará ou facilitará a amplitude do potencial evocado motor mais do que um único pulso incondicionado da mesma intensidade.

Em seguida, use TMS de pulso pareado para quantificar a inibição intracortical de intervalo curto usando o mesmo procedimento descrito para medir a facilitação intracortical, com a exceção de que o intervalo entre estímulos entre os dois pulsos deve ser reduzido para três milissegundos. O pulso de condicionamento fornecido neste período de tempo antes do pulso de teste diminuirá ou inibirá a amplitude do potencial revogado do motor mais do que um único pulso incondicionado da mesma intensidade. Para quantificar a inibição intracortical de intervalo longo usando pulso emparelhado, o TMS fornece dois pulsos de teste supra limiar idênticos que são separados por 100 milissegundos.

Aqui, para o músculo FCR, o potencial evocado motor associado ao segundo pulso será menor ou inibido mais do que o associado ao primeiro. Próximo. Para a estimulação do músculo eretor da coluna, faça com que os sujeitos se sentem em uma cadeira giratória com a coxa a 90 graus em relação ao tronco, a perna a cerca de 45 graus em relação à coxa, a coluna lombar em uma postura ereta neutra e a mão apoiada no colo para a coluna eretora. Um músculo usa um arranjo de eletrodos localizado longitudinalmente sobre os músculos no nível vertebral L três L cinco na pele raspada e trançada para localizar confortavelmente o eretor cortical da coluna, um local de estimulação muscular.

Aqui usamos medidas antropométricas para identificar o vértice do crânio, encontramos a intersecção do crânio no plano sagital entre o násio e Ian e o plano coronal entre o trauss e marcamos isso como o vértice para estimular o giro do eretor. Um músculo usa uma bobina de cone duplo, que tem maior profundidade de penetração e, portanto, pode atingir a representação desses músculos mais profundamente no homúnculo. Aqui, a bobina é posicionada de forma que a corrente flua na direção anterior para posterior.

A bobina aqui é modificada sob medida com um sistema de fixação a laser para nos ajudar no reposicionamento subsequente da bobina de cone duplo para determinar o limiar motor para os músculos da coluna vertebral do eretor. O método previamente demonstrado para o membro superior não deve ser usado, pois a estimulação dos músculos das costas não é bem tolerada. Em vez disso, inicie o protocolo TMS fornecendo um pulso único inicial a 50% da saída máxima do estimulador para determinar se a intensidade desse estímulo está acima ou abaixo do limiar motor.

Para examinar a amplitude do potencial evocado motor dos músculos eretores da coluna, forneça um único pulso TMS ao vértice a uma intensidade de 40 ou 50% acima da intensidade do limiar submotor. Esses potenciais evocados motores não podem ser normalizados porque os nervos periféricos que inovam os músculos ES não são acessíveis à estimulação elétrica. Deve-se notar que, ao estimular o grupo muscular ES, vários outros grupos musculares também são estimulados de forma visível e dramática concomitantemente, incluindo os músculos da extremidade inferior, que estão representados na mesma região geral do homônimo.

Para usar o TMS de pulso pareado para determinar a facilitação intracortical para o grupo muscular eretor da coluna, a intensidade do pulso de condicionamento deve ser ajustada para o limiar submotor observado. A intensidade é de 40% ou 50% da saída do estimulador, e a intensidade do pulso de teste deve ser ajustada para 40% acima do nível do limiar submotor sendo 80% ou 90% da saída do estimulador. Em seguida, para quantificar a inibição intracortical de intervalo curto, use o mesmo procedimento descrito para medir a facilitação intracortical, com a exceção de que o intervalo entre estímulos entre os dois pulsos deve ser reduzido para três milissegundos quando o experimento estiver concluído, ajude na remoção dos eletrodos e da tampa e certifique-se de agradecer ao seu sujeito por participar.

Os traços EMG vistos aqui representam a resposta do potencial evocado motor a intensidades de estímulo gradualmente crescentes, representadas como uma porcentagem da produção do estimulador ou algo assim. Observe que nas intensidades mais baixas, meps muito pequenos foram eliciados, mas que em 32% de modo que um MEP foi eliciado que atingiu o limiar motor. O período de silêncio é observado quando um sujeito realiza uma leve contração e um único estímulo é aplicado ao córtex motor.

A primeira parte do período de silêncio é devido à inibição da medula espinhal, e a última parte é atribuída à inibição cortical, especificamente aos receptores GABA B. Aqui vemos a mudança nos tamanhos dos potenciais evocados motores com TMS de pulso pareado da medição do músculo FCR de inibição intracortical de intervalo curto ou SICI e facilitação intracortical ou ICF pode ser vista. E aqui vemos um exemplo de traços EMG dos músculos de rotação do eretor e a medição da inibição intracortical de intervalo curto e facilitação intracortical.

Finalmente, aqui vemos um exemplo de medição de inibição intracortical de intervalo longo ou LICI. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar o TMS de pulso único e pulso emparelhado aplicado ao músculo flexor da carpa Redis, bem como à musculatura da coluna eretora. É importante notar que essas demonstrações nesses grupos musculares são apenas exemplos selecionados de TMS sendo usados para estudar o sistema neuromuscular humano.

Não se esqueça de que trabalhar com seres humanos pode colocar em risco a saúde do indivíduo. É importante garantir que seja seguro para um indivíduo ser exposto a um campo magnético forte, e deve-se sempre ter cuidado ao realizar esse procedimento.