Modulação de excitabilidade corticospinal durante a observação de ação

O objetivo geral do experimento a seguir é explorar a excitabilidade corticospinal. Alterações na excitabilidade induzidas pela observação de ações em contexto interativo, com o intuito de identificar quando a tendência automática de emular a ação de outra pessoa se transforma na preparação para uma resposta não idêntica. Isso é alcançado por meio da utilização de estimulação magnética transcraniana de pulso único sobre o córtex motor primário, para avaliar a excitabilidade corticospinal com uma resolução temporal relativamente alta como segundo passo.

A neuronavegação é utilizada para manter a posição constante da bobina de EMT durante todo o experimento. Em seguida, a atividade eletromiográfica é registrada dos músculos da mão para acompanhar as alterações na excitabilidade induzidas pela ação. São obtidos resultados de observação que mostram uma troca precoce de uma resposta emulativa para uma resposta relacionada ao contexto na atividade corticoespinal, com base na ativação diferencial dos músculos da mão estimulada.

Este método pode ajudar a responder perguntas-chave relacionadas ao campo da neurociência social e, especificamente, à observação de ações. Muitas perguntas permanecem sem resposta quanto à forma como as ações observadas, uma vez mapeadas em nosso sistema motor, podem ser conciliadas com a indicação de preparação. Uma resposta não idêntica são, de fato, os mecanismos subjacentes à observação de ações suscetíveis a solicitação naqueles contextos sociais.

As implicações desta técnica podem estender-se a futuras aplicações em ambientes clínicos, já que possui a capacidade de fornecer uma avaliação direta dos efeitos da plasticidade cortical motora em indivíduos afetados por transtornos sociais. Antes do experimento, prepare vídeos de um modelo executando sequências de ações que envolvam manipular objetos sobre uma mesa. Esses vídeos devem incluir tanto condições não sociais quanto sociais.

O participante da pesquisa observará esses movimentos corporais durante o experimento de EST. Inicie o procedimento experimental preparando cinco eletrodos prata/prata cloreto monopolar centralizados com área de sensor de nove milímetros quadrados conectados a uma caixa de entrada EXG portátil isolada. Conecte ao amplificador principal de EMG.

Forneça uma visão geral do estudo ao participante e obtenha o consentimento informado por escrito. Peça-lhes para remover todos os objetos metálicos e objetos sensíveis a campos magnéticos, pois a alta taxa de variação da corrente na bobina é capaz de induzir um campo magnético variável. Em seguida, peça ao participante que se sente em uma poltrona confortável e posicione o braço direito sobre um suporte completo para o braço.

Além disso, fixe a cabeça em um apoio para a cabeça. Instrua o participante a observar atentamente os estímulos visuais e a permanecer atento. Explique também que eles serão questionados posteriormente sobre o conteúdo dos vídeos.

Inicie determinando, por palpação, a posição do eletrodo para os músculos interósseo dorsal primeiro e abdutor do dedo mínimo. Durante a ativação muscular voluntária máxima, limpe a pele em todos os locais dos eletrodos. Em seguida, aplique levemente um gel abrasivo para preparação da pele em toda a região, utilizando um pedaço de gaze.

Remova qualquer excesso com um disco limpo. Em seguida, posicione dois eletrodos de superfície, cada um contendo uma pequena quantidade de pasta condutora solúvel em água para EEG, sobre cada músculo e fixe-os à pele utilizando discos autoadesivos.

Em seguida, realize uma montagem tendínea do ventre muscular posicionando os eletrodos ativos sobre os ventres musculares do EDF direito e do ADM e os eletrodos de referência sobre a articulação metacarpofalângica ipsilateral. Além disso, fixe um único eletrodo de terra contendo pasta condutiva no punho esquerdo do participante. Conecte os eletrodos à entrada comum da caixa de entrada EXG e verifique os valores de impedância caso estejam acima do limite de cinco ohms em relação à pele.

Em seguida, posicione uma bobina em figura de oito de 70 milímetros conectada a um estimulador Mag Stim 200 em um ângulo de 45 graus em relação à fissura inter-hemisférica e posicione-a perpendicularmente em relação ao sulco central. Assegure-se de que o cabo esteja posicionado de forma a apontar lateralmente e de modo codado para induzir uma corrente cerebral posterior-anterior através do giro pré-central. Então, aplique um único pulso de EMT no couro cabeludo sobrepondo a córtex motora primária esquerda correspondente à região da mão.

Utilize um sistema internacional 10-20 com o local estimulado correspondendo à posição C3 para estabelecer a posição ótima no couro cabeludo para evocar potenciais motores evocados nos músculos da mão. Desloque a intersecção da bobina em passos de aproximadamente 0,5 centímetro ao redor da área-alvo e aplique pulsos de EST com intensidade constante. Após a área-alvo ter sido corretamente identificada, estabilize a bobina utilizando um suporte mecânico para manter a posição.

Em seguida, utilize um sistema de neuro-navegação para manter a posição constante da bobina durante todo o experimento e evitar qualquer viés devido a pequenos movimentos da cabeça do participante durante a coleta de dados. Aplique também marcadores esféricos passivos tanto na bobina quanto na cabeça do participante. Registre as posições dos marcadores utilizando um digitalizador óptico, a fim de reproduzi-las no visor de neuro-navegação.

Detecte qualquer diferença na localização espacial e orientação da bobina, adotando uma tolerância de dois a três milímetros para cada uma das coordenadas cartesianas. Além disso, utilize as informações tridimensionais em tempo real sobre o posicionamento inicial e atual da bobina para permitir o reposicionamento exato da bobina de TMS durante a sessão experimental. Em seguida, para determinar o limiar motor de repouso individual, ou LMR, detecte a intensidade mínima de estimulação necessária para produzir potenciais motores evocados confiáveis em um músculo em repouso em cinco dos 10 ensaios consecutivos.

Mantenha a intensidade da estimulação em um valor fixo, como 110% do RMT durante toda a sessão de gravação, e utilize um filtro passa-banda de 20 hertz a um quilohertz para registrar os sinais miográficos brutos. Inicie a sessão experimental registrando primeiramente 10 potenciais evocados motores enquanto o participante observa passivamente uma cruz de fixação de cor branca sobre um fundo preto na tela do computador. Em seguida, solicite que o sujeito visualize o vídeo enquanto os dados de EMG são registrados dos músculos AD direito e FDI e um pulso de TMS é aplicado em um dos cinco pontos de tempo possíveis no vídeo.

Os três primeiros momentos são quando a mão do modelo entra em contato pela primeira vez com a garrafa térmica, quando o modelo termina de despejar o café na terceira xícara e quando o modelo começa a afastar a mão da terceira xícara, seguidos pela estimulação nas condições não sociais e sociais, respectivamente, quando o braço do modelo começa a retornar à posição inicial ou começa a se mover em direção à quarta xícara. E quando o braço do modelo retorna ao ponto inicial ou quando alcança a quarta xícara, insira um intervalo de descanso de dez segundos entre os vídeos e exiba uma mensagem durante os primeiros cinco segundos lembrando o participante para manter as mãos em repouso, quietas e completamente relaxadas. Quando a mensagem desaparecer, exiba uma cruz de fixação pelos cinco segundos restantes.

Por fim, registre mais 10 PIM ao final da sessão experimental. Após a amplificação, digitalize os sinais mioelétricos e armazene-os no computador para análise posterior. Calcule a amplitude média de pico a pico dos PIM separadamente para os músculos ADM e FDI em cada condição, exclua respostas que desviem mais de dois desvios padrão da média; em seguida, verifique variações na excitabilidade corticospinal relacionadas à EST em cada participante.

Para fazer isso, compare as duas séries de amplitudes de PIM registradas de cada músculo durante os ensaios de linha de base de fixação no início e no final do experimento. A amplitude média das duas séries pode ser usada para definir o valor de linha de base individual para procedimentos de normalização de dados em cada músculo separadamente. Por fim, calcule os valores de razão utilizando o valor de linha de base individual do participante, observando que uma sequência de ações em duas etapas que implicitamente continha um pedido de movimento complementar provocou uma mudança da emulação para a capacidade de resposta na atividade corticoespinal do observador nos ensaios realizados.

Isso indica exatamente quando ocorreu a transição. Inversamente, uma variação que anuncia e imita uma ação ocorre nos meps do observador. No momento em que o punho do modelo começou a retornar à sua posição original, sendo esta a condição não social, o FDI, como esperado, esteve ativamente envolvido em todos os movimentos observados e ações simuladas.

Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como avaliar a especificidade da facilitação corticoespinhal durante a observação de ações, utilizando estimulação magnética transcraniana de pulso único sobre o córtex motor primário, neuro-navegação e registro da atividade eletromiográfica dos músculos efetores. Uma vez desenvolvida, esta técnica abriu caminho para que pesquisadores explorassem o efeito de facilitação do modelo durante a observação de ações. Em humanos, este protocolo nos permite estudar como e quando os mecanismos de correspondência são transformados em mecanismos complementares.

Quando uma solicitação para uma ação não relacionada à TI se torna evidente.