Avaliação Não-invasiva de Alterações na Transmissão Corticomotoneuronal em Humanos

O objetivo geral deste experimento neurofisiológico é avaliar alterações na transmissão nas sinapses corticomotoneuronais em humanos após estimulação magnética transcraniana repetitiva. A técnica de condicionamento do reflexo H pode auxiliar e levantar questões no campo da neurociência, como, por exemplo, compreender melhor os mecanismos e locais básicos da neuroplasticidade. Estávamos especialmente interessados na plasticidade que ocorre entre o trato corticoespinal e o neurônio motor, a sinapse corticomotoneuronal.

A principal vantagem desta técnica, em comparação com os potenciais compostos, é que é possível medir a entrada sináptica produzida por conexões corticoespinais distintas aos neurônios motores espinhais. Existem pelo menos duas outras vantagens dos reflexos H condicionados em comparação com os potenciais compostos. Primeiro, é possível detectar influências de até mesmo ondas corticoespinais fracas e, segundo, é possível avaliar os efeitos de ondas corticoespinais de latência mais longa.

Antes do experimento, realize primeiro um triagem do sujeito quanto a riscos médicos da estimulação magnética transcraniana (TMS), como histórico de crises epilépticas, obtenha consentimento escrito e informado e informe o sujeito sobre o objetivo do experimento. Prepare a pele para a colocação dos eletrodos superficiais sobre o músculo sóleo fazendo a depilação, desinfetando com propanol e aplicando leve abrasão cutânea. Em seguida, posicione os eletrodos superficiais para medir as respostas eletrofisiológicas.

Verifique os sinais de EMG na tela enquanto o sujeito realiza flexão plantar e dorsal. Para o condicionamento do reflexo H, primeiro use fita adesiva para fixar um anodo de cinco por cinco centímetros na face anterior do joelho, logo abaixo da patela. Aplique a estimulação com pulsos de onda quadrada com duração de um milissegundo e mova o catodo na fossa poplítea até localizar a posição ótima para a estimulação.

Em seguida, coloque um eletrodo autoadesivo sobre a pele e fixe-o com fita adesiva. Antes do experimento, registre inicialmente uma curva de recrutamento HM. Calcule os reflexos H e as ondas M como amplitudes eletromiográficas de pico a pico diretamente no software de aquisição.

Ajuste o tamanho do reflexo H para 20% da onda M máxima. Primeiro, realize o procedimento de calibração para o sistema neuro-navegacional. Utilize uma bobina em figura oito para estimular a área motora cortical do sujeito, contralateral aos eletrodos colocados.

Para encontrar o ponto de estimulação ideal, posicione primeiro a bobina a um centímetro à frente do vértice. Oriente o cabo da bobina para trás, de modo a gerar um fluxo de corrente induzida de posterior para anterior no centro da bobina. Identifique a posição na qual os potenciais motores evocados podem ser obtidos com a intensidade mínima de estimulação.

Neste momento, posicione a cabeça do sujeito sobre a mesa e utilize espuma rígida para evitar movimentos. Utilize um sistema de navegação de TMS guiado por imagem para monitorar a bobina e a posição da cabeça durante todo o experimento. Em seguida, fixe a bobina em um suporte e a cabeça do sujeito na cadeira, utilizando tiras de velcro para fixar a bobina à cabeça.

Em seguida, determine a intensidade mínima necessária para evocar potenciais motores evocados com amplitudes de pico a pico no EMG superiores a 50 microvolts em seis de dez ensaios consecutivos. Este é o limiar motor de repouso do indivíduo. Também posicione uma bobina magnética em forma de duplo cone na junção cervicomedular para excitar os axônios da via corticoespinal.

Posicione a bobina de modo que a primeira derivada da corrente induzida seja direcionada cranialmente e que sua posição central esteja no occipital ou próximo a ele. Para começar, primeiramente certifique-se de que o tamanho do H-reflexo de controle permaneça constante ao longo de todo o experimento. Caso seja detectado um desvio, ajuste a intensidade da estimulação antes do próximo ensaio.

Agora, ajuste a intensidade da estimulação da bobina de EST sobre o córtex motor entre 90% e 100% do limiar motor do sujeito. Também defina a intensidade da estimulação cervicomedular como 100% da saída máxima do estimulador. Comece condicionando o reflexo H com estimulação sobre o córtex motor em repouso.

Aplique TMS e estimulação do nervo periférico variando o intervalo entre os dois estímulos para permitir a avaliação de alterações na transmissão corticomotoneuronal. Inicie com um intervalo interestímulo de menos cinco milissegundos, o que significa que a estimulação do nervo periférico é desencadeada cinco milissegundos antes do TMS, e então altere esse intervalo em etapas de milissegundos, de menos cinco milissegundos a um milissegundo. Dependendo do intervalo interestímulo, o reflexo H pode ser deslocado para frente em relação à onda descendente, podendo ser deslocado para a direita, de modo que as vias corticoespinais mais lentas possam ser testadas.

Varie o intervalo aleatoriamente de ensaio para ensaio, para eliminar o viés devido à ordem dos estímulos e defina a pausa entre os ensaios de estimulação como quatro segundos. A facilitação precoce deve ocorrer em torno de intervalos de menos quatro a menos dois milissegundos. Em seguida, condicione o H-reflexo utilizando estimulação magnética sobre a junção cervicomedular.

Utilize intervalos interestímulos entre menos nove e menos três milissegundos em incrementos de um milissegundo. Aplique esses intervalos de estimulação magnética transcraniana sobre ambas as localizações simultaneamente em cada ensaio e registre os reflexos H de controle e os potenciais motores evocados resultantes. Utilize o reflexo H de controle como referência para os reflexos H condicionados e o potencial motor evocado de controle para garantir condições de estimulação comparáveis.

Após a conclusão da pré-medida, ajuste a intensidade da estimulação para 1,2 vezes o limiar motor do sujeito e aplique a intervenção de TMS repetitiva lenta. Estimule o córtex motor primário a um hertz durante 20 minutos para induzir supressão duradoura da excitabilidade corticoespinal. Uma curva de condicionamento do reflexo H após condicionamento de M1 é exibida aqui, enquanto a curva de condicionamento do reflexo H após condicionamento de CMS é mostrada aqui.

A facilitação precoce com TMS sobre o córtex motor primário ocorre em torno de intervalos interestímulos de menos três milissegundos. Observe que a facilitação precoce após o condicionamento com CMS está ocorrendo aproximadamente três a quatro milissegundos antes, em um intervalo interestímulo de cerca de menos sete milissegundos. Aqui, são exibidas as médias de 10 traçados de um sujeito representativo antes e depois da intervenção com rTMS.

Pode-se observar que os reflexos H condicionados, representando a facilitação precoce, são reduzidos após o condicionamento tanto do M1 quanto do CMS. Enquanto isso, os reflexos H controle permanecem inalterados. Aqui, a média de dois indivíduos é apresentada, mostrando o mesmo padrão de redução tanto nos reflexos H condicionados pelo M1 quanto pelo CMS, sem qualquer alteração no reflexo H controle.

Uma vez dominado, este protocolo pode ser realizado em cerca de 90 a 120 minutos. Durante a realização deste procedimento, é importante manter o tamanho do H-reflexo constante. Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como aplicar estímulos condicionantes sobre o córtex motor primário e a junção cervicomedular.

Isso é usado para detectar a facilitação precoce, que representa a entrada sináptica nos neurônios motores espinais mediada pelas conexões corticoespinais mais rápidas.