Name: Inibição intracortical dentro o córtex Motor primário pode ser modulada, alterando o foco de atenção (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-09-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 48 s
Description: Aprenda a investigar circuitos inibitórios intracorticais no córtex motor primário usando TMS subliminar e SICI. Este método revela como o foco atencional externo modula a inibição GABAérgica e melhora o desempenho motor.

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Os autores têm sem agradecimentos.

este protocolo foi aprovado pelo Comitê de ética local, e as experiências estão em conformidade com a declaração de Helsinque (1964).
 1. aprovação ética e instrução de assunto <ol><li>antes de iniciar a medição, instruir todos os participantes sobre os fatores de risco potenciais e o propósito do estudo. Não dê informações sobre os focos de atenção, como isso pode afetar os resultados. Garantir que sejam seguidas as orientações de segurança para a aplicação da TMS em configurações de pesquisa 30. 
	Nota: Quando aplicar o TMS, existem alguns fatores de risco médicos, incluindo implantados eletrodos cranianos e implantes cocleares, história de síncope ou convulsão, epilepsia, lesão cerebral, interações de drogas/medicamentos, recente retirada de drogas, gravidez, ou doença. TMS não deve ser administrado em crianças.</li>
	<li>No estudo, incluem participantes saudáveis (n = 14) entre 18 e 35 anos de idade. Exclua indivíduos com doenças ortopédicas e/ou neurológicos/mental. Certifique-se de que todos os participantes são destros.</li>
</ol> 2. Experimental Design e configuração <ol><li>dividir o grupo em dois. Instruir uma metade do grupo em instruções IF em primeiro lugar, seguido de EF instruções na sessão segundo experimental (veja a seção 4.2.2 para as instruções verbais). Instruir a outra metade em uma ordem contrabalançada. 
	Nota: O experimento consiste de um total de quatro sessões de laboratório (ver Figura 1) que devem ser separados por um mínimo de 72 h. As duas primeiras sessões consistem em medir a força máxima (Fmax) e o TTF de rapto submáxima sustentado dedo (ver passo 4). As terceiros e quarta sessões consistem em medir a atividade de circuitos inibitórios dentro o M1 durante a tarefa por meio de subTMS e ppTMS (ver Figura 1).</li>
</ol> 3. Preparação de assunto <ol><li>assento o participante em uma cadeira ajustável e confortável durante todo o experimento. Coloque um monitor 1 m à frente do participante.</li>
	<li>Colocar o braço esquerdo em uma posição confortável e relaxada debaixo da mesa, descansando sobre a perna esquerda. Se necessário, ajuste a posição do braço com um travesseiro. Coloque o braço direito do sujeito em uma tala Custom-Built em posição pronada (ver Figura 2). 
	Nota: Aqui, o splint é feito de termoplásticos e ajuste todos os participantes (para obter detalhes, consulte 16). Além disso, a tala foi concebida para restringir os graus de liberdade da articulação do pulso (ver Fig. 2B). Os único movimentos permitidos eram a abdução e adução da articulação metacarpofalângica do dedo indicador da mão direita.</li>
	<li>Alinhar a articulação do dedo com o eixo de rotação do dispositivo feito por medida. Uma vez que a posição ideal é encontrada, gravar manualmente e tirar uma foto das posições ântero-posterior e medio-lateral do splint usar posições comparáveis em sessões de 2, 3 e 4.</li>
</ol> 4. Sessões 1 e 2: testes comportamentais <ol><li>contrações isométricas máximas (ver figura 1A ).
	<ol><li>Alinhar os eixos de rotação do goniômetro e a metacarpofalangeanas conjunta e corrigir o goniômetro corretamente usando parafusos (ver Figura 2). Coloque o transdutor de força, de uma forma que permite a máximos contrações voluntárias (ver Figura 2B).</li>
		<li>Conectar o cabo de EMG (músculo FDI), o transdutor de força e cabos o goniómetro para o amplificador adequado e/ou digital (A-D) conversor analógico.</li>
		<li>Ter o participante realizar 3 raptos isométricos máximas do dedo, com um intervalo de 30-s entre cada contração e determinar a fmáx. 
		Nota: O Fmax é determinado como o pico mais alto no sinal de força obtido a partir do transdutor de força. Explica ao participante que contrações máximas consistem em um aumento gradual da força de 0 N ao máximo individual. Importante, instrua os participantes a realizar uma contração isométrica contra o transdutor de força estacionária. Os participantes devem raptar o dedo indicador ao nível da articulação metacarpofalângica e empurre tão duros quanto possível contra o transdutor de força. Um intervalo de tempo 3-s deve ser dada por contração, e os participantes devem ser instruídos a manter a força máxima por 2 s 16 , 25 , 26. Entre cada contração, dar aos participantes uma pausa de 30-s.</li>
		<li>Com o assunto empurre a alavanca contra o transdutor de força, sem dar qualquer instrução sobre o foco de atenção. 
		Nota: A mesma tarefa será feita no início da sessão 2 para garantir que a Fmax e a posição na tala não foram alterados entre sessões.</li>
		<li>Após contrações máximas, remover o transdutor de força, permitindo que o dedo indicador mover-se livremente no plano transversal (abdução/adução).</li>
		<li>Calcular a fmáx de raptos isométricos máximas (etapa 4.1.3) usando os dados brutos no computador. Determinar a 30% (Fmax * 0.3; sessões 1 e 2) e 10% (Fmax * 0.1; sessões 3 e 4) de fmáx. 
		Nota: Considere a fmáx como o pico mais alto encontrado no sinal de força obtido a partir do transdutor de força. Nas sessões seguintes, as intensidades de contração diferentes (30% e 10%) serão calculadas a partir da Fmax obtido nesta fase do experimento.</li>
		<li>Encher uma garrafa de água para a quantidade que representa o 30% da Fmax obtido de passo 4.1.6. Anexar o peso da Fmax para a corda do dispositivo (ver Figura 2A). 
		Nota: A densidade da massa volumétrica da água é 1kg/L. Assim, se os 30% da Fmax de um participante representa 0,4 kg, ajustar o peso da garrafa para o equivalente de 0,4 kg</li>
	</ol></li> <li>Sustentado contrações até TTF (ver figura 1A ).
	<ol><li>Instruir os participantes sobre a tarefa. 
		Nota: Os participantes devem segurar o dedo na posição de alvo por contrabalançarem o peso (ver Figura 2), realizando uma abdução do dedo. A tarefa deve ser executada até a falha da tarefa. O fracasso da tarefa é determinado como um desvio superior a 10 graus a partir da posição de destino. O desvio é medido pelo goniômetro e exibido no monitor (ver Figura 2B).</li>
		<li>Randomize a ordem da sessão (consulte a etapa 2.1; EF ou se condição). Verbalmente, instruir os participantes sobre a condição adequada (IF ou EF).
		<ol><li>The condição EF, instruir como segue: &#34; concentrar-se em posição do goniômetro. Manter esta posição o maior tempo possível. Quando muda a posição do goniômetro, altera a espessura da linha vermelha na tela. Corrija a posição do goniômetro, até que a linha vermelha fina novamente. &#34; instruir o participante a &#34; controlar e concentrar-se em posição do goniômetro &#34; cada 30 s.</li>
			<li>Condição para o IF, instruir como segue: &#34; concentrar-se na posição do seu dedo. Manter esta posição o maior tempo possível. Quando muda a posição do seu dedo, altera a espessura da linha vermelha na tela. Corrija a posição do seu dedo até a linha vermelha fina novamente. &#34; instruir o participante a &#34; contrato e concentrar-se em seus músculos do dedo &#34; cada 30 s.</li>
		</ol></li> <li>Ter os participantes segurar o dedo na posição de alvo por contrabalançarem o peso (ver Figura 2), realizando uma abdução do dedo. Tê-los a realizar a tarefa até a falha da tarefa.</li>
		<li>Imprensa o &#34; registro &#34; botão sobre o software de gravação para começar a gravar o sinal do goniômetro e esperar até a falha da tarefa. Depois de falha da tarefa é atingida, pressione o &#34; parar a gravação &#34; botão sobre o software de gravação para parar a gravação e salvar o goniômetro sinal no computador. Remover o participante &#39; s mão de tala ortopédica; a primeira sessão acabou agora.</li>
		<li>Respeitando o período mínimo de sessão inter (72 h), repita os passos 4.2.1-4.2.4. Além disso, permitem um mínimo de um intervalo de 72 h entre sessões de 2 e 3 e sessões 3 e 4.</li>
	</ol></li></ol> 5. Sessões 3 e 4: estimulação cerebral <ol><li>gravações de eletromiografia (EMG) de superfície.
	<ol><li>Raspar o cabelo na pele sobre o músculo certo do IED, se necessário e então ligeiramente friccionar a pele usando gel abrasiva. Desinfete a área de abrasão com uma solução contendo 80% de etanol e 1% de glicerina. Permitir que o álcool evapore.</li>
		<li>Colocar os eletrodos de superfície bipolares de Ag/AgCl em uma montagem de ventre-tendão na IDE, com 1 cm de distância do interelectrode. Coloque o eletrodo de referência sobre a falange do medius digitus.</li>
		<li>Ligar o cabo de EMG (músculo do IED) e o cabo de goniômetro para um amplificador de EMG e um conversor A-D.</li>
		<li>Uso Ag/AgCl bipolar de superfície eletrodos para gravar e medir a atividade muscular e Respostas eletrofisiológicas provocadas pela estimulação cerebral do músculo IDE. 
		Nota: Para a análise final (induzida por subTMS EMG supressão e pico-a-pico MEP amplitude), o sinal de EMG (a partir do IED) deve ajustar da seguinte forma: amplificação de x1000, Butterworth passa-banda filtragem de 10-1000 Hz e amostragem de 4 kHz. Armazenar todos os dados de EMG em um computador para análise off-line.</li>
	</ol></li> <li>Repita etapas 3.1 e 3.2.</li>
	<li>Estimulação magnética transcraniana <ol><li>corrigir os marcadores reflexivos sobre o participante &#39; testa de s com fita adesiva dupla-face. 
		Nota: Os marcadores reflexivos permitem a constantemente entrega da TMS para a área de alvo sobre M1 usando um sistema de neuronavigation (ver Figura 2). A vantagem do sistema de neuronavigation é que a posição da bobina pode ser gravada em relação à posição do crânio no espaço e ser verificada a qualquer hora durante todo o experimento.</li>
		<li>Uso um 95mm focal figura de oito bobinas anexado a um estimulador TMS para oferecer estímulos à área cortical motor contralateral da mão. 
		Nota: Verifique que o estimulador permite paradigmas emparelhado-pulso de estimulação (sessão 4). Além disso, a corrente induzida deve ser direccionada de posterior para anterior e deve ser entregues em modo reverso. A forma de onda deve ser monofásico.</li>
		<li>Encontrar a posição ideal (ponto quente) da bobina em relação a caveira para suscitar potencial evocado motor (MEPs) no músculo IED através da realização de um procedimento de mapeamento clássico.
		<ol><li>Iniciar colocando a bobina de cerca de 0,5 cm à frente do vértice e ao longo da linha mediana, com o punho de bobina apontando a 45 ° em direção a testa contralateral. 
			Nota: Isto irá garantir que o fluxo de corrente induzido é aproximadamente perpendicular ao sulco central 31.</li>
			<li>Para obter os participantes usados aos estímulos TMS, começar com intensidades abaixo de 25% da produção máxima estimulador (MSO). Em seguida, começar a aumentar a intensidade de estimulação e mover a bobina no sentido medio-lateral e frontal rostro para descobrir o ponto quente.</li>
		</ol></li> <li>Após o ponto de acesso encontra-se, registre a posição ideal com o sistema de neuronavigation. Determine o limiar motor ativo (aMT), ajustando a intensidade da saída do estimulador. Definir o aMT como a intensidade mínima necessária para evocar amplitudes de pico a pico do MEP no EMG do IDE maior que 0,1 mV em três dos cinco ensaios consecutivos 21.</li>
	</ol></li> <li>Sessão 3: supressão induzida por SubTMS EMG (ver figura 1B ).
	<ol><li>Preparar o peso equivalente a 10% do Fmax enchendo a garrafa de água (ver passo 4.1.7). 
		Nota: Os 10% da Fmax são selecionados com base na fmáx (o melhor dos 3 ensaios), realizada na etapa 4.1.3. No protocolo de TMS abaixo do limite, apenas 10% da fmáx tem a ser selecionado, como anteriormente foi demonstrado que a fadiga tem uma influência na induzida por subTMS EMG supressão 32 , 33. Pela mesma razão, a sessão de subTMS deve ser realizada em uma sessão separada. O volume de água utilizado aqui é entre 0,3 L (menor 30% da Fmax) e 1,2 L (maior 30% da Fmax).</li>
		<li>Instruir os participantes sobre a tarefa, a tarefa de motor consiste de segurar o dedo indicador na posição de alvo por contrabalançarem o peso de 10% (abdução do dedo; a mesma tarefa como em sessões 1 e 2, mas com menos peso).</li>
		<li>Como os participantes permanecem relaxados em uma posição confortável, encontrar a intensidade ideal para suscitar a supressão de subTMS-EMG, sem dar qualquer instrução sobre o foco de atenção. Para fazer isso, diminuir sucessivamente em passos de 2% MSO de determinado previamente o aMT.</li>
		<li>, Enquanto eles ainda estão encaixados na posição relaxada e confortável, tem os participantes executar dois raptos separados dedo isométrica em 10% da Fmax e gravar o sinal EMG do IDE. Durante este rapto de dedo indicador isométrica, gravar (pressionando o &#34; registro &#34; botão sobre o software de gravação) 20 ensaios com e 20 ensaios sem TMS, com um intervalo aleatório interstimulus (ISIs), variando de 0,8 a 1,1 s 16 , 25 , 26 , 33 , 34 em uma janela de tempo de 100 ms. 
		Nota: Este intervalo garante que os participantes não têm de executar a tarefa de motor por muito tempo e, portanto, minimiza os efeitos de fadiga. Depois de cada série, verificar a supressão de EMG induzida por subTMS.
		<ol><li>Aplicar um rectification de onda completa, convertendo todas as amplitudes negativas amplitudes positivas nos sinais de EMG. Média o EMG sinais usando tempo normalizado média 35. 
			Nota: O início da supressão de subTMS-EMG é definido como o momento quando a diferença entre os ensaios com e sem TMS é negativa para pelo menos 4 ms em uma janela de tempo de 20 a 50 ms após o TMS: EMG Diff = EMG sem-EMG com .</li>
		</ol></li> <li>Repita o passo 5.4.3 até a intensidade de estimulação ideal é encontrada, indicado pela supressão de EMG maior. 
		Nota: A intensidade ideal encontra-se em torno de 80% da aMT 16.</li>
		<li>Dar o participante a adequadainstruções (consulte a etapa 4.2.2) relativas à condição (IF ou EF). Repita as instruções antes de cada série (etapa 4.2.2).</li>
		<li>Enquanto eles permaneçam sentados na posição relaxada e confortável, tem os participantes executar quatro raptos separados dedo isométrica (2 vezes com cada foco: EF e se) a 10% da Fmax e registro o sinal EMG do IDE.
		<ol><li>Durante o rapto este dedo indicador isométrica, gravar (pressionando o &#34; registro &#34; botão sobre o software de gravação) 40 ensaios com e 40 ensaios sem TMS, com ISIs randomizados para cada condição (ou seja, se e EF) em um contrabalançadas ordem. Use a mesma intensidade para cada condição (determinada no ponto 5.4.5).</li>
		</ol></li> <li>Entre cada série, permitir que uma pausa de um mínimo de 5 min para minimizar qualquer viés que podem ser induzida por fadiga.</li>
	</ol></li> <li>Sessão 4: ppTMS (ver figura 1B ). 
	Nota: O paradigma de pulso pareado é composto por um estímulo condicionado em 0,8 aMT, seguido por um estímulo de controle suprathreshold de 1.2 AMT.
	<ol><li>Repita os passos 5.1-5.4. Em breve, colocar eletrodos de EMG sobre o músculo de IED, o participante em uma cadeira ajustável e confortável do assento e colocar o braço esquerdo em uma posição confortável e relaxada debaixo da mesa (ou seja, na perna esquerda). Encontrar o hotspot para TMS sobre o M1.</li>
		<li>Definir a intensidade sobre o estimulador, a ISI em 2,5 ms 36 e o intervalo entre TMS emparelhados e single-pulso a 0,25 Hz.</li>
		<li>Dar as instruções adequadas participantes (consulte a etapa 4.2.2) no que respeita a condição (ou seja, se ou EF). Repita as instruções antes de cada série.</li>
		<li>Ter os participantes executar quatro raptos separados dedo isométrica (2 vezes com cada foco: EF e se) a 10% da Fmax e registro o sinal EMG do IDE. Durante a contração isométrica, gravar 20 estímulos TMS para cada condição (ou seja, IF e EF) em uma ordem contrabalançada. 
		Nota: Um conjunto de 20 estímulos deve ser composto de 10 deputados condicionados (emparelhado-pulso de 0.8-1.2 aMT) e controle de 10 deputados (single-pulso na aMT 1.2). Use a mesma intensidade para cada condição (determinada na etapa 5.5.2).</li>
		<li>Entre cada série, permitir que uma pausa de um mínimo de 5 min para minimizar qualquer viés que podem ser induzida por fadiga.</li>
	</ol></li></ol> 6. Processamento de dados e análise <ol><li>SubTMS.
	<ol><li>Como explicado acima (passo 5.1.1.3), rectificar e média o EMG para análise.</li>
		<li>Detectar o aparecimento de supressão de subTMS-EMG (ver Figura 4). 
		Nota: É definido como o momento quando a diferença entre a média de todos os ensaios com e sem TMS é negativa para pelo menos 4 ms em uma janela de tempo de 20-50 ms após o TMS.</li>
		<li>Para detectar o fim de supressão de subTMS-EMG, definir o momento após o início da repressão (etapa 6.1.2) quando a diferença entre a média de todos os ensaios com e sem TMS é positiva novamente pelo menos 4 ms (ver figura 4a ).</li>
		<li>Calcular o EMG induzida por subTMS como segue: 
		EMG Diff = EMG sem &#8211; EMG com.
		<ol><li>Calcular a integração numérica trapezoidal acumulada desde o início até o fim da supressão de quantificar a quantidade de supressão de EMG induzida por subTMS.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>ppTMS.
	<ol><li>Uso a seguinte fórmula para expressar a magnitude da JCL em percentagem relativa ao controle MEP: 100 &#8211; (condicionado MEP/controle MEP × 100).
		<ol><li>Usar os resultados como valores percentuais para a análise final.</li>
		</ol></li> <li>Calcular amplitudes MEP de pico-a-pico (em mV; nas condições EF e se) e comparar as duas condições em última análise.</li>
	</ol></li> <li>EMG.
	<ol><li>Como fundo EMG tem uma influência sobre a magnitude dos eurodeputados 37, determinar a atividade de EMG calculando o valor de root-mean-square em uma janela de 100 ms antes o TMS.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Este protocolo mostra dois métodos possíveis para investigar a atividade dos circuitos inibitórios dentro o M1 utilizando o TMS. Mais precisamente, esses dois protocolos têm sido utilizados neste estudo para investigar o impacto dos focos de atenção sobre a atividade de circuitos inibitórios dentro o M1.
Uma limitação do método apresentado é que não é sempre possível causar uma supressão de EMG induzida por subTMS sem uma facilitação precedê-lo. Neste estudo, por exemplo, quatro indivíduos tin...

É hoje geralmente aceite que adotar uma FE em comparação com um IF ou neutro foco de atenção promove o desempenho motor e a aprendizagem em inúmeras configurações1. Foi demonstrado, por exemplo, que adopta uma FE leva a benefícios em precisão2,3, equilibrar a4,5,6, forçar a produção7,8, saltando o desempenho 7 , 9 , 10 , 11, movimento velocidade12, de13,de consumo de oxigênio14e fatigante tarefas15,16.
Do outro lado, desde que a ativação cerebral é a base de todos os movimentos, têm sido investigados vários aspectos do controle neural do movimento. Por exemplo, o nível e a capacidade de modular a inibição intracortical dentro o M1 mostrou ter uma forte influência na função motora, tais como coordenação interlimb17, controle postural18e destreza19. Além disso, as populações com capacidades de controle motor mais pobres do que os adultos jovens, como idosos ou crianças (nascido pré-termo.20), geralmente mostram que menos pronunciado controle inibitório. Assim, embora o papel dos processos inibitórios não é ainda bem compreendidos, inibitórios processos, no entanto, parecem ser importante para a qualidade da execução de motor em geral.
A possibilidade de investigar intracortical circuitos inibitórios é usar a estimulação magnética transcraniana invasivo (TMS). O protocolo de estimulação mais comumente usado aplica-se emparelhado-pulso TMS (ppTMS) para induzir JCL. Este protocolo utiliza um estímulo condicionado abaixo do limiar motor para reduzir a amplitude da resposta suprathreshold controle estímulo eliciada com intervalos de 1 a 5 ms21,22,23 interstimulus , 24. em seguida, relatou como a porcentagem do estímulo controle, as amplitudes dos potenciais evocados de motor (MEPs) podem ser comparadas em condições, dando informações sobre atividade inibitória cortical e modulação dentro o M1.
Outro protocolo de estimulação para avaliar a atividade de circuitos inibitórios intractortical aplica pulsos único, onde todos os estímulos são entregues em intensidades abaixo do limiar motor (ou seja, subTMS). Este protocolo induz supressão na actividade EMG em curso18,25,26. Esta supressão de EMG induzida por subTMS so-called pode ser comparado em termos de quantidade e duração. Embora este protocolo não é tão comumente usado, ele tem algumas vantagens em comparação com o protocolo padrão do JCL. Este protocolo não perturba a execução motor, como ele não induz a estímulos suprathreshold. Ambos os métodos de testar a capacidade de resposta de intracortical ácido gama - aminobutírico (GABA) interneurônios inibitórios23,27.
Apesar dos conhecidos benefícios do uso de uma FE em comparação com um IF no desempenho motor1, os processos neurais subjacentes permanecem em grande parte desconhecidos. Em um estudo de fMRI ex28, foi mostrado que ativação de (negrito) de dependentes do nível de sangue e oxigênio foi aprimorada no M1, somatossensorial, primária e córtices insulares, quando assuntos executado um dedo de sequência e adotou uma FE em comparação com um IF. Como atividade excitatória e inibitória não pode ser diferenciada por fMRI29, outro recente estudo16 estipulava que a atividade reforçada na M1 associado com um EF poderia, de fato, ser devido a maior atividade de intracortical circuitos inibitórios. Mais precisamente, este estudo mostrou que a excitabilidade dos neurônios inibitórios de gabaérgica pode ser modulada instantaneamente pelo tipo de foco de atenção adotado em uma mesma pessoa.
O principal objectivo do presente protocolo é mostrar duas maneiras possíveis para comparar os efeitos imediatos da manipulação cognitiva (ou seja, o foco das instruções de atenção) sobre a atividade de circuitos inibitórios intracortical dentro da M1. SubTMS e ppTMS são usadas. Além disso, este protocolo mostra uma maneira de explorar a influência dos focos de atenção no comportamento motor de forma muito controlada por investigar o TTF de contração isométrica submáxima do sustentado do IDE.

<table><tbody><tr><td>MC3A-100</td><td>Advanced Mechanical Technologies Inc., Watertown, MA,</td><td></td> <td>EUA-Transdutor de força</td></tr><tr><td>BlueSensor P</td><td>Ambu A/S, Bellerup,</td> <td>Dinamarca-Eletrodos de</td> <td>superfície Ag/AgCl para EMG</td></tr><tr><td>Polaris Spectra</td><td>Northern Digital, Waterloo, ON,</td> <td>Canadá-sistema de</td> <td>neuronavegação, rastreador de marcadores ativos ou passivos</td></tr><tr><td>Localite TMS Navigator Versão 2.0.5</td><td>LOCALITE GmbH, Sankt Augustin,</td> <td>Alemanha-sistema</td> <td>de navegação para estimulação magnética transcraniana (TMS)</td></tr><tr><td>MagVenture MagPro X100</td><td>MagVenture A/S, Farum, Dinamarca</td><td>9016E0711</td><td>Estimulador magnético transcraniano</td></tr><tr><td>MagVenture D-B80</td><td>MagVenture A/S, Farum, Dinamarca</td><td>9016E0431</td><td>Bobina TMS (figura de oito)</td></tr><tr><td>Goniômetro</td><td>N/A-Goniômetro</td><td></td> <td>feito sob medida</td></tr><tr><td>Tala Othopedic</td><td>N/</td><td>A-Tala</td> <td>personalizada</td></tr><tr><td>Software de gravação</td><td>LabView baseado-Script</td><td></td> <td>personalizado</td></tr></tbody></table>

inibição intracortical dentro o córtex motor primário pode ser modulada, alterando o foco de atenção

Intracortical Inhibition Within the Primary Motor Cortex Can Be Modulated by Changing the Focus of Attention

É bem reconhecido que um foco externo (EF) em comparação com um foco interno (IF) de atenção melhora o desempenho e a aprendizagem motora. Estudos têm indicado benefícios em precisão, equilíbrio, força de produção, saltando de desempenho, velocidade de movimento, consumo de oxigênio e cansativa tarefa. Apesar de resultados comportamentais de usar uma estratégia EF são bem explorados, os mecanismos neurais subjacentes permanecem desconhecidos. Um estudo recente da TMS em comparação a atividade do córtex motor primário (M1) entre a Fe e um IF. Mais precisamente, este estudo mostrou que, ao adotar um EF, a atividade de circuitos inibitórios intracortical é reforçada.
A nível comportamental, o presente protocolo testa a influência dos focos de atenção no tempo para falha de tarefa (TTF) ao realizar contrações submáximas do interósseo dorsal primeiro (FDI). Além disso, o papel atual descreve dois protocolos TMS para avaliar a influência das condições de atenção sobre a atividade de circuitos inibitórios corticais dentro o M1. Assim, o presente artigo descreve como usar single-pulso TMS em intensidades abaixo do limiar motor (subTMS) e TMS emparelhado-pulso, induzindo a inibição intracortical do curto intervalo (JCL) quando aplicado a M1. Como esses métodos são assumidos como refletem a capacidade de resposta dos neurônios inibitórios gabaérgica, sem ser afetado por circuitos reflexos da coluna vertebral, eles são adequados para medir a atividade de circuitos inibitórios intracortical dentro da M1.
Os resultados mostram que dirigir atenção externamente melhora o desempenho do motor, como os participantes foram capazes de prolongar o tempo de falha da tarefa. Além disso, os resultados foram acompanhados por uma maior supressão de eletromiografia induzida por subTMS e JCL aquando da adopção de uma FE em comparação com um IF. Como o nível de inibição cortical dentro o M1 foi demonstrado anteriormente para influenciar o desempenho motor, a inibição reforçada com um EF pode contribuir para a melhor eficiência de movimento observada na tarefa comportamental, indicada por um TTF prolongado com um EF.

A influência dos focos de atenção no desempenho do Motor:
Os testes comportamentais no estudo atual foram usados para provar a viabilidade da tarefa motor e identificar os temas que reagiram positivamente ao aplicar um EF. Em consonância com estudos anteriores (ver1 para uma revisão), nossos resultados mostram um TTF prolongada quando os participantes adotaram uma FE em comparação com um IF (ver <strong clas...

Usando dois transcraniana diferentes protocolos de estimulação magnética (TMS), este manuscrito descreve como medir e comparar a inibição cortical dentro o córtex motor primário, aquando da adopção de diferentes focos de atenção.

Inibição intracortical dentro o córtex Motor primário pode ser modulada, alterando o foco de atenção

It is well recognized that an external focus (EF) compared with an internal focus (IF) of attention improves motor learning and performance. Studies have ...

O objetivo geral desses dois protocolos de estimulação magnética transcraniana é investigar a atividade de circuitos inibitórios intracorticais dentro do córtex motor primário ou M1 durante a realização de tarefas motoras sob diferentes focos atencionais. Embora muitos estudos tenham estabelecido a vantagem de um foco de atenção externo em comparação com um foco interno, pouco se sabe sobre os mecanismos neurais subjacentes. Apesar do desempenho motor aprimorado, um foco de atenção externo geralmente é acompanhado por uma diminuição da atividade muscular; portanto, especulamos que mecanismos inibitórios possam estar envolvidos.Os métodos de TMS aplicados, nomeadamente subTMS e SICI, permitem compreender melhor o impacto dos focos atencionais na atividade dos circuitos inibitórios dentro do córtex motor primário. A principal vantagem da técnica de estimulação magnética transcraniana sublimiar é que não há artefato de movimento devido à baixa intensidade de estimulação. Em contraste, o protocolo convencional de pulsos emparelhados utiliza intensidades de estimulação mais elevadas e, portanto, provoca contrações musculares.No entanto, este método é bem estabelecido e seu impacto sobre os seios GABAérgicos é minuciosamente investigado. Comece posicionando o participante sentado na cadeira de teste e coloque um monitor a um metro à frente dele. Em seguida, posicione o braço esquerdo em uma posição confortável e relaxada sob a mesa, apoiado sobre a perna esquerda.Coloque o braço direito do sujeito em uma tala personalizada com cinta na posição prona. Alinhe a articulação do dedo com o eixo de rotação do dispositivo feito sob medida. Uma vez encontrada a posição ideal, tire uma foto das posições anteroposterior e medial lateral da tala para utilizar posições comparáveis em cada sessão do experimento.Inicie alinhando o eixo de rotação do goniômetro e a articulação metacarpofalangeana. Posicione o transdutor de força de forma que permita contrações voluntárias máximas. Em seguida, solicite ao participante que realize três abduções isométricas máximas do dedo indicador, com um intervalo de 30 segundos entre cada contração, e determine o Fmax.Observe que o participante deve empurrar a alavanca contra o transdutor de força sem qualquer instrução sobre o foco de atenção. Após as contrações máximas, remova o transdutor de força, permitindo que o dedo indicador se mova livremente no plano transversal. Em seguida, encha uma garrafa com água até uma quantidade que represente 30% de Fmax e prenda o peso equivalente a Fmax à corda do dispositivo.Pedir ao participante que mantenha o dedo na posição-alvo ao contrabalançar o peso, realizando uma abdução do dedo indicador. Solicitar que realizem a tarefa até a falha da tarefa. Pressionar o botão de gravação no software de registro para iniciar a gravação do sinal do goniômetro e aguardar até a falha da tarefa.Uma vez atingida a falha da tarefa, pressione o botão de parar gravação no software de registro para encerrar a gravação e salvar o sinal do goniômetro no computador. Por fim, remova a mão do participante da tala ortopédica. Comece posicionando os eletrodos bipolares superficiais de cloreto de prata-prata em uma montagem tendão-belo no músculo FDI com uma distância intereletrodos de um centímetro.Conecte o cabo de EMG ou do músculo FDI e o cabo do goniômetro a um amplificador de EMG e a um conversor AD. Por fim, use os eletrodos de superfície para registrar e medir a atividade muscular em respostas eletrofisiológicas elicita­das pela estimulação cerebral proveniente do músculo FDI. Comece colocando os marcadores refletivos na testa do participante com fita adesiva dupla face.Utilize uma bobina em forma de oito conectada a um estimulador de EMT para entregar estímulos à área motora contralateral. Em seguida, localize a posição ótima, ou ponto quente, da bobina em relação ao crânio para evocar potenciais motores evocados, PMEs, no músculo ADM (abductor digiti minimi) por meio de um procedimento clássico de mapeamento. Para isso, posicione a bobina aproximadamente 0,5 centímetros anterior ao vértice e sobre a linha média, com o cabo da bobina apontando em um ângulo de 45 graus em direção à testa contralateral.Habitue o participante aos estímulos de EST iniciando as intensidades abaixo de 25% da saída máxima do estimulador, ou MSO. Em seguida, comece a aumentar a intensidade do estímulo e mova a bobina nas direções medial-lateral e rostro-frontal para localizar o ponto de maior resposta. Uma vez encontrado o ponto de maior resposta, registre a posição ótima com o sistema de neuro-navegação.Determine o limiar motor ativo, ou AMT, ajustando a intensidade da saída do estimulador. Em seguida, encha uma garrafa com água até o peso que representa 10% de Fmax. Certifique-se de que o participante permaneça em uma posição relaxada e confortável.Em seguida, encontre a intensidade ideal para provocar a supressão do EMG induzida por TMS sublimiar, reduzindo-a com sucesso em etapas de 2% da MOS a partir do valor de TMA determinado anteriormente. Em seguida, peça aos participantes que realizem alguns ensaios de prática para ajustar a força-alvo. Peça ao participante que realize quatro abduções isométricas separadas do dedo indicador a 10% da Fmáx e registre o sinal de EMG do músculo abdutor do dedo indicador (FDI).Registre 40 ensaios com e 40 ensaios sem TMS, com ISIs randomizados para cada condição, em ordem contra-balanceada. Utilize a mesma intensidade de estimulação ótima previamente determinada. O início da supressão subTMS no EMG é definido como o momento em que a diferença entre os ensaios com e sem TMS é negativa por pelo menos quatro milissegundos em uma janela de tempo de 20 a 50 milissegundos após o TMS.Por fim, para realizar a TMS com pulso emparelhado, mova a bobina sobre o ponto quente no M1. Ajuste a intensidade no estimulador, o ISI, em 2,5 milissegundos no intervalo entre os pulsos duplos e únicos da TMS a 0,25 hertz. Por fim, peça ao participante que realize quatro abduções isométricas separadas do dedo indicador a 10% do Fmax e registre o sinal de EMG do FDI. Durante a contração isométrica, registre 20 estímulos de TMS para cada condição em ordem contra-balanceada.A quantidade de inibição intracortical de curto intervalo é definida como a razão entre o potencial motor evocado (MEP) de pulso único controle e o MEP condicionado de pulso duplo emparelhado. O TTF foi prolongado quando os participantes adotaram um foco de atenção externo em vez de um interno. Como são utilizadas intensidades subliminares, não há contrações musculares induzidas pela estimulação que possam perturbar o desempenho motor.Os resultados indicaram que a supressão da EMG induzida por subTMS foi imediatamente aumentada ao usar um EF em comparação com um IF. Além disso, ao adotar um EF, os participantes apresentaram maior inibição intracortical de curto intervalo. Isso está plenamente de acordo com os resultados da subTMS e sugere que os neurônios GABAérgicos que compõem os circuitos inibitórios intracorticais são modulados de maneira diferente dentro da M1, conforme o tipo de foco atencional. Uma vez dominado, este protocolo pode ser realizado em aproximadamente 90 minutos se for executado corretamente.Ao realizar o procedimento de TMS sublimiar, é importante ajustar a intensidade correta de estimulação para obter a supressão da EMG induzida por subTMS no músculo FDI. Para esse fim, é essencial realizar uma média de pelo menos 40 ensaios com estimulação e 40 ensaios sem estimulação. Além dos protocolos de TMS sublimiar e TMS com pulso emparelhado, que medem a inibição intracortical dentro do M1, outros métodos, como a medição da inibição de entorno, podem ser realizados para revelar mecanismos adicionais que possam estar envolvidos no aumento da eficiência da tarefa com foco de atenção externo em comparação com o interno.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como aplicar subTMS e TMS com pulso duplo sobre o córtex motor primário. Esses métodos podem ser utilizados para investigar o impacto de diferentes focos atencionais na atividade do córtex motor primário.

intracortical-inhibition-within-primary-motor-cortex-can-be-modulated

Research

JoVE Journal

Behavior

Comportamento

Fonte: Kuhn, Y. et al. A inibição intracortical dentro do córtex motor primário pode ser modulada alterando o foco de atenção. J. Vis. Exp. (2017)Este vídeo demonstra o uso da estimulação magnética transcraniana (EMS) para modular a atividade do neurônio motor e medir as respostas musculares por meio de eletromiografia (EMG). Ele descreve as etapas para localizar o hotspot motor, determinar os limiares de estimulação e avaliar os efeitos da EMT subliminar (subEMT) na inibição cortical.

Estimulação Magnética Transcraniana para Modulação da Resposta Muscular em Humanos

A estimulação magnética transcraniana de pulso único sobre o córtex motor primário, a neuronavigação e o registro de atividade eletromiográfica dos músculos das mãos foram utilizadas neste estudo para explorar a excitabilidade corticospinal enquanto os participantes observavam sequências de ação.

Modulação de excitabilidade corticospinal durante a observação de ação

Este artigo tem como objetivo descrever um protocolo básico para combinar medidas de estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) com espectroscopia de ressonância magnética de prótons (1H-MRS) para investigar os efeitos da estimulação bilateral no metabolismo do córtex motor primário.

O Uso de Espectroscopia de Ressonância Magnética como ferramenta para a Medição do Bi-hemisféricas transcranianas Estimulação Elétrica Efeitos sobre Motor Primário Cortex Metabolismo

O controle de atenção compreende o aprimoramento dos sinais alvo e a atenuação dos sinais de distração. Descrevemos uma abordagem para medir separadamente, mas simultaneamente, a neurofisiologia de atender e ignorar na atenção intermodal sustentada, utilizando uma condição de controle passivo durante a qual nenhum dos processos está continuamente envolvido.

Medição de sinais neurofisiológicos de ignorar e Atender Processos em Controle de Atenção

Controlar um movimento idêntico com feedback de posição ou força resulta em diferentes ativações neurais e comportamento motor. Este protocolo descreve como investigar mudanças comportamentais observando a fadiga neuromuscular e como avaliar a atividade cortical motora (inibitória) usando TMS subliminar em relação à interpretação do feedback aumentado.

Controle força e posição em Seres Humanos - O papel do feedback Augmented

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.

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

Este artigo descreve novas abordagens para medir e fortalecer vias neurais funcionalmente específicas com estimulação magnética transcraniana. Essas metodologias avançadas de estimulação cerebral não invasiva podem fornecer novas oportunidades para a compreensão das relações de comportamento cerebral e desenvolvimento de novas terapias para tratar distúrbios cerebrais.

Medir e manipular vias neurais funcionalmente específicas no sistema motor humano com estimulação magnética transcraniana

Apresentamos um conjunto de protocolos padronizados de estimulação magnética transcraniana de pulso único e pareado (TMS), com opções para medições convencionais de amplitude e rastreamento de limiares. Este programa pode controlar três tipos diferentes de estimuladores magnéticos e foi projetado para permitir que todos os testes sejam realizados convenientemente por um único operador.

Testes convencionais e de estimulação magnética transcraniana convencional e de rastreamento de limiares para operação sozinho

A inibição aferente de curta latência (IAF) é um protocolo de estimulação magnética transcraniana para sondar a integração sensório-motora. Este artigo descreve como a IAC pode ser usada para estudar as alças sensório-motoras convergentes no córtex motor durante o comportamento sensório-motor.

Estimulação Combinada de Nervos Periféricos e Parâmetro de Pulso Controlável Estimulação Magnética Transcraniana para Sonda de Controle Sensório-Motor e Aprendizagem

Este protocolo apresenta um método mais preciso e eficaz de estimulação magnética transcraniana repetitiva dos córtices pré-frontais dorsolateral e dorsomedial durante uma tarefa experimental utilizando sistemas de neuronavegação e robô. Com base nos resultados, são sugeridas implicações cruciais para futuras pesquisas online sobre estimulação.

Estimulação Magnética Transcraniana Repetitiva Online do Córtex Dorsomedial e Pré-Frontal Dorsolateral na Tomada de Decisão Cognitiva e Dissonância Cognitiva

Aprenda a investigar circuitos inibitórios intracorticais no córtex motor primário usando TMS subliminar e SICI. Este método revela como o foco atencional externo modula a inibição GABAérgica e melhora o desempenho motor.

Inibição intracortical dentro o córtex Motor primário pode ser modulada, alterando o foco de atenção

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