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

O objetivo geral deste experimento é quantificar a excitabilidade e inibição do córtex motor primário durante uma tarefa de inibição da resposta motora usando estimulação magnética transcraniana, também conhecida como TMS. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da pesquisa de controle motor para entender as alterações fisiológicas corticais durante a conclusão da tarefa motora e a inibição da resposta. A principal vantagem dessa técnica é o uso de tecnologia de estimulação magnética transcraniana não invasiva para explorar a fisiologia do córtex motor primário durante uma tarefa comportamental de sinal de parada amigável para crianças.

Este método pode fornecer informações sobre distúrbios do movimento pediátrico. Também pode ser aplicado a quaisquer condições neuropsiquiátricas que afetem a regulação motora, como transtorno de déficit de atenção e hiperatividade e transtorno do espectro do autismo. Demonstrando o procedimento estarão David Huddleston e Alyssa Roeckner de nosso laboratório.

Comece examinando o participante quanto a contra-indicações de EMT usando um questionário padronizado. Demonstre como o TMS funciona fornecendo um pulso magnético sobre o antebraço do próprio operador. Depois disso, aplique um pulso TMS sobre o antebraço do participante, para que ele possa sentir o pulso.

Em seguida, coloque tampões nos ouvidos dos participantes para proteção auditiva. Em seguida, peça ao sujeito que abduza o dedo indicador dominante para identificar o primeiro músculo interósseo dorsal, ou FDI. Coloque o eletrodo negativo sobre a barriga do FDI e, em seguida, coloque o eletrodo positivo entre a segunda e a terceira metacarpofalângica, ou articulações MCF, e o eletrodo terra sobre a quinta articulação MCF.

Posicione as mãos do participante com os aspectos ulnares de ambos os braços e as mãos totalmente apoiadas em um travesseiro sem necessidade de esforço antigravitacional. Finalmente, peça ao participante que estenda o dedo indicador dominante enquanto o terceiro ao quinto dedos flexiona. Em seguida, coloque um controle de jogo no travesseiro, de modo que o dedo indicador fique apoiado no botão que você usa para a tarefa Slater-Hammel do carro de corrida.

Comece obtendo as medições de TMS da linha de base, usando uma bobina TMS circular de 90 milímetros posicionada tangencialmente ao crânio sobre o vértice com a alça apontando para o occipital para produzir uma corrente posterior a anterior induzida sobre M1. Em seguida, use um lápis de cera para marcar a localização do couro cabeludo assim que o ponto quente for localizado para garantir que a entrega do pulso TMS ocorra na mesma região cortical. Realize 20 tentativas de MEPs FDI induzidos por TMS de pulso único basal usando uma intensidade de 120% do limiar motor em repouso, abreviado como RMT, com ambas as mãos em repouso. Finalmente, realize 20 tentativas de medidas de TMS de pulso emparelhado basal de inibição intracortical de intervalo curto M1 em repouso usando intervalo interestímulo de três milissegundos.

Comece exibindo a tarefa de inibição de resposta Slater-Hammel do carro de corrida em um monitor diretamente na frente do participante. Comece o experimento treinando primeiro o participante na tarefa comportamental, dizendo ao sujeito que o carro no lado esquerdo do monitor começará a se mover depois que o botão for pressionado pela adução do dedo indicador dominante. Em seguida, diga ao participante que o objetivo das tentativas de go é levantar o dedo o mais próximo possível, mas antes, da meta de 800 milissegundos, conforme representado por uma linha vertical na tela.

Peça ao participante que pratique 10 tentativas. Em seguida, forneça treinamento para a tarefa de parada, dizendo ao participante que o segundo conjunto de tentativas envolve o carro parando aleatoriamente antes da meta de 800 milissegundos. Diga à criança para manter o dedo indicador no botão, sem levantar o dedo, sempre que o carro parar aleatoriamente.

Informe ao participante que, se o sinal de parada for apresentado e o dedo for levantado antes da bandeira quadriculada, uma mensagem "muito cedo" aparecerá. Diga à criança que uma ótima mensagem será exibida após tentativas de interrupção bem-sucedidas. Peça à criança que pratique 10 testes de parada.

Depois que o participante praticar os testes somente ir e parar apenas, diga a ele que o próximo bloco de prática contém uma mistura de testes ir e parar. Peça à criança que realize 20 tentativas de ir e parar mistas como prática final. Em seguida, na preparação do experimento Slater-Hammel on-line real, lembre o participante de empurrar para baixo o dedo indicador dominante para iniciar a trilha, levantar o dedo para as tentativas de ir e manter o dedo no botão para parar as tentativas.

Diga à criança que os pulsos de EMT serão entregues durante a tarefa de Slater-Hammel e que haverá três blocos de testes online de EMT de Slater-Hammel. Coloque a bobina circular de 90 milímetros sobre o vértice usando a marca de lápis de cera anterior para estimular preferencialmente o M1 dominante e defina a intensidade do pulso de condicionamento para 60% RMT e o pulso de teste para 120% RMT. Finalmente, comece o experimento Slater-Hammel TMS online.

Aqui, dados neurofisiológicos representativos em diferentes condições de teste usando estimativas médias de mínimos quadrados calculadas a partir do modelo de regressão. Para as amplitudes da PEmáx, as variáveis independentes sexo, visão e bloco de tentativa não foram significativas no modelo de regressão. A condição de pulso TMS e sua interação com a condição experimental foram significativas.

Todas as comparações pares de amplitudes MEP de pulso único entre as três condições de tarefa foram insignificantes. No entanto, as diferenças entre ir versus parada com falha e parada bem-sucedida versus parada com falha foram significativas. Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em aproximadamente uma hora se for executada corretamente.

Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de instruir as crianças sobre como executar corretamente durante a tarefa de Slater-Hammel. A configuração das derivações EMG e a técnica utilizada durante a aquisição de dados são importantes para a obtenção de dados confiáveis. Após este procedimento, outros métodos, como o uso de duas bobinas de EMT simultaneamente durante a tarefa comportamental, podem ser realizados para explorar como outras regiões corticais regulam o sistema motor durante as tarefas motoras.

Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da pesquisa de controle motor explorarem a fisiologia do sistema motor em pacientes com problemas de controle motor, como síndrome de Tourette, distonia, TDAH e transtorno do espectro do autismo. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar a EMT em crianças durante uma tarefa comportamental.