Этот протокол вводит метод на основе акупунктуры кожи головы для локализации горячей точки первичной моторной коры (M1) для мышцы сгибателя пальцевого пальца (FDS) и подтверждает его эффективность против традиционного участка C3.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Новый метод на основе акупунктуры кожи головы для нацеливания на горячую точку руки для неинвазивной стимуляции мозга
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Точная локализация первичной моторной коры (M1), соответствующей конкретным мышцам, критически важна для повышения эффективности нейромодуляции. Когда недоступны навигационная транскраниальная магнитная стимуляция (nTMS) или другие инструменты картирования, стимуляция обычно применяется в участке C3 стандартной системы 10-20 ЭЭГ. Однако новые данные указывают на то, что C3 может быть не оптимальным местом для воздействия на мышцы руки. Поэтому цель данного исследования — предложить инновационный метод локализации на основе нейроанатомии для выявления горячей точки M1 для мышцы руки и подтверждения её эффективности по сравнению с участком C3. Был разработан пошаговый протокол для идентификации горячей точки M1 для мышцы сгибающего пальца пальцев (FDS) с использованием акупунктурного подхода. Выявленная горячая точка затем сравнивалась с обычным C3-сайтом путём оценки исходных и постнейромодуляционных моторных потенциалов (MEPs). Репрезентативные данные показали, что предлагаемая горячая точка M1 дала значительно более высокие амплитуды MEP, чем участок C3, как на исходном уровне, так и после нейромодуляции. Предлагаемый подход предоставляет проверенный и практичный метод локализации горячей точки M1 для FDS. Эта техника может повысить эффективность нейромодуляции в клинической практике, когда передовые инструменты нейровизуализации недоступны.
Введение
Точная локализация кортикальной горячей точки в первичной моторной коре (M1) для нейромодуляции на определённые мышцы критически важна для оптимизации результатов моторнойреабилитации 1. Навигационная транскраниальная магнитная стимуляция (nTMS) была принята как неинвазивная, надёжная методология для моторного картирования по сравнению с прямой кортикальнойстимуляцией 2. Однако при отсутствии таких инструментов C3 (левое полушарие) и C4 (правое полушарие), определённые стандартной системой ЭЭГ 10-20, обычно используются как M1-таргетирование для выполнениянейромодуляции 3. Однако исследования показали, что C3 может не представлять собой фактическую горячую точку M1 4,5 и не является оптимальным местом для доставки нейромодуляции, поскольку он даёт более низкие амплитуды моторного потенциала (MEP) по сравнению с альтернативными участками в окружающемрегионе 6. Кроме того, транскраниальная электрическая стимуляция высокого разрешения (HD-tES) способна усиливать свои модуляторныеэффекты 7,8,9,10; однако для этого требуется более точная локализация целевой области стимуляции по сравнению с обычнымимонтажами 11,12. Поэтому необходим метод точного выявления горячей точки M1, когда продвинутые нейровизуализационные инструменты недоступны.
Китайская акупунктура кожи головы — это современная техника акупунктуры, объединяющая традиционные китайские методы иглоукалывания с современной нейроанатомией представительных областей корыголовного мозга 13. В отличие от традиционной акупунктуры, акупунктура кожи головы включает подкожное введение иглы в определённые зоны, которые совпадают с корковыми областями, отвечающими за функции центральной нервнойсистемы 13. Для лечения моторных нарушений было разработано и использовано несколько систем акупунктуры кожи головы, включая те, что были установлены Цзяо, Линем, Цзинем и Тан, а также международно стандартизированный китайский протоколскальп-точек 14. Среди этих подходов акупунктура кожи головы Цзяо интегрирует современные нейроанатомические и нейрофизиологические принципы с традиционными китайскими акупунктурными методами, создавая инновационный метод модуляции функции центральной нервнойсистемы 15,16. Однако остаётся неизвестным, можно ли применить и подтвердить его концепции в исследованиях нейромодуляции верхней конечности.
Поэтому этот протокол направлен на изучение нового подхода к локализации горячей точки M1 мышцы поверхностного сгибателя пальца (FDS) с помощью акупунктурных ориентиров на коже головы (AC) и подтверждение этого подхода, сравнивая возбудимость кортикоспинальной с узбудимостью традиционного участка C3 до и после вмешательства HD-tES. Однако нынешний подход был подтверждён только у здоровых участников с чётко идентифицируемыми анатомическими ориентирами кожи головы и специально для мышцы FDS. Можно ли обобщить этот метод на другие мышцы верхних конечностей или применить к людям с неврологическими нарушениями, остаётся неясным.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Участниками были здоровые праворукие взрослые без истории неврологических или опорно-двигательных заболеваний, поражающих верхние конечности. Протокол исследования был пересмотрен и утверждён Комитетом по защите человеческих субъектов (CPHS) в Центре медицинских наук Университета Техаса в Хьюстоне. Письменное информированное согласие было получено от всех участников до начала участия.
1. Подготовка
- Убедитесь, что участники сидят прямо в удобном положении, а руки естественно лежат покоем. Протокол локализации горячих точек M1 FDS требует рулетки и маркера. Процесс локализации горячей точки для FDS должен соответствовать современной стратегии акупунктуры на коже головы.
2. Локализовать верхнюю моторную точку (UMP)
ПРИМЕЧАНИЕ: Верхняя моторная точка (UMP) определяется как точка, расположенная на 0,5 см позади середины передне-задней линии, которая простирается от глабеллы (середины между бровями) до иниона.
- Выровняйте отметку «0» на рулетке с глабеллой (рисунок 1A) и убедитесь, что лента держится ровно и ровно по коже головы.
- Растянуть ленту до иниона, который является кончиком внешнего затылочного выступа (рисунок 1B).
- Определите середину между глабеллой и инионом вдоль продольной линии. Отсюда измерьте 0,5 см назад и отметьте место видимой точкой.
- Выровняйте ленту между левой и правой предушными точками (или верхушкой ушей) (рисунок 1C), убедившись, что лента ровна. Отметьте среднюю точку этой поперечной линии видимой точкой.
- Используя среднюю точку, отмеченную на шаге 2.4, в качестве ориентира скорректируйте точку, указанную на шаге 2.3, латерально, при необходимости, чтобы конечный UMP был центрирован на поперечной средней точке (рисунок 1D).
Рисунок 1: Локализация верхней моторной точки. (A) Середина между бровями (Glabella). (B) Наружное затылочное выступление, расположенное в средней линии затылочной кости (Inion). (C) Левая предушная точка, расположенная перед трагусом уха. (D) Расположена на 0,5 см позади пересечения средней сагиттальной линии и поперечной линии, соединяющей левую и правую передушные точки; эта точка определяется как Верхняя моторная точка (UMP). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
3. Локализация нижней точки мотора (LMP)
ПРИМЕЧАНИЕ: Нижняя моторная точка (LMP) определяется как пересечение линии, идущей от латерального конца брови к иниону с передней линией роста.
- Выровняйте отметку «0» на рулетке с латеральной стороной брови слева от лица (рисунок 2A).
- Растяните рулетку от этой точки до иниона, следуя по прямой диагональной траектории по коже головы (рисунок 2A).
- Определите и отметьте видимой точкой точку, где эта диагональная линия пересекает переднюю линию волос. Эта точка определяется как LMP (рисунок 2B).
4. Локализовать точку доступа M1 FDS (AC)
ПРИМЕЧАНИЕ: Горячая точка M1 FDS определяется как точка, расположенная на двух пятых расстояния от верхней точки (вверх) до нижней моторной точки (LMP) вдоль линии моторной площади (рисунок 2C).
- Выровняйте отметку «0» на рулетке с верхней точкой мотора (UMP) и удлините рулетку до нижней точки мотора (LMP).
- Запишите общее расстояние между UMP и LMP.
- Измерьте и отметьте видимой точкой точку, расположенную на 2/5 от этого расстояния от UMP. Эта точка определяется как горячая точка переменного тока.
Рисунок 2: Локализация нижней моторной точки и горячей точки FDS. (A) Пересечение линии, идущей от латерального конца брови к иниону с передней линией роста. (B) Нижняя моторная точка (LMP). (C) Верхняя моторная точка (UMP), горячая точка FDS (AC) и LMP. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
5. Валидация горячей точки (AC) M1 FDS
ПРИМЕЧАНИЕ: Попросите участников сесть в кресло, отрегулированное на удобную высоту, положить правую руку на мягкую подушку и расслабиться во время сессии стимуляции.
- Разместите электроды для электромиографии биполярной поверхности электромиографии (ЭМГ) над брюхом мышцы правого сгибателя пальцевого пальца (FDS) и установите частоту отбора пробы на 2 кГц (рисунок 3A).
- Отметьте участок C3 на основе международной системы ЭЭГ10-20 17.
- Отметьте горячую точку FDS (AC) по предложенному подходу.
- Расположите катушку TMS касательно над кожей головы в точке переменного тока, с ручкой, направленной назад под углом 45° (рисунок 3B).
- Начинайте с 30% максимального выхода TMS и обеспечивайте стимуляцию одним импульсом.
- Постепенно увеличивайте интенсивность, чтобы определить порог моторного покоя (RMT)18..
- Установить интенсивность стимуляции на уровне 120% от RMT и зарегистрировать как минимум 20 последовательных MEP как на AC, так и на C3-площадках.
Рисунок 3: Электрод ЭМГ и размещение катушки TMS. (A) биполярное размещение электрода EMG в FDS и (B) размещение одноимпульсного TMS в горячей точке M1 FDS. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
6. Вмешательство при HD-tES
- Попросите участников удобно сидеть в кресле, положив руки на стол или подлокотник.
- Устанавливать ЭЭГ-колпачок согласно стандартномупротоколу 17, обеспечивая правильное выравнивание с ориентирами на коже головы (nasion и inion).
- Разместите один электрод над целевой точкой (AC или C3) и равномерно разместите четыре опорных электрода вокруг целевой области для стабильного распределения тока (рисунок 4). Нанесите проводящий гель на все электродные участки для снижения импеданса.
- Проверьте сопротивление электрода с помощью встроенного экспонометра стимулятора и убедитесь, что значения ниже 2 кОм.
- Установить параметры стимуляции на 2 мА интенсивность и частоту 21 Гц на длительность 20 минут.
- Включите HD-tES и постепенно увеличивайте интенсивность до 2 мА за 30 секунд.
- Следите за реакциями участника во время стимуляции, проверяя признаки дискомфорта, раздражения кожи или необычных ощущений.
- Через 20 минут выключите устройство, аккуратно снимите электроды и очистите кожу головы.
Рисунок 4: Настройка HD-tES. Центральный электрод направлен на C3 или переменный ток, с четырьмя опорными электродами, расположенными в окружающих каналах. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Результаты выявили три ключевых вывода: i) Предлагаемый метод (AC), основанный на нейроанатомически управляемой акупунктуре кожи головы, успешно определил горячую точку M1 для мышцы FDS, так как она перекрывалась с горячей точкой, управляемой TMS. ii) Идентифицированная горячая точка M1 FDS не пересекалась с традиционно нацеленной точкой C3; кроме того, участок переменного тока демонстрировал более высокие базовые амплитуды MEP по сравнению с C3. iii) Вмешательство HD-tACS в зоне AC знач...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этом исследовании был разработан инновационный подход к локализации горячей точки M1 для мышцы FDS на основе ориентиров акупунктуры кожи головы. Предлагаемый участок AC показал высокий потенциал как горячая точка M1 для мышцы FDS, с более высокими базовыми и постмодуляционными амплитудами MEP по сравнению с традиционно используемым C3-сайтом.
Кортикоспинальный тракт — один из самых важных нисходящих путей, исходящих от моторной коры для добровольного моторно...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Авторы заявляют, что у них нет известных конкурирующих финансовых интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, описанную в этой статье.
Благодарности
Авторы выражают благодарность доктору Инчун Чжану, профессору кафедры биомедицинской инженерии Университета Майами, за ценные рекомендации и экспертизу в проведении анализа ЭМГ.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Electrode Gel | Soterix Medical Inc., Нью-Йорк, США | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gel | |
| EMG | TMSi, Олдензаал, Нидерланды | https://www.tmsi.artinis.com/product-overview | |
| Транскраниальная электрическая стимуляция высокого разрешения (HD-tES) | Soterix Medical Inc., Нью-Йорк, США | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/4x1 | |
| TMS (Magstim Bistim² 200) | Magstim Company Ltd., Уитленд, Уэльс, Великобритания | 3231-00 |
Ссылки
- Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an IFCN committee. Clin Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
- Jeltema, H. R., et al. Comparing navigated transcranial magnetic stimulation mapping and "gold standard" direct cortical stimulation mapping in neurosurgery: a systematic review. Neurosurg Rev. 44 (4), 1903-1920 (2021).
- Tang, X., et al. Transcranial direct current stimulation for upper extremity motor dysfunction in poststroke patients: a systematic review and meta-analysis. Clin Rehabil. 38 (6), 749-769 (2024).
- Silva, L. M., Silva, K. M. S., Lira-Bandeira, W. G., Costa-Ribeiro, A. C., Araujo-Neto, S. A. Localizing the primary motor cortex of the hand by the 10-5 and 10-20 systems for neurostimulation: an MRI study. Clin EEG Neurosci. 52 (6), 427-435 (2021).
- Sparing, R., Buelte, D., Meister, I. G., Paus, T., Fink, G. R. Transcranial magnetic stimulation and the challenge of coil placement: a comparison of conventional and stereotaxic neuronavigational strategies. Hum Brain Mapp. 29 (1), 82-96 (2008).
- Kim, H., Wright, D. L., Rhee, J., Kim, T. C3 in the 10-20 system may not be the best target for the motor hand area. Brain Res. 1807, 148311(2023).
- Roy, A., Baxter, B., He, B. High-definition transcranial direct current stimulation induces both acute and persistent changes in broadband cortical synchronization: a simultaneous tDCS-EEG study. IEEE Trans Biomed Eng. 61 (7), 1967-1978 (2014).
- Meng, H., et al. High-definition transcranial alternating current stimulation (HD-tACS) has regional neuromodulation effects in the forearm and hand muscles. Brain Stimul. 18 (1), 94-96 (2025).
- Masina, F., et al. Neurophysiological and behavioural effects of conventional and high-definition tDCS. Sci Rep. 11 (1), 7659(2021).
- Parlikar, R., et al. High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS): a systematic review on the treatment of neuropsychiatric disorders. Asian J Psychiatr. 56, 102542(2021).
- Alam, M., Truong, D. Q., Khadka, N., Bikson, M. Spatial and polarity precision of concentric high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). Phys Med Biol. 61 (12), 4506-4521 (2016).
- Villamar, M. F., et al. Technique and considerations in the use of 4×1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). J Vis Exp. (77), e50309(2013).
- Hao, J. J., Hao, L. L. Review of clinical applications of scalp acupuncture for paralysis: an excerpt from Chinese scalp acupuncture. Glob Adv Health Med. 1 (1), 102-121 (2012).
- Lee, G. E., Lee, P. T., Ran, N., Zhou, J. Scalp acupuncture for children with cerebral palsy: a protocol for a systematic review. Medicine (Baltimore). 98 (48), e18062(2019).
- Wang, J., et al. Acupuncture treatment on the motor area of the scalp for motor dysfunction in children with cerebral palsy: study protocol for a multicenter randomized controlled trial. Trials. 21 (1), 29(2020).
- Wu, Y., et al. Potential scalp acupuncture and brain stimulation targets for common neurological disorders: evidence from neuroimaging studies. Chin Med. 20 (1), 58(2025).
- American Electroencephalographic Society. Guideline thirteen: guidelines for standard electrode position nomenclature. J Clin Neurophysiol. 11 (1), 111-113 (1994).
- Westin, G. G., Bassi, B. D., Lisanby, S. H., Luber, B. Determination of motor threshold using visual observation overestimates transcranial magnetic stimulation dosage: safety implications. Clin Neurophysiol. 125 (1), 142-147 (2014).
- Meng, H., Houston, M., Francisco, G. E., Zhang, Y., Li, S. Scalp acupuncture guidance for identifying the optimal site for transcranial electrical stimulation of the hand. Exp Brain Res. 242 (9), 2083-2091 (2024).
- Lemon, R. N. Descending pathways in motor control. Annu Rev Neurosci. 31, 195-218 (2008).
- Liu, R., Moe, A. A. K., Liu, W., Zoghi, M., Jaberzadeh, S. Does acupuncture at motor-related acupoints affect corticospinal excitability? a systematic review and meta-analysis. J Integr Med. 23 (2), 113-125 (2025).
- Song, W., Amer, A., Ryan, D., Martin, J. H. Combined motor cortex and spinal cord neuromodulation promotes corticospinal system functional and structural plasticity and motor function after injury. Exp Neurol. 277, 46-57 (2016).
- Krucoff, M. O., Rahimpour, S., Slutzky, M. W., Edgerton, V. R., Turner, D. A. Enhancing nervous system recovery through neurobiologics, neural interface training, and neurorehabilitation. Front Neurosci. 10, 584(2016).
- Søndergaard, R. E., Martino, D., Kiss, Z. H. T., Condliffe, E. G. TMS motor mapping methodology and reliability: a structured review. Front Neurosci. 15, 709368(2021).
- Wang, T. Acupuncture for brain. , Springer. Cham. (2021).
- Meng, H., et al. Efficacy of high-definition transcranial alternating current stimulation (HD-tACS) at the M1 hotspot versus C3 site in modulating corticospinal tract excitability. Biomedicines. 12 (11), 2635(2024).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
