Использование транскраниальной магнитной стимуляции по изучению прав нервно-мышечной системы

Общей целью этой процедуры является проведение транскраниальной магнитной стимуляции для выявления моторных вызванных потенциалов. Сначала в мышцу-сгибатель запястья лучевой мышцы, а затем в мышцу-выпрямитель позвоночника. Это достигается путем предварительной подготовки кожи над соответствующими мышцами к электромиографической записи и биомеханического позиционирования субъекта для транскраниальной магнитной стимуляции.

Горячая точка определяется как часть места стимуляции в моторной коре, которая вызывает наибольшие моторные рекуррентные потенциалы. Следующим этапом является определение порога двигателя. На этом этапе выполняется одиночная импульсная транскраниальная магнитная стимуляция для количественной оценки амплитуды моторного вызванного потенциала и длительности тихого периода.

Парная импульсная транскраниальная магнитная стимуляция также проводится для количественной оценки внутрикортикальной фасилитации и короткого и длинного интервального интракортикального торможения. В конечном счете, in vivo индексы кортикоспинальной и кортикальной возбудимости у человека могут быть оценены с помощью комбинированного использования транскраниальной магнитной стимуляции и электромиографии. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, могут испытывать трудности, потому что может быть трудно извлечь и понять тонкие технические аспекты ТМС только из письменного описания, и простая попытка учиться методом проб и ошибок при экспериментировании и тестировании на людях создает множество трудностей и проблем, демонстрируя процедуры.

Помимо меня, будет Дэвид Гас-младший, исследователь, работающий в Институте опорно-двигательного аппарата и неврологии штата Огайо. Перед началом эксперимента с ТМС сначала проведите скрининг субъекта в соответствии с рекомендациями по скринингу, установленными Институтом образования в области безопасности магнитного резонанса и исследованиями, за исключением лиц с семейным анамнезом эпилепсии или судорог. Затем поместите поверхностные электроды на мышцы FCR субъекта на предплечье с помощью биполярных электродов.

Электроды должны располагаться продольно над мышцами небритой и оплетенной кожей. Также наденьте колпачок, чтобы отметить места стимуляции на голове. Теперь попросите испытуемого сесть, положив левую руку в вытянутое положение в системе Biodex с четырехметровым динамо-стендом.

В этом протоколе мы будем стимулировать правое полушарие мозга, которое контролирует левую руку для стимуляции мышц FCR, поместить 70-миллиметровую катушку TMS в виде восьмерки, касательную к коже головы и 45 градусов к средней линии, чтобы индуцированный ток протекал в латеральном заднем направлении к медиальному переднему. Затем осторожно перемещайте катушку ТМС с очень маленькими шагами, чтобы определить место стимуляции, которое вызывает наибольший двигательный потенциал для мышцы FCR. Как только вы обнаружите, отметьте эту область несмываемыми чернилами либо на коже головы, либо на аналогичном колпачке.

Теперь количественно определите моторный порог для FCR путем подачи одиночных импульсов с постепенно возрастающей интенсивностью стимуляции до тех пор, пока потенциалы вызова мотора не достигнут пиковых амплитуд более 50 микровольт в более чем 50% испытаний. Для исследования мотора вызванной потенциальной амплитуды FCR необходимо доставить одиночный импульс ТМС в заранее определенную горячую точку с интенсивностью, равной 130% от моторного порога, и рассчитать амплитуду от пика до пика. Этот результат может быть нормализован до максимального потенциала действия сложных мышечных волокон, наблюдаемого после сверхмаксимальной электрической стимуляции срединного нерва.

Когда импульс CMS коры головного мозга подается во время мышечного сокращения, он производит моторный восстановленный потенциал, за которым следует электрическое помолчание, прежде чем активность возобновится. Это свидетельствует о кортикоспинальном торможении. Обычно это называется периодом тишины.

Чтобы количественно оценить период кортикоспинального молчания FCR, подайте один импульс ТМС в горячую точку с интенсивностью, равной 130% от двигательного порога, в то время как участник исследования выполняет сокращение мышц сгибания запястья с максимальной силой 15%. Чтобы определить внутрикортикальную фасилитацию с помощью парного импульса ТМС для мышцы FCR, сначала определите интенсивность стимула, необходимую для вызова моторного потенциала в диапазоне от 0,5 до одного милливольта. Затем подайте подпороговый обусловливающий импульс, 70% от моторного порога за 15 миллисекунд до сверхпорогового испытательного импульса, а кондиционирующий импульс, поданный в этот период времени перед испытательным импульсом, увеличит или облегчит амплитуду вызванного моторного потенциала более чем одним безусловным импульсом той же интенсивности.

Затем используйте ТМС парных импульсов для количественной оценки короткоинтервального интракортикального торможения с использованием той же процедуры, которая описана для измерения интракортикального облегчения, за исключением того, что интервал между двумя импульсами должен быть уменьшен до трех миллисекунд. Обусловливающий импульс, подаваемый в этот период времени перед испытательным импульсом, будет уменьшать или подавлять амплитуду моторного реактивного потенциала более чем одним безусловным импульсом той же интенсивности. Для количественной оценки интракортикального торможения с длинным интервалом с помощью парных импульсов ТМС выдает два идентичных сверхпороговых тестовых импульса, разделенных 100 миллисекундами.

В этом случае для мышцы FCR двигательный потенциал, связанный со вторым импульсом, будет меньше или заторможен больше, чем потенциал, связанный с первым. Следующий. Для стимуляции выпрямляющих спиновых мышц испытуемые сидят на вращающемся стуле так, чтобы бедро было под углом 90 градусов относительно туловища, голень под углом около 45 градусов относительно бедра, поясничный отдел позвоночника находился в нейтральном вертикальном положении, а рука лежала на коленях для выпрямителя позвоночника. Мышцы используют электродное расположение, расположенное в продольном направлении над мышцами на уровне L три L пять позвонков на бритой и плетеной коже для удобного расположения коркового выпрямителя позвоночника, места стимуляции мышц.

Здесь мы используем антропометрические измерения для определения вершины черепа, находим пересечение черепа в сагиттальной плоскости между насионом и Яном и корональной плоскости между траусом и отмечаем это как вершину для стимуляции выпрямляющего спина. В мышцах используется двойная конусная спираль, которая имеет большую глубину проникновения, и, следовательно, может достигать представления этих мышц глубже в гомункулусе. Здесь катушка расположена таким образом, что ток протекает в переднем и заднем направлении.

Катушка здесь специально модифицирована с помощью лазерной системы крепления, чтобы помочь нам в последующем перемещении катушки с двойным конусом для определения порога мотора для вращающихся мышц конструктора. Ранее продемонстрированный метод для верхней конечности не следует использовать, так как стимуляция мышц спины плохо переносится. Вместо этого начните протокол ТМС с подачи начального одиночного импульса на 50% от максимальной мощности стимулятора, чтобы определить, выше или ниже моторного порога интенсивность этого стимула.

Для исследования амплитуды вызванного потенциала выпрямителя спиновые мышцы подают одиночный импульс ТМС в вершину с интенсивностью, на 40 или 50% превышающей субмоторный порог. Эти моторные вызванные потенциалы не могут быть нормализованы, потому что периферические нервы, обновляющие мышцы ES, недоступны для электрической стимуляции. Следует отметить, что при стимуляции группы мышц ЭС одновременно заметно и резко стимулируются и несколько других групп мышц, в том числе мышцы нижней конечности, которые представлены в пределах той же общей области гомонкула.

Чтобы использовать парную импульсную ТМС для определения внутрикортикальной фасилитации группы мышц, выпрямляющих позвоночник, интенсивность кондиционирующего импульса должна быть установлена на наблюдаемый субмоторный порог. Интенсивность должна составлять 40% или 50% от выхода стимулятора, а интенсивность тестового импульса должна быть установлена на 40% выше порогового уровня субмотора, составляющего 80% или 90% от выходного сигнала стимулятора. Далее, чтобы количественно оценить кратковременное интракортикальное торможение, используйте ту же процедуру, которая описана для измерения внутрикортикального торможения, за исключением того, что интервал между двумя импульсами должен быть уменьшен до трех миллисекунд после завершения эксперимента, помогите с удалением электродов и т.. и обязательно поблагодарите вашего испытуемого за участие.

Наблюдаемые здесь следы ЭМГ представляют собой моторную вызванную потенциальную реакцию на постепенно увеличивающуюся интенсивность стимула, представленную в процентах от выхода стимулятора или около того. Обратите внимание, что при более низких интенсивностях были обнаружены очень малые MEP, но при 32% MEP был вызван MEP, который достиг моторного порога. Период молчания наблюдается, когда субъект выполняет небольшое сокращение и на моторную кору воздействует один стимул.

Первая часть периода молчания связана с торможением спинного мозга, а вторая часть связана с торможением коры головного мозга, в частности рецепторов ГАМК В. Здесь мы видим изменение размеров моторных вызванных потенциалов при парной импульсной ТМС мышц FCR, измерение короткого интервального интракортикального торможения или SICI, а также интракортикальную фасилитацию или ICF. И здесь мы видим пример ЭМГ-следов от мышц, выпрямляющих спин, и измерение короткоинтервального интракортикального торможения и интракортикального фасилитации.

Наконец, здесь мы видим пример измерения интракортикального торможения с длинным интервалом или LICI. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как выполнять одиночную импульсную и парную импульсную ТМС применительно к мышце-сгибателю карпа Редис, а также к выпрямляющей мускулатуре спина. Следует отметить, что эти демонстрации в этих группах мышц являются лишь отдельными примерами использования ТМС для изучения нервно-мышечной системы человека.

Не забывайте, что работа с людьми может поставить под угрозу здоровье человека. Важно убедиться, что воздействие сильного магнитного поля безопасно для человека, и всегда следует соблюдать осторожность при выполнении этой процедуры.