Онлайн транскраниальной магнитной стимуляции протокол для измерения корковых физиологии, связанные с ингибированием ответ

Мы описываем экспериментальной процедуры для количественного определения возбудимости и ингибирование первичной моторной коры во время задачи торможение моторных ответов с помощью транскраниальной магнитной стимуляции на протяжении задачу остановить сигнал.

Общая цель этого эксперимента заключается в количественной оценке возбудимости и торможения первичной моторной коры головного мозга во время задачи торможения моторного ответа с помощью транскраниальной магнитной стимуляции, также известной как ТМС. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области исследования моторного контроля, чтобы понять физиологические изменения коры головного мозга во время выполнения двигательной задачи и торможения реакции. Основным преимуществом данной методики является использование технологии неинвазивной транскраниальной магнитной стимуляции для изучения физиологии первичной моторной коры головного мозга во время выполнения ребенку поведенческой задачи с сигналом остановки.

Этот метод может дать представление о двигательных расстройствах у детей. Он также может применяться при любых нервно-психических состояниях, влияющих на моторную регуляцию, таких как синдром дефицита внимания и гиперактивности и расстройство аутистического спектра. Демонстрировать процедуру будут Дэвид Хаддлстон и Алисса Рёкнер из нашей лаборатории.

Начните со скрининга участника на противопоказания к ТМС с помощью стандартизированного опросника. Продемонстрируйте принцип работы ТМС, подав магнитный импульс на собственное предплечье оператора. После этого подайте импульс ТМС на предплечье участника, чтобы он или она могли почувствовать пульс.

Затем вставьте беруши в уши участника для защиты слуха. Затем попросите испытуемого отвести доминирующий указательный палец, чтобы определить первую дорсальную межкостную мышцу, или FDI. Поместите отрицательный электрод на брюхо FDI, затем поместите положительный электрод между вторым и третьим пястно-фаланговыми соединениями, или МКП, а заземляющий электрод — над пятым суставом МКП.

Расположите руки участника локтевыми частями обеих рук и кистей рук, полностью лежащими на подушке, без антигравитационных усилий. Наконец, пусть участник вытянет доминирующий указательный палец, в то время как третий-пятый пальцы будут сгибаться. Затем положите на подушку площадку для игрового контроллера так, чтобы указательный палец лежал на кнопке, которую вы используете для задания Слейтера-Хаммела на гоночном автомобиле

Начните с получения базовых измерений ТМС с помощью 90-миллиметровой круглой катушки ТМС, расположенной по касательной к черепу над вершиной так, чтобы ручка была направлена на затылок для создания индуцированного заднего и переднего тока по M1. Затем с помощью воскового карандаша отметьте местоположение кожи головы после того, как горячая точка была обнаружена, чтобы убедиться, что доставка пульса ТМС происходит в той же области коры головного мозга. Проведите 20 испытаний исходных одноимпульсных ТМС, индуцированных FDI MEP с интенсивностью 120% от порогового значения моторики в состоянии покоя, сокращенно RMT, с обеими руками в состоянии покоя. Наконец, выполните 20 попыток исходных парных пульсовых измерений ТМС короткого интервального интракортикального торможения M1 в состоянии покоя с использованием межстимульного интервала в три миллисекунды.

Начните с отображения задачи по подавлению реакции Слейтера-Хаммеля на мониторе непосредственно перед участником. Начните эксперимент с того, что сначала обучите участника поведенческой задаче, сказав испытуемому, что автомобиль с левой стороны монитора начнет движение после нажатия кнопки путем приведения доминирующего указательного пальца. Затем скажите участнику, что цель испытаний го состоит в том, чтобы поднять палец как можно ближе к цели в 800 миллисекунд, но до нее, как это изображено вертикальной линией на экране.

Пусть участник потренируется в 10 попыток. Затем обучите задаче на остановку, сказав участнику, что вторая серия испытаний включает в себя случайную остановку автомобиля до достижения целевого показателя в 800 миллисекунд. Скажите ребенку, чтобы он держал указательный палец на кнопке, не поднимая палец, всякий раз, когда машина случайно останавливается.

Сообщите участнику, что если подать сигнал «стоп», а палец поднят перед клетчатым флажком, появится сообщение «слишком рано». Скажите ребенку, что после успешных остановочных попыток будет отображаться сообщение «отлично». Предложите ребенку попрактиковаться в 10 остановочных попытках.

После того как участник попрактикуется в пробах «только раз» и «только стоп», скажите ему, что следующий блок практики содержит смесь проб «только разрешить» и «стоп». Пусть ребенок выполнит 20 попыток смешанного «иди и стоп» в качестве заключительной тренировки. Затем, в рамках подготовки к реальному онлайн-эксперименту Слейтера-Хаммела, напомните участнику, что он должен нажать вниз доминирующий указательный палец, чтобы начать след, оторвать палец для испытаний го и держать палец на кнопке для остановочных испытаний.

Скажите ребенку, что импульсы ТМС будут доставляться во время задания Слейтера-Хаммела и что будет проведено три блока онлайн-испытаний ТМС Слейтера-Хаммела. Поместите 90-миллиметровую круглую катушку над вершиной, используя предыдущую отметку восковым карандашом, чтобы преимущественно стимулировать доминантный M1, и установите интенсивность импульса кондиционирования на 60% RMT, а тестовый импульс на 120% RMT. Наконец, начните онлайн-эксперимент по ТМС Слейтера-Хаммела.

Здесь репрезентативные нейрофизиологические данные в различных условиях исследования с использованием метода наименьших квадратов усредняют оценки, рассчитанные на основе регрессионной модели. Для амплитуд MEP независимые переменные пол, зрение и пробный блок не были значимыми в регрессионной модели. Пульсовое состояние ТМС и его взаимодействие с условиями исследования были значимыми.

Все попарные сравнения амплитуд одиночных импульсных MEP между тремя условиями задачи были незначимыми. Тем не менее, различия между ходом и неудачной остановкой и успешной и неудачной остановкой были значительными. После освоения этой техники ее можно выполнить примерно за час, если она выполнена правильно.

Выполняя эту процедуру, важно помнить о том, что нужно проинструктировать детей, как правильно выполнять задание Слейтера-Хаммела. Настройка отведений ЭМГ и метод, используемый во время сбора данных, важны для получения достоверных данных. После этой процедуры можно использовать другие методы, такие как одновременное использование двух катушек ТМС во время поведенческой задачи, чтобы исследовать, как другие области коры головного мозга регулируют моторную систему во время выполнения двигательных задач.

После своего развития этот метод проложил путь исследователям в области исследований моторного контроля к изучению физиологии двигательной системы у пациентов с проблемами двигательного контроля, такими как синдром Туретта, дистония, СДВГ и расстройства аутистического спектра. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как выполнять ТМС у детей во время выполнения поведенческого задания.