Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

TMS: Fragile X Sendromu ve Otizm Bireylerde Plastisite, Mechasnism keşfedin Theta-Burst Protokolü kullanma

Published: December 28, 2010 doi: 10.3791/2272

Summary

Bu makalede, Fragile X sendromu ve otistik spektrum bireyler muzdarip kişilerde kortikal plastisite Theta-Burst TMS stimülasyon etkilerini araştırmak.

Abstract

Martin-Bell Sendromu olarak da bilinen Frajil X Sendromu (FXS), X kromozomu üzerinde bulunan bir genetik anormallik FMR1 ifade FXS ekran anormallikleri muzdarip 1,2 bireyler tipik, sağlıklı sinir gelişimi için gerekli bir protein . 3 Son veriler, bu proteinin kaybı korteks böylece nöral plastisite genel kalıplarını etkileyen hyperexcitable neden olabileceğini öne sürmüştü. 4,5

Frajil X Buna ek olarak, otistik güçlü bir komorbidite gösterir: Aslında, FXS ile çocukların% 30, otizm, ve 2 ile teşhis edilir - 6 otistik çocukların% 5 FXS muzdarip .

Transkraniyal Manyetik Uyarım (geçici veya uzun süreli lokalize manyetik alan bakliyat 7,8 uygulaması üzerinden kortikal eksitabilite modüle bir non-invaziv neurostimulatory ve nöromodülatör tekniği), etkilenen bireylerde içinde plastisite ve FXS tezahürlerini keşfetmek için benzersiz bir yöntem temsil eder . Daha spesifik olarak, Theta-Burst Stimülasyon (TBS), sağlıklı toplumun uyarılması kesilmesinden sonra 30 dakika kadar bir süre için kortikal plastisite modüle gösterilen belirli bir uyarıcı protokolü, zaten anormal plastisite keşif etkin bir araç olduğunu kanıtlamıştır. 9,10

Son çalışmalar, otistik spektrum kişilerde çok daha uzun son TBS etkileri gösterilmiştir var -. 90 dakikaya kadar 11 Bu uzun etkisi-süresi otistik bireylerde beynin doğal plastisite devlet bir temel anormallik anlaşılacağı - Kırılgan tarafından uyarılan hipereksitabilite benzer X Sendromu.

Bu deneyde kullanan tek-pulse motor uyarılmış potansiyeller (MEP), kriter olarak, aralıklı ve sürekli TBS FXS ve Otistik Spektrum bireyler muzdarip kişilerde kortikal plastisite etkilerini inceleyeceğiz.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. Dinlenme Motor Eşik belirleyin:

  1. Rahat bir sandalye koltuk konu, başlamak için.
  2. Sonra, konu sağ elin ilk dorsal inerosseus kas EMG yüzey üzerinde elektrotlar geçerlidir. (INSERT Şekil 1) Bu kas bulma konusunda sorun yaşıyorsanız, bu konuda bir kıstırma hareketi yapmak için ya / onun parmağı ileri ve geri hareket sormak - Bu kas daha kolay bulmak için yapmak gerekir.
  3. Konu önkol etli kısmında toprak elektrot yerleştirin.
  4. Konu sol motor korteksin konumunu belirlemek. Bu alanda herkes için biraz farklı olsa da, genellikle kafatası vertex yaklaşık 3,5 cm rostrolateral olacaktır. Bu bölgenin çevresinde küçük bir ızgara keşfetmek ve "hotspot" motor bulana kadar stimülasyon açısını ayarlamak için korkuyor olmayın.
  5. % 50 güç başlayarak, M1 bulduk, bu bölgede tek darbe stimülasyon başlar ve sonuç uyarılmış MEP'ler ölçmek.
  6. 10 darbeleri üst üste tam 5 μV 50'den fazla bir milletvekili üretebiliriz kadar güç yukarı veya aşağı ayarlar. Bu güç seviyesi konu istirahat motor eşiğin.

2. Aktif Motor Eşik belirleyin

  1. Yukarıda açıklandığı gibi set-up aynı elektrot kullanarak,% 20 basınç hakkında birlikte onun / onu sağ işaret parmağı ve başparmak çimdik konu isteyin.
  2. Konu bu kıstırma konumda tutarken, M1 üzerinden% 50 güçte tek darbe stimülasyon başlar ve ortaya çıkan MEP'ler ölçülür.
  3. 10 darbeleri üst üste tam 5 200 μV daha bir milletvekili üretebiliriz kadar güç yukarı veya aşağı ayarlar. Bu güç seviyesi konu aktif motor eşik.

3. Temel MEP belirleyin

  1. Bir konu temel MEP genlik belirlemek için, 10 tek kişilik bakliyat,% 120 dinlenme motor eşiğinde motor hotspot uyarır.
  2. Her darbe sonrası milletvekili ölçün.
  3. Ortalama 10 bakliyat üç toplu MEP değerleri.

4. Ayar TMS Parametreler

  1. Biz standart Theta-Burst parametreleri kullanarak: 50 Hz üç bakliyat 200 ms aralıklarla% 80 aktif motor eşik değerin bir yoğunlukta.
  2. Aralıklı TBS yönetmek için hiçbir stimülasyon sekiz saniye takip eden bir iki saniyelik stim tren (yukarıda belirtilen parametreleri) oluşturur. 190 saniye (600 bakliyat toplam) için bu işlemi tekrarlayın. ITBS kortikal aktivite kolaylaştırmak için gösterilmiştir.
  3. Theta-Burst sürekli yönetmek için, kesintisiz bir stim tren (yukarıda belirtilen parametreleri) 47 saniye (600 bakliyat toplam) oluşturur. CTBS kortikal aktiviteyi inhibe ettiği gösterilmiştir.

5. Tms Uyarım

  1. Bu protokol, önce kurulmuş M1 motor hotspot üzerinden ITBS veya CTBS ya yönetmek.

6. Post-stimülasyon MEP belirleyin

  1. TBS ardından, daha önce olduğu gibi, 10 tek-bakliyat,% 120 dinlenme motor eşiğinde motor hotspot uyarmak.
  2. Ortalama 10 MEP seviyelerinin toplu iş.
  3. 5 dakika, 10 dakika, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 ve 120 dakika stimülasyon sonrası yeni bir 10-darbe toplu ortalamaları toplayın.

7. Temsilcisi Sonuçlar

ITBS bir desen kullanarak, plastisite konusu doğal durumu yansıtan bir süre için MEP değerleri bir artış dikkat edilmelidir. Aynı şekilde, bir CTBS deseni kullanılırken, plastisite konusu doğal durumu yansıtan bir süre için MEP değerleri bir azalma dikkatinizi çekmiş olmalı.

Şekil 1
Şekil 1 MEP ölçümü için elektrot yerleştirme Diyagramı.

Şekil 2
Şekil 2 ITBS stimülasyon desen diyagramı.

Şekil 3
Şekil 3 CTBS stimülasyon desen diyagramı.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

TMS süresi uzun süreli etkileri sonra atipik nöral plastisite yansıtıcı bilmek, bu gibi çalışmalara Otizm ve ilişkili bozukluklar için daha iyi ve daha kesin tanı protokolleri oluşturmak için hizmet verebilir.

Frajil X sendromu da dahil olmak üzere - Benzer şekilde, daha fazla veri, diğer nörolojik patolojiler için zamansal biyolojik belirteç bulmak mümkün olabilir. Bu durumda, henüz bir tedavi iyileştirme seçeneği olmamasına rağmen, erken teşhis, ebeveynler ve eğitimciler için en iyi uygulamaları kendi çocuğun kendine özgü gelişim yörüngesini belirlemek yardımcı olabilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Çıkar çatışması ilan etti.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Alcohol Swabs
EMG Electrodes
EMG Measuring Equipment/Software
Ear Plugs
Marker or Grease Pen
Any Single Pulse Capable TMS Device
Any rTMS Capable TMS Device (for TBS)
Any Compatible Figure-of-Eight Coil
Frameless Stereotactic Equipment (Optional)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pfeiffer, B. E., Huber, K. M. The state of synapses in fragile x syndrome. Neuroscientist. 15, 549-567 (2009).
  2. O'Donnel, W. T., Warren, S. T. A decade of molecular studies of fragile x syndrome. Annual Review of Neuroscience. 25, 315-338 (2002).
  3. Tassone, F., Hagerman, R. J., Taylor, A. K., Mills, J. B., Wood, S., Gane, L. W., Hagerman, P. J. American Journal of Human Genetics. 65, A493-A493 (1999).
  4. Hagerman, R. J., Miller, L. J., McGrath-Clarke, J., Riley, K., Goldson, E., Harris, S. W., Simon, J., Church, K., Bonnell, J., Ognibene, T. C., McIntosh, D. N. Influence of stimulants on electrodermal studies in fragile x syndrome. Microscopy Research and Technique. 57, 168-173 (2002).
  5. Miller, L. J., McIntosh, D. N., McGrath, J., Shyu, V., Lampe, M., Taylor, A. K., Tassone, F., Neitzel, K., Stackhouse, T., Hagerman, R. J. Electrodermal response to sensory stimuli in individuals with fragile x syndrome: a preliminary report. American Journal of Medical Genetics. 83, 268-279 (1999).
  6. Hagerman, R. J. Fragile X: perspectives from birth through aging. Biological Psychiatry. 57, 73s-73s (2005).
  7. Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. Edward Arnold. London. (2002).
  8. Walsh, V., Pascual-Leone, A. Transcranial Magnetic Stimulation: A Neurochronometrics of Mind. MIT Press. Cambridge. (2005).
  9. Thickbroom, G. W. Transcranial magnetic stimulation and synaptic plasticity: experimental framework and human models. Experimental Brain Research. 180, 583-593 (2007).
  10. Huang, Y. Z., Edwards, M. J., Rounis, E., Bhatia, K. P., Rothwell, J. C. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 45, 201-206 (2005).
  11. Oberman, L., Eldaief, M. C., Gautam, S., Fecteau, S., Tormos, J. M. Abnormal Cortical Plasticity in Adults with Asperger's Syndrome. Forthcoming Forthcoming.
TMS: Fragile X Sendromu ve Otizm Bireylerde Plastisite, Mechasnism keşfedin Theta-Burst Protokolü kullanma
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Oberman, L. M., Horvath, J. C., Pascual-Leone, A. TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism. J. Vis. Exp. (46), e2272, doi:10.3791/2272 (2010).More

Oberman, L. M., Horvath, J. C., Pascual-Leone, A. TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism. J. Vis. Exp. (46), e2272, doi:10.3791/2272 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter