Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

TMS: Используя тета-съемки протокол к Исследуйте Mechasnism пластичности у лиц с синдромом хрупкой Х и аутизм

doi: 10.3791/2272 Published: December 28, 2010

Summary

В этой статье мы рассмотрим последствия Тета-всплесков TMS стимуляцию корковой пластичности у лиц, страдающих синдромом хрупкой Х и физических лиц на аутистического спектра.

Abstract

Хрупкие X синдром (FXS), также известный как Мартин-Белл синдром, является генетическая аномалия найдена на Х-хромосоме 1,2 Лица, страдающие FXS дисплей нарушения в выражении FMR1 -. Белков, необходимых для типичных, здорового развития нервной системы. 3 Последние данные предположил, что потеря этого белка может привести к коре быть гипервозбудимых что сказывается на общей структуре нейронной пластичности. 4,5

Кроме того, Хрупкий X показывает сильную коморбидность с аутизмом: на самом деле, 30% детей с FXS с диагнозом аутизм, и 2 - 5% детей, страдающих аутизмом страдают от FXS 6.

Транскраниальная магнитная стимуляция (неинвазивный neurostimulatory и neuromodulatory техника, которая может временно или надолго модуляции возбудимости коры с помощью применения локализованных импульсов магнитного поля 7,8) представляет собой уникальный метод исследования пластичности и проявления FXS в пострадавших лиц. В частности, тета-всплесков стимуляция (TBS), специального протокола стимулирующее показан для модуляции корковой пластичности продолжительностью до 30 минут после стимуляции прекращения в здоровой популяции, уже доказала эффективным инструментом в исследовании аномальных пластичность. 9,10

Недавние исследования показали, последствия TBS последних значительно больше у людей на аутистического спектра -. До 90 минут 11 Эта расширенная эффекта длительность предлагает основной аномалии в естественном состоянии пластичность мозга в аутичных детей - по аналогии с возбудимость индуцированных Хрупкие X синдром.

В этом эксперименте, с использованием одиночных импульсов моторные вызванные потенциалы (депутаты Европарламента) в качестве наших тестов, мы исследуем влияние как прерывистое и непрерывное TBS на корковую пластичность у людей, страдающих от FXS и физических лиц на аутистического спектра.

Protocol

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

1. Определите Отдых Порог Мотор:

  1. Во-первых, сиденья ваш объект в удобное кресло.
  2. Далее, применяются электроды ЭМГ поверхности над первым спинным мышц inerosseus правой руки испытуемого. (INSERT рисунок 1) Если у вас возникли проблемы размещения этой мышцы, попросите, чтобы сделать предметом щипать движения или перенести его / индекс палец взад-вперед - это должно сделать мышцы легче найти.
  3. Место боковой электрод на мясистой части предплечья субъекта.
  4. Определить расположение левой коры испытуемого двигателя. Хотя этот район несколько отличается для всех, это правило, будет около 3,5 см rostrolateral черепных вершины. Не бойтесь исследовать небольшую сетку вокруг этого региона и регулировать угол стимуляции до нахождения двигателя "горячей точки".
  5. Как только вы нашли М1, начиная с 50% мощности, начните стимуляцию одного импульса в этот регион и измерения результирующей вызвала депутатами Европарламента.
  6. Отрегулируйте мощность вверх или вниз, пока вы не в состоянии произвести МООС более 50 мкВ на точно 5 из 10 последовательных импульсов. Этот уровень мощности отдыхает порог двигателя субъекта.

2. Определить активность Порог двигателя

  1. Используя тот же электрод настройки, как описано выше, спросите предметом ущипнуть его / ее указательным пальцем правой руки и большой палец вместе, используя около 20% давления.
  2. В то время как субъект обладает этом щипать позицию, начинают одиночных импульсов стимуляции на 50% власти над M1 и измерить результирующая депутатами Европарламента.
  3. Отрегулируйте мощность вверх или вниз, пока вы не в состоянии произвести МООС более 200 мкВ на точно 5 из 10 последовательных импульсов. Этот уровень мощности активных порог двигателя субъекта.

3. Определить базовой Mep

  1. Для определения базовых субъекта MEP амплитуды, стимулируют двигателя горячая точка на 120% отдыха порог двигатель с 10 одиночных импульсов.
  2. Мера MEP после каждого импульса.
  3. Средняя MEP значения из трех партий из 10 импульсов.

4. Настройка параметров TMS

  1. Мы будем, используя стандартные Тэта-съемки параметров: трех импульсов с частотой 50 Гц при интенсивности 80% активных порог двигатель с шагом 200 мс.
  2. Для администрирования прерывистый TBS, порождают две секунды стимом поезда (при указанных выше параметрах), а затем восемь секунд не стимуляция. Повторите за 190 секунд (всего 600 импульсов). ITBS было показано для облегчения деятельности коры.
  3. Для управления непрерывными Тэта-Burst, генерировать непрерывный поезд стима (при вышеупомянутых параметров) в течение 47 секунд (всего 600 импульсов). cTBS было показано, ингибируют активность коры головного мозга.

5. Стимуляция Tms

  1. Для этого протокола, администрировать или ITBS или cTBS по ранее установленным горячую точку М1 двигателя.

6. Определить после стимуляции МООС

  1. После TBS, как и прежде, стимулировать двигателя горячая точка на 120% отдыха порог двигатель с 10 одноместных-импульсов.
  2. Средняя партия 10 уровней МООС.
  3. Сбор новый 10-импульса средних партий в 5 минут, 10 минут, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105 и 120 минут после стимуляции.

7. Представитель Результаты

При использовании ITBS шаблон, вы должны заметить увеличение значения MEP для продолжительности отражает естественное состояние субъекта пластичности. Кроме того, при использовании cTBS шаблон, вы должны заметить уменьшение значения MEP для продолжительности отражает естественное состояние субъекта пластичности.

Рисунок 1
Рисунок 1. Схема размещения электродов для измерения МООС.

Рисунок 2
Рисунок 2. Схема шаблона стимуляции ITBS.

Рисунок 3
Рисунок 3. Схема шаблона стимуляции cTBS.

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

Зная, что длительная продолжительность TMS последствий отражает нетипичные нейронной пластичности, такие исследования, как это могло бы служить для создания лучшего и более точные диагностические протоколы для аутизма и связанных с ним заболеваний.

Кроме того, с большим количеством данных, мы можем быть в состоянии найти временную биологических маркеров для других неврологических патологий - в том числе синдром хрупкой Х. В этом случае, хотя еще не терапевтические опции восстановления, раннее обнаружение может помочь родителям и педагогам определить рекомендации по уникальной траектории развития своего ребенка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

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: Используя тета-съемки протокол к Исследуйте Mechasnism пластичности у лиц с синдромом хрупкой Х и аутизм
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