Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

TMS:使用的Theta突发协议,以探索个人与脆性X综合征与孤独症的可塑性Mechasnism

Published: December 28, 2010 doi: 10.3791/2272

Summary

在这篇文章中,我们研究的Theta突发TMS刺激个人患有脆性X综合症和自闭症个人皮层可塑性的影响。

Abstract

脆性X综合征(FXS),又称马丁-贝尔综合征 ,是一种遗传异常的X染色体上的发现1,2个人表达FMR1 FXS显示异常痛苦-为典型的,健康的神经系统发育所需的一种蛋白质。 3最近的数据表明,这种蛋白质的损失可能会导致皮质hyperexcitable从而影响神经可塑性的整体格局 。4,5

此外,脆性X显示了一个有自闭症的强烈合并症:事实上,30%的儿童与FXS诊断患有自闭症,和2 - 5%的自闭症儿童遭受 FXS 6。

颅磁刺激(一种非侵入性neurostimulatory和neuromodulatory技术,可以短暂或持久的调节通过局部磁场脉冲7,8的应用皮质兴奋)代表一个独特的方法,探索在受影响的个人的可塑性和表现的FXS。更具体地说,西塔爆裂刺激公司(TBS),显示调节为一个持续时间可达30分钟后,在健康人群的刺激停 ​​止的皮层可塑性的一个特定的刺激协议,已经证明在异常的可塑性探索一种有效的工具。9,10

最近的研究表明日本TBS电视台去年的影响相当长的自闭症频谱个人- 。长达90分钟11本扩展的效果,持续时间表明大脑的自然可塑性状态的一个潜在的异常孤独症患者-类似由脆弱引起的过度兴奋X综合征。

在这个实验中,采用单脉冲马达诱发电位(MEPS)作为我们的基准,我们将探讨在从患有自闭症的FXS和个人的个人皮层可塑性间歇式和连续的日本TBS电视台的影响。

Protocol

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

1。确定休息的运动阈值:

  1. 首先,座椅舒适的椅子在你的主题。
  2. 下一步,适用于在第一主体的右手背inerosseus肌肉的肌电图表面电极​​。 (插入图1)如果您有麻烦定位此肌肉,问这个问题作出捏议案或他/她的食指来回移动 - 这应该使肌肉更容易找到。
  3. 将接地电极上的主体的前臂肉香一部分。
  4. 确定主体的左侧运动皮层的位置。虽然这方面略有不同,每个人,它通常会被颅顶点嘴外侧约3.5厘米。不要害怕探索解决这个地区的的一个小网格,并调整刺激的角度,直到找到“热点”电机。
  5. 一旦你找到了货币供应量M1,50%的电力开始,开始单脉冲刺激本地区和措施,由此诱发的MEP。
  6. 向上或向下调整的权力,直到你能够大于50μV的MEP上整​​整5连续10个脉冲的产生。此功率级为主体的休息运动阈值。

2。确定主动运动阈值

  1. 使用相同的电极设置如上所述,要求主题掐他/她的右食指​​和拇指一起使用约20%的压力。
  2. 虽然主体持有这个捏的位置,开始在50%以上货币供应量M1功率单脉冲刺激,并测量由此产生的欧洲议会议员。
  3. 向上或向下调整的权力,直到你能刚好有5个连续10个脉冲的产生大于200μV的MEP。此功率级是主体的主动运动阈值。

3。确定基准MEP

  1. 要确定一个主题的基线MEP波幅,激发120%休息运动阈值与10个单脉冲电机的热点。
  2. 测量每个脉冲后的MEP。
  3. 三批10个脉冲的平均值的MEP。

4。设置TMS的参数

  1. 我们将利用标准的Theta突发参数:80%为200毫秒的间隔积极运动阈值的强度在50赫兹三个脉冲。
  2. 要管理间歇性的TBS,产生一两秒钟STIM火车(在上述参数),其次是无刺激的八秒。重复为190秒(600个脉冲)。 ITBS已被证明是促进皮层的活动。
  3. 要管理连续的Theta突发,产生一个不间断的STIM 47秒(共600个脉冲)的列车在上述参数。 CTBS已被证明能够抑​​制皮质活动。

5。 TMS刺激

  1. 对于这个协议,管理或者ITBS在较早成立的货币供应量M1电机热点或CTBS。

6。确定后刺激MEP

  1. 继TBS电视台,像以前一样,刺激120%休息运动阈值与10的单脉冲马达的热点。
  2. 平均批10 MEP的水平。
  3. 收集新一批10脉冲平均在5分钟,10分钟,20,30,40,50,60,75,90,105,120分钟后刺激。

7。代表性的成果

利用ITBS模式时,你应该注意到在环境保护部值的增加,反映主体的自然状态下的可塑性的时间。同样,利用CTBS模式时,你应该注意到在环境保护部值下降,反映主体的自然状态下的可塑性的时间。

图1
图1。环境保护部测量电极位置示意图。

图2
图2。ITBS刺激模式图。

图3
图3。CTBS刺激模式图。

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

知道TMS的后效应是反映非典型神经可塑性的时间延长,像这样的研究可能有助于创造自闭症及相关疾病的更好的和更精确的的诊断协议。

同样,随着更多的数据,我们可能能找到时间的生物标志物等神经系统病症 - 包括脆性X综合征。在这种情况下,虽然目前还没有一种治疗修复选项,早期发现可以帮助家长和教育工作者确定为自己的孩子的独特的发展轨迹的最佳做法。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

没有利益冲突的声明。

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:使用的Theta突发协议,以探索个人与脆性X综合征与孤独症的可塑性Mechasnism
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