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Neuroscience

टीएमएस: थीटा - फट प्रोटोकॉल का उपयोग करने के लिए नाजुक एक्स सिंड्रोम और Autism के साथ व्यक्तियों में plasticity की Mechasnism अन्वेषण

Published: December 28, 2010 doi: 10.3791/2272

Summary

इस अनुच्छेद में, हम थीटा - फट नाजुक एक्स सिंड्रोम और autistic स्पेक्ट्रम पर व्यक्तियों से पीड़ित व्यक्तियों में cortical plasticity पर टीएमएस उत्तेजना के प्रभावों की जांच.

Abstract

नाजुक एक्स सिंड्रोम (FXS), मार्टिन बेल सिंड्रोम के रूप में भी जाना जाता है, एक आनुवंशिक एक्स गुणसूत्र पर पाया विषमता है 1,2 FXS FMR1 की अभिव्यक्ति में प्रदर्शन असामान्यताओं से पीड़ित व्यक्तियों - एक ठेठ, स्वस्थ तंत्रिका विकास के लिए आवश्यक प्रोटीन. 3 हाल ही के डेटा का सुझाव दिया है कि इस प्रोटीन की हानि प्रांतस्था hyperexcitable हो जिससे तंत्रिका plasticity के समग्र पैटर्न को प्रभावित करने के लिए पैदा कर सकता है 4,5.

इसके अलावा, नाजुक एक्स autism के साथ एक मजबूत comorbidity से पता चलता है: वास्तव में, FXS के साथ बच्चों के 30%, आत्मकेंद्रित और 2 के साथ का निदान कर रहे हैं - autistic बच्चों के 5% FXS से ग्रस्त 6.

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (एक गैर इनवेसिव neurostimulatory और neuromodulatory तकनीक है कि transiently या lastingly स्थानीयकृत चुंबकीय क्षेत्र दालों 7,8 के आवेदन के माध्यम से cortical excitability न्यूनाधिक कर सकते हैं) plasticity और FXS की अभिव्यक्ति प्रभावित व्यक्तियों के भीतर की खोज की एक अनोखी विधि का प्रतिनिधित्व करता है. अधिक विशेष रूप से, थीटा - फट (टीबीएस) उत्तेजना, एक विशिष्ट stimulatory स्वस्थ आबादी में उत्तेजना की समाप्ति के बाद 30 मिनट के लिए एक अवधि के लिए cortical plasticity मिलाना दिखाया प्रोटोकॉल, पहले से ही असामान्य plasticity के अन्वेषण में एक प्रभावी उपकरण साबित 9,10.

हाल के अध्ययनों से पिछले टीबीएस के प्रभाव से पता चला है अब काफी autistic स्पेक्ट्रम पर व्यक्तियों में - अप करने के लिए 90 मिनट 11 इस विस्तारित प्रभाव अवधि autistic व्यक्तियों में मस्तिष्क की प्राकृतिक plasticity के राज्य में एक अंतर्निहित विषमता पता चलता है - नाजुक द्वारा प्रेरित hyperexcitability के समान है. एक्स सिंड्रोम.

इस प्रयोग में उपयोग, एकल पल्स मोटर पैदा की क्षमता (MEPs) हमारे बेंचमार्क के रूप में, हम FXS और autistic स्पेक्ट्रम पर व्यक्तियों से पीड़ित व्यक्तियों में cortical plasticity पर दोनों आंतरायिक और सतत टीबीएस के प्रभाव का पता लगाने जाएगा.

Protocol

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1. आराम मोटर थ्रेसहोल्ड निर्धारित:

  1. शुरू करने के लिए, एक आरामदायक कुर्सी में अपने विषय की सीट.
  2. अगला विषय के दाहिने हाथ की पहली पृष्ठीय inerosseus मांसपेशियों पर EMG सतह इलेक्ट्रोड लागू होते हैं. (FIGURE1 घुसाएँ) यदि आपको परेशानी हो रही हैं इस मांसपेशी का पता लगाने, विषय पूछने के लिए एक pinching गति बनाने के लिए या उसकी / उसके सूचकांक उंगली आगे और पीछे ले जाने के - यह मांसपेशियों का पता लगाने के लिए आसान बनाने चाहिए.
  3. विषय प्रकोष्ठ का भावपूर्ण भाग पर एक जमीन इलेक्ट्रोड रखें.
  4. विषय के बाईं मोटर प्रांतस्था के स्थान का निर्धारण करते हैं. हालांकि इस क्षेत्र में हर किसी के लिए थोड़ा अलग है, यह आम तौर पर लगभग 3.5 सेमी कपाल शिखर rostrolateral जाएगा. इस क्षेत्र के आसपास एक छोटे से ग्रिड का पता लगाने और मोटर "hotspot" खोज जब तक उत्तेजना के कोण समायोजित करने के लिए डरो मत.
  5. एक बार जब आप M1 पाया है, 50% बिजली में शुरू, इस क्षेत्र के लिए भी नाड़ी उत्तेजना शुरू और परिणामी पैदा MEPs को मापने.
  6. शक्ति को समायोजित करें ऊपर या नीचे जब तक आप वास्तव में लगातार 10 दालों के 5 बाहर पर 50 से अधिक μV की एक एमईपी का उत्पादन करने में सक्षम हैं. यह सत्ता के स्तर के विषय के आराम मोटर दहलीज है.

2. सक्रिय मोटर थ्रेसहोल्ड निर्धारित

  1. एक ही इलेक्ट्रोड सेट अप का प्रयोग के रूप में ऊपर वर्णित है, इस विषय चुटकी उसकी / उसके सही तर्जनी और अंगूठे के साथ 20% दबाव का उपयोग करने के बारे में पूछना.
  2. जबकि इस विषय बन्द रखो स्थान रखती है, M1 के 50 से अधिक% के सत्ता में एकल पल्स उत्तेजना शुरू और परिणामी MEPs को मापने.
  3. शक्ति को समायोजित करें ऊपर या नीचे जब तक आप वास्तव में लगातार 10 दालों के 5 बाहर पर 200 से अधिक μV का एमईपी का उत्पादन करने में सक्षम हैं. यह सत्ता के स्तर के विषय सक्रिय मोटर दहलीज है.

3. बेसलाइन एमईपी निर्धारित

  1. एक विषय के आधारभूत एमईपी आयाम निर्धारित करने के लिए, 120% आराम मोटर दहलीज पर 10 एकल दालों के साथ मोटर hotspot उत्तेजित.
  2. प्रत्येक नाड़ी के बाद एमईपी उपाय.
  3. 10 दालों के तीन बैचों में से औसत एमईपी मूल्यों.

4. स्थापना टीएमएस पैरामीटर्स

  1. हम मानक थीटा - फट मापदंडों का उपयोग किया जाएगा: 50 हर्ट्ज पर 200 एमएस अंतराल के लिए 80% सक्रिय मोटर दहलीज की तीव्रता में तीन दालों.
  2. आंतरायिक टीबीएस प्रशासन के लिए, एक दो सेकंड stim ट्रेन aforementioned पैरामीटरों का कोई उत्तेजना के आठ सेकंड के द्वारा पीछा किया उत्पन्न करते हैं. 190 सेकंड (कुल 600 दालों की एक) के लिए दोहराएँ. iTBS cortical गतिविधि की सुविधा के लिए दिखाया गया है.
  3. थीटा फट निरंतर प्रशासन के लिए, 47 सेकंड (कुल 600 दालों की एक) के लिए एक निरंतर stim ट्रेन (aforementioned पैरामीटरों का) उत्पन्न. cTBS cortical गतिविधि को बाधित करने के लिए दिखाया गया है.

5. टीएमएस उत्तेजना

  1. इस प्रोटोकॉल के लिए, या तो iTBS या cTBS पहले स्थापित M1 मोटर hotspot पर प्रशासन.

6. डाक उत्तेजना एमईपी निर्धारित

  1. टीबीएस के बाद, पहले के रूप में 120% आराम मोटर दहलीज पर 10-एकल दालों के साथ मोटर hotspot उत्तेजित.
  2. 10 एमईपी स्तर के औसत बैच.
  3. 5 मिनट, 10 मिनट, 20, 30, 40, 50, 60, 75, 90, 105, और 120 मिनट के बाद उत्तेजना के नए 10-पल्स बैच औसत लीजिए.

7. प्रतिनिधि परिणाम

जब एक iTBS पैटर्न का उपयोग, आप एक विषय plasticity की प्राकृतिक अवस्था को दर्शाती अवधि के लिए एमईपी मूल्यों में वृद्धि की सूचना चाहिए. इसी तरह, जब एक cTBS पैटर्न का उपयोग, आप एक विषय plasticity की प्राकृतिक अवस्था को दर्शाती अवधि के लिए एमईपी मूल्यों में कमी नोटिस देना चाहिए.

चित्रा 1
चित्रा 1 एमईपी माप के लिए इलेक्ट्रोड नियुक्ति का आरेख.

चित्रा 2
चित्रा 2 iTBS उत्तेजना पैटर्न का आरेख.

चित्रा 3
चित्रा 3 cTBS उत्तेजना पैटर्न का आरेख.

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Discussion

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टीएमएस की है कि लंबे समय तक की अवधि को जानने के बाद प्रभाव atypical तंत्रिका plasticity के चिंतनशील है, इस तरह के रूप में अध्ययन के लिए Autism और संबंधित विकारों के लिए बेहतर और अधिक सटीक नैदानिक ​​प्रोटोकॉल बनाने के लिए सेवा कर सकता है.

नाजुक एक्स सिंड्रोम सहित - इसी तरह, और अधिक डेटा के साथ, हम अन्य स्नायविक विकृतियों के लिए अस्थायी जैविक मार्करों ढूँढने में सक्षम हो सकता है. इस मामले में, यद्यपि वहाँ अभी तक एक चिकित्सकीय remediation के विकल्प नहीं है, जल्दी पता लगाने में मदद कर सकता है माता पिता और शिक्षकों के अपने खुद के बच्चे के अद्वितीय विकास प्रक्षेपवक्र के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं का निर्धारण.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

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)

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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).
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  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).
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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).

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