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Medicine

Mit Hilfe Transkranielle Magnetstimulation auf die menschliche neuromuskuläre System zu studieren

Published: January 20, 2012 doi: 10.3791/3387
Automatic Translation
1, 1, 1
1Ohio Musculoskeletal and Neurological Institute (OMNI) and the Department of Biomedical Sciences, Ohio University

Summary

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine nicht-invasive Tool, um Einblick in die Physiologie und Funktion des menschlichen Nervensystems zu gewinnen. Hier präsentieren wir unsere TMS Techniken zur kortikalen Erregbarkeit der oberen Extremität und lumbalen Muskulatur zu studieren.

Abstract

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) wird seit mehr als 20 Jahre 1 gewesen, und hat exponentiell in der Popularität in den letzten zehn Jahren gewachsen. Während die Verwendung von TMS hat das Studium der vielen Systeme und Prozesse in dieser Zeit erweitert, umfasst der ursprünglichen Anwendung und vielleicht eine der häufigsten Anwendungen von TMS Studium der Physiologie, Plastizität und Funktion des menschlichen neuromuskulären Systems. Einzel-Puls-TMS an den Motor angelegte Kortex erregt Pyramidenneuronen transsynaptically 2 (Abbildung 1) und führt zu einer messbaren elektromyographischen Reaktion, die zur Untersuchung und Beurteilung der Integrität und Erregbarkeit der kortikospinalen-Darm-Trakt des Menschen 3 kann. Zusätzlich jüngsten Fortschritte in der magnetischen Stimulation ermöglicht nun für die Partitionierung der kortikalen gegen spinale Erregbarkeit 4,5. Zum Beispiel kann paired-Puls TMS verwendet, um intrakortikale fazilitatorischen und hemmenden Eigenschaften beurteilen durch die Kombination von einem Zustand seinIng. Reiz und ein Testreiz an verschiedenen Interstimuluszeiten 3,4,6-8. In diesem Video-Beitrag zeigen wir Ihnen die methodischen und technischen Aspekte dieser Techniken. Insbesondere werden wir zeigen, single-pulse und gepaarte-pulse TMS Techniken wie der flexor carpi radialis (FCR) Muskel-sowie die Rückenstrecker (ES) Muskulatur angewendet. Unsere Laboruntersuchungen der FCR Muskel, wie es von Interesse für unsere Forschung über die Auswirkungen des Handgelenkes Hand gegossen Immobilisierung auf reduzierte Muskelleistung 6,9 ist, und wir untersuchen die ES Muskeln durch diese Muskeln klinische Relevanz, wie es zu Schmerzen im unteren Rücken bezieht 8. Mit dieser angegeben ist, müssen wir beachten, dass TMS benutzt wurde, um viele Muskeln der Hand, Arm und Beinen zu studieren, und wiederholen soll, dass unsere Demonstrationen in der FCR-und ES Muskelgruppen nur einige Beispiele für TMS genutzt, um das menschliche neuromuskuläre Studie ausgewählt Systems.

Protocol

1. Einzel-und Paired-Pulse TMS des FCR und ES Muskeln

  1. Grundlegende Sicherheitshinweise: Vor der Durchführung TMS auf ein menschliches Subjekt ist es notwendig, erste Bildschirm sie für grundlegende Sicherheitsvorkehrungen, wie es um die Exposition gegenüber einem magnetischen Feld bezieht. In unserem Labor haben wir folgen der Screening-Richtlinien her durch das Institut für Magnetresonanz-Sicherheit, Bildung und Forschung 10 gesetzt. In unserem Labor haben wir auch routinemäßig auszuschließen Personen mit einer Familiengeschichte von epileptischen Anfällen. Zudem benötigen wir von Patienten unter TMS der ES Muskeln Ohrstöpsel und ein Mundschutz wegen der weniger Brennweite und stärkere Stimulation Intensitäten tragen.
  2. Elektrische Recordings: Um TMS Antworten im motorischen System ist es notwendig, elektromyographische (EMG) Signale von Skelettmuskeln aufnehmen zu untersuchen. Für den FCR Muskel legen wir Oberflächenelektroden am Unterarm mit einer bipolaren Elektroden-Anordnung in Längsrichtung über t gelegener Muskel auf rasiert und beanspruchter Haut, wie wir zuvor 7,11 beschrieben. Für die Rückenstrecker verwenden wir eine ähnliche Elektroden-Anordnung in Längsrichtung über die Muskeln an der L3-L5-Ebene auf rasiert und beanspruchter Haut 8 befindet.
  3. TMS-Spule Orientierung: Um überwiegend aktivieren kortikospinalen Neuronen transsynaptically ist es notwendig, die TMS-Spule entsprechend 12 Positionen. Für den FCR Muskeln legen wir eine 70-mm figure-of-eight TMS-Spule tangential auf die Kopfhaut und 45-Grad zur Mittellinie, so dass der induzierte Strom fließt in eine seitliche-posterior medial-ventral. Für die ES Muskeln benutzen wir ein Doppel-Kegel Spule, die größere Eindringtiefe hat und durch die Darstellung dieser Muskeln wird tiefer in die Homunculus benötigt. Hier ist die Spule so positioniert, dass der Strom fließt in eine vordere Richtung posterior. Wir haben unsere Spule mit einem Laser-Befestigungssystem speziell modifiziert, um uns in s unterstützenubsequent Re-Positionierung des Doppelkegel-Spule.
  4. Identifizieren 'Hotspot': Es ist notwendig, um die Stimulation Lage, dass der größte motorisch evozierte Potenzial entlockt zu bestimmen. Für den FCR Muskel wir tun dies, indem subtil bewegten die TMS-Spule um in sehr kleinen Schritten und festzustellen, wo wir die größten motorisch evozierte Potential Amplitude zu beobachten. Sobald sich bemerken wir diesen Bereich mit wasserfester Tinte entweder auf der Kopfhaut oder ein Lycra-Mütze. TMS der ES Muskeln ist wesentlich unbequemer zu menschlichen Probanden als TMS der oberen Extremität Muskeln. Dementsprechend haben wir gestrafft TMS-Protokoll für die ES Muskeln, es ist die Verträglichkeit und Machbarkeit zu erhöhen. Hier wird anstelle der Lokalisierung der "Hotspot" verwenden wir anthropometrische Messungen auf den Scheitelpunkt des Schädels zu erkennen. Insbesondere identifizieren wir die Vertex-als Schnittpunkt des Schädels in der sagittalen (zwischen den nasinon und Inion) und koronalen (zwischen dem Tragus)-Ebenen.
  5. Biomechanische Positionierung:
  6. Die Quantifizierung der Motor Threshold: Für den FCR, ermitteln wir Motors Schwelle (MT) durch die Bereitstellung einzelner Impulse am allmählich zunehmenden Stimulationsintensität bis motorisch evozierte Potenziale peak-to-Peak-Amplituden größer als 50 Mikrovolt in mehr als 50% der Versuche (Abbildung 4) haben . Zur Straffung der TMS-Protokoll und die Verträglichkeit und Machbarkeit wir nicht bestimmen, Motor Schwelle in der ES Muskeln mit der gleichen Präzision wie beim testen wir die oberen Extremitäten Muskulatur. Vielmehr beginnen wir mit der TMS-Protokoll durch die Bereitstellung einer ersten einzelnen Puls bei 50% der maximalen Stimulator-Ausgang, um festzustellen, ob dies Reizintensität oberhalb oder unterhalb des Motors Schwelle. Wenn ein Abgeordneter auf diesen Reiz zu beobachten ist, wie erkennbar MdEP bezogen auf das Niveau der Hintergrund-Intensität definiert EMG-Intensität auf 40% der Stimulator Ausgang reduziert, um festzustellen, ob dies Reizintensität ist sub-oder supra-Schwelle 8.
  7. Die Quantifizierung der MEP Amplitude mit Single-Pulse TMS: Um den Motor zu untersuchen evozierte Potentiale Amplitude des FCR liefern wir eine einzelne TMS-Puls auf die "Hotspot" bei einer Intensität von 130% des Motor-Schwelle, und berechnen Sie die Peak-to-Peak-Amplitude . Im Allgemeinen normalisieren wir dieses Ergebnis auf die maximale Verbindung Muskelfaser Aktionspotentials beobachtet folgenden supramaximale elektrische Stimulation des Nervus medianus. Wir sollten beachten, dass die MEP Größe ver. isty abhängig vom Grad der kortikalen Erregbarkeit. Dementsprechend wird, wenn die TMS-Puls während einer Kontraktion Hintergrund geliefert wird, wenn kortikale Erregbarkeit erhöht wird, wird die MEP Größe drastisch zu erhöhen. Für die ES Muskeln, liefern wir einen einzigen TMS-Impuls auf den Scheitelpunkt mit einer Intensität 40 bis 50% über dem Sub-Motor Schwellenintensität 8. Leider, denn periphere Nerven innervieren die Muskeln ES nicht zugänglich sind elektrische Stimulation sind wir nicht in der Lage, diese motorisch evozierte Potenziale, um die Verbindung Muskelfaser Aktionspotential zu normalisieren.
  8. Die Quantifizierung der Silent Period Dauer mit Single-Pulse TMS: Wenn ein TMS-Puls auf die Hirnrinde während einer Muskelkontraktion wird ausgeliefert wird es eine motorisch evozierte Potenziale elektrischer Ruhe, bevor die Aktivität wieder auf, die von kortikospinalen Hemmung und gemeinhin als die schweigende bezeichnet wird, gefolgt produzieren Zeitraum 13 (Abbildung 5). Zur Quantifizierung der Ruhephase liefern wir einen einzigenTMS-Puls auf die "Hotspot" bei einer Intensität von 130% des Motor-Schwelle während der Studienteilnehmer ist die Durchführung einer Handgelenkflexion Muskelkontraktion bei 15% ihrer Maximalkraft. Wir haben bisher nicht die stille Periodendauer der ES Muskeln quantifiziert, aber wir sollten beachten, dass wir anekdotisch seine Existenz in dieser Muskelgruppe beobachtet, wenn die TMS-Puls-ID geliefert während im Hintergrund Kontraktion.
  9. Quantifizierung intrakortikale Facilitation mit Paired-Pulse TMS: Wir verwenden paired-Puls TMS intrakortikale Erleichterung 6,7 (Abb. 6 und 7 stellt diese Messung für die FCR-und ES-Muskeln, jeweils) zu quantifizieren. Für den FCR Muskel bestimmen wir zunächst die Reizintensität benötigt, um eine motorisch evozierte Potenziale, zwischen 0,5-1,0 mV ist zu entlocken. Anschließend liefern wir eine unterschwellige Konditionierung Puls-, die in unserem Labor allgemein gesetzt ist gleich 70% der Motor-Schwelle-15-msec vor dem überschwelligen Test Puls. Diese KonditionierungImpuls an diese Zeit vor dem Test Impuls geliefert wird zunehmen, oder zu erleichtern, rief die Amplitude des Motors Potenzial mehr als eine einzige unbedingte Puls der gleichen Intensität. Für die ES Muskelgruppe die Konditionierung Intensität wird die beobachtete sub-Motor Schwellenintensität (entweder 40% oder 50% der Stimulator Output) gesetzt und der Test Intensität wird zu 40% über dem Sub-Motor Schwellenwert (80% gesetzt oder 90% der Stimulator Ausgang) 8. Wir sollten beachten, dass die Intensität der Klimaanlage Impulse je nach Ziel der Studie variiert werden konnte. Ebenso kann die Pulspausen je nach dem Muskel und seine Position relativ zu den Kortex.
  10. Die Quantifizierung der Short-Interval intrakortikale Inhibition mit Paired-Pulse TMS: Wir verwenden auch paired-Puls TMS kurz-Intervall intrakortikale Inhibition 6,7 (Abb. 6 und 7 stellt diese Messung für die FCR-und ES-Muskeln, jeweils) zu quantifizieren. Hier, sowohl für dieFCR und ES Muskeln sind die Verfahren das gleiche wie für die Messung intrakortikale Erleichterung mit der Ausnahme, dass die Interstimulus Intervall zwischen den beiden Impulsen zu 3 ms reduziert wird beschrieben. Diese Konditionierung Impuls an diese Zeit vor dem Test Impuls geliefert werden sinken, oder zu hemmen, rief die Amplitude des Motors Potenzial mehr als eine einzige unbedingte Puls der gleichen Intensität.
  11. Die Quantifizierung der Long-Interval intrakortikale Inhibition mit Paired-Pulse TMS: Delivering zwei identische überschwellige Prüfimpulse, die von 100 Millisekunden getrennt sind, können auch verwendet werden, um lang-Intervall intrakortikale Inhibition 6,7 zu bewerten. In diesem Fall für den FCR Muskel-Motor evozierte Potentiale mit dem zweiten Impuls zugeordnet werden kleiner, oder gehemmt mehr, als dass mit dem ersten (Abbildung 8) verbunden ist. Wir haben vorher nicht lange Intervall intrakortikale Inhibition in der ES Muskeln aufgrund von Bedenken hinsichtlich unterliegen Verträglichkeit quantifiziert.

2. Repräsentative Ergebnisse:

Im Anschluss an die Lieferung einer überschwelligen TMS-Puls, sollten die Muskeln stimuliert zeigen eine leicht beobachtbare EMG Antwort (MEP) (dargestellt in den Abbildungen 4-8). Die Latenz zwischen dem Beginn des Stimulus und der MEP wird zwischen den Muskelgruppen geprüft variieren, aber für den FCR ist es im Allgemeinen 16-19 ms (Abbildung 6) und für die ES ist 17-22 ms (Abbildung 7, obwohl es sollte darauf hingewiesen, dass in einigen Fächern definitive MEP Einsetzen in die ES Muskeln schwieriger visuell zu identifizieren) ist. Anzumerken ist, dass bei der Prüfung der ES Muskelgruppe mehrere andere Muskelgruppen sind auch sichtbar und dramatisch gleichzeitig (einschließlich der Muskeln der unteren Extremitäten, die in derselben Gegend des Homunculus vertreten sind) stimuliert werden. Bei der Messung der intrakortikale Erleichterung der MEP Amplitude ist in der Regel größer als die mit einem einzigen unbedingten Impuls (F beobachtetBBILDUNG 6 und 7). Allerdings ist es unsere Erfahrung, dass der Grad der Erleichterung zwischen Muskelgruppen variiert mit einigen Muskelgruppen-wie der FCR-zeigt nur bescheidene Erleichterung in vielen Fächern. Für die Messung von kurz-Intervall und lang-Intervall intrakortikale Inhibition eine Abnahme der MEP-Amplitude ist in der Regel im Vergleich zu einem unbedingten Puls der gleichen Intensität (Abbildungen 6-8) beobachtet.

Abbildung 1
Abbildung 1. Die grundlegenden Mechanismen der TMS. Die TMS-Spule induziert ein Magnetfeld, das die Kopfhaut eindringt und induziert einen Wirbelstrom im motorischen Kortex. Dieser Wirbelstrom wird dann in der Lage, Nervenzellen im Gehirn zu stimulieren. Abbildung von McGinley und Clark nachgedruckt, In Press 14.

Abbildung 2
Abbildung 2. Setup für die Durchführung T MS auf den FCR Muskel. Beachten Sie die Aufnahme von Elektromyogramm (EMG) Signale aus dem Unterarm, und die TMS Paddel über den motorischen Kortex. Wir in der Regel auch aufzeichnen Muskelkraft und Einsatz elektrischer peripheren Nervenstimulation, die maximale Verbindung Muskelfaser Aktionspotential zu erzielen, als dies ist nützlich bei der Interpretation Amplitudenwerte (zB kann man zum Ausdruck bringen und MEP in Bezug auf die maximale Muskel-Reaktion als eine absolute Gegensatz mV-Wert, die stark durch nicht-physiologische Faktoren wie subkutanes Fettgewebe) beeinflusst werden kann. Wiedergabe aus den folgenden: Clark et al. 2008 9, Clark et al., 2010 6 und McGinley et al. 2010 7.

Abbildung 3
Abbildung 3. Setup für die Durchführung TMS auf die erector spinale Muskulatur. Abbildung von Goss et al nachgedruckt. 2011 8.

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Abbildung 4. Beispiel des Motors Schwelle Entschlossenheit. Die EMG Spuren stellen die motorisch evozierte Potential (MEP) als Reaktion auf schrittweise Erhöhung Reizstärken (dargestellt als Prozentsatz der Stimulator-Ausgang (SO)). Beachten Sie, dass an der unteren Intensitäten (28-30% des SO) sehr klein Abgeordneten ausgelöst wurden (Sub-Threshold), sondern dass bei 32% SO Mitglied des Europäischen Parlaments wurde ausgelöst, der erreicht Motors Schwelle (in der Regel als Europaabgeordneter mit einem pp Amplitude definiert> 50 uV).

Abbildung von McGinley und Clark nachgedruckt, In Press 14.

Abbildung 5
. Abbildung 5 TMS während einer Kontraktion: motorisch evozierte Potential und Ruhephase. Die stille Zeit wird beobachtet, wenn ein Thema führt eine leichte Kontraktion und einem Reiz auf die motorischen Kortex angewandt. Der erste Teil der stillen Zeit istaufgrund des Rückenmarks Hemmung und den letzten Teil wird die kortikale Hemmung, speziell GABA B-Rezeptoren zugeschrieben. Es gibt keinen Konsens Weg, um die Dauer der Ruhephase zu quantifizieren, aber unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass entweder die Definition aus Beginn des Stimulus oder MEP Beginn der Rückkehr der freiwilligen Störungen Elektromyogramm Signal ist die zuverlässigste 15.
Wiedergabe aus Clark und Quick, 2011 16 und McGinley und Clark, In Press 14.

Abbildung 6
Abbildung 6. Ändern Sie in motorisch evozierte Potential Größe ith gepaart TMS des FCR Muskel. Messung von kurz-Intervall intrakortikale Inhibition (SICI) und intrakortikale Fazilitation (ICF). Zur Quantifizierung SICI und ICF die Konditionierung Impuls (CP) unter Motor Schwelle gesetzt, und der Test-Impuls (TP) ist auf Mitglieder des Europäischen Parlaments zwischen 0,5-1 mV hervorrufen. Bei kurzen Interstimuluszeiten(ZB 3-ms) die CP hemmt die MEP im Vergleich zu den TP nur (SICI), während bei längeren Interstimuluszeiten (zB 15-msec) ist die MdEP (ICF) erleichtert.

CP: Klimaanlage Puls, TP: Testpuls Abbildung von Clark et al nachgedruckt, 2010 6, McGinley et al.. 2010 14, Clark und Quick, 2011 16 und McGinley und Clark, In Press 14.

Abbildung 7
Abbildung 7. Ändern Sie in motorisch evozierte Potential Größe gepaart mit TMS der ES Muskel. Beispiel EMG Spuren aus der Rückenstrecker und die Messung von kurz-Intervall intrakortikale Inhibition (SICI) und intrakortikale Fazilitation (ICF).
Wiedergabe aus Goss et al. 2011 8.

Abbildung 8
Abbildung 8. Veränderungen der motorischen evoked potenzielle Größe gepaart mit TMS. Die Messung der langen Intervall intrakortikale Inhibition (LICI). Zur Quantifizierung LICI zwei Test-Impulse werden in einem Intervall von Interstimulus 100-ms ausgeliefert. Dies führt in der zweiten MEP ist im Vergleich zu den ersten MEP gehemmt.
Abbildung von Clark et al nachgedruckt., 2010 6, McGinley et al. 2010 7 und McGinley und Clark, In Press 14.

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Discussion

Das übergeordnete Ziel dieses Artikels ist es, Wissenschaftler und Kliniker eine visuelle Darstellung unserer Laboratorien der transkraniellen Magnetstimulation bieten. Doch neben der Bereitstellung einer Visualisierung dieser Experimente, unten diskutieren wir grundlegende Fragen, die bei der Durchführung von TMS auf diese Weise einen kurzen Überblick über die Physiologie des TMS Antworten und diskutieren auch unsere Verwendung von TMS in Bezug auf die Nutzung von andere.

Allgemeine Probleme bewusst zu sein Wenn Performing TMS Wie in dem Artikel beschrieben

Es gibt einige Probleme bewusst zu sein bei der Durchführung von gepaarten-pulse TMS. Zum Beispiel die Magstim BiStim 2-System-wahrscheinlich die beliebteste TMS Ausstattungslinie-bietet die Möglichkeit, zwei Magstim 200 2 Einheiten zu kombinieren und erlauben paired-Puls-Stimulation über eine einzige Anregung Spule. Es sollte jedoch beachtet werden, dass, wenn man evozieren Abgeordneten mit der unbedingten Puls istAm besten ist eine der Magstim Einheiten auf "0%" eingestellt und trotzdem deuten auf eine Puls-Intervall (zB 100 ms), um dem Ausschalten des Geräts gegenüber. Grund dafür ist, dass die BiStim 2-System, wenn eine der Einheiten, die nicht auf summiert die beiden einzigen Impulse von den Magstim Stimulatoren zur Verfügung gestellt, um eine einzelne Hochleistungs-Puls gleich 113% aus einer einzigen Magstim 200 2 zu produzieren. So, wenn man mit dem unbedingten Impuls für die Normalisierung Potentiale hervorgerufen gepaart mit-Puls-TMS ist es wichtig, dass der Test Pulsintensitäten konstant gehalten werden in dieser Hinsicht.

Probleme bewusst zu sein Wenn Performing TMS On The Rückenstrecker

Im Hinblick auf die TMS Verfahren für die ES Muskelgruppe gibt es einige spezifische Probleme und Einschränkungen zu erwähnen. Zum Beispiel sind die Impuls-Intensitäten in unserem Protokoll nicht relativ zu motorischen Schwelle. In Einzel-und paarweise-pulse TMS-Studien in appendikulären muscles ist es üblich, für Motor-Schwellenwerte in einem relativ kleinen Bereich definiert werden (z. B. 1-3% der Stimulator-Ausgang) und Klimaanlage und testen Pulse relativ zu Schwellenwerte (zB Klimaanlage Impulse in Höhe von 70% der Motor-Schwelle ) 17. Und wir wählen nicht, um ein Protokoll dieser Art aufgrund der zusätzlichen Anzahl von Impulsen, die erforderlich sind, um genau zu bestimmen, Motor Schwelle wäre durchführen. TMS der oberen Extremität Muskeln ist in der Regel gut verträglich, und isoliert die twitch Reaktion auf die gezielte Bein-Segment. Umgekehrt ist TMS der Lendenwirbelsäule paraspinalen Muskeln deutlich weniger erträglich. Wir haben bereits berichtet, dass unsere optimierte Protokoll erträglicher zu den meisten Themen (~ 5 auf einer Skala von 0-10, wobei 10 unerträglich) ist. Auch wir in der Regel wählen, um eine weitere Begrenzung der Gesamtzahl der TMS-Pulse für die ES Muskelgruppe durch die Förderung direkt über dem Scheitel, um die Aufnahme von bilateralen Reaktionen zu ermöglichen. Diese stimulation Ort hat in früheren TMS-Studien der lumbalen paravertebralen Muskulatur 18-22 eingesetzt. Wir sollten jedoch beachten, dass Vertex Stimulation kann nicht der optimale Ort für evozieren Lendenwirbelsäule Abgeordneten wie die jüngsten Erkenntnisse, dass der optimale Ort für evozieren Reaktionen in der kontralateralen lumbalen paravertebralen Muskulatur 1-cm Vorder-und 4-cm lateral des Vertex 23 ist gelegen zeigen . Schließlich sollten wir beachten, dass es unsere Erfahrung ist, dass strenge Kontrolle für die biomechanische / Haltungsschäden Positionierung der Lendenwirbelsäule ist entscheidend für den Erhalt zuverlässiger TMS Daten aus der ES Muskelgruppe. In unserem Technikum Arbeit untersuchten wir Reaktionen in vielen verschiedenen Haltungs-Positionen, aber festgestellt, dass unsere besten Antworten mit dem Betreff sitzt wie in dem Video Artikel dargestellt wurden erhalten.

Physiologie der Single Pulse TMS Ergebnis

Einzel-Puls-TMS, wie der Name schon sagt, beinhaltet die Lieferung von einem magnetischen Impuls an das Gehirn und die Aufnahme und Prüfung der resultant EMG Antwort. Die Methode hat sich als unglaublich nützlich für die Prüfung der Integrität des gesamten neuromuskulären-Darm-Trakt. Im allgemeinen wird diese Methode verwendet, um Variablen wie Motor Schwelle abzuleiten, evozierte Motorpotential Amplitude und silent period Dauer, die alle geben Einblick in die Erregbarkeit des neuromuskulären Systems. Obwohl diese Technik hat es erforscht, um viel über das neuromuskuläre System verstehen, es hat einige Nachteile, die Adressen werden in diesem Abschnitt.

Motor Schwelle wird als die niedrigste Intensität benötigt, um eine MEP in der kontralateralen Muskel-Gruppe von Interesse wecken, wenn ein einzelner Impuls zum motorischen Kortex 3 aufgebracht wird definiert. Nach dem "Hotspot" (der Ort, wo das größte MEP beobachtet) gefunden wurde, ist MT durch langsame Steigerung der Intensität des Pulses an den Motor angelegte Kortex, bis ein MEP wird zuverlässig ausgelöst bestimmt. Im Allgemeinen definieren die meisten ForscherSchwelle von ruhenden Muskeln wie die Reizintensität benötigt, um MEP mit einer Spitze-Spitze-Amplitude, die größer als 50 uV bei 50% der Studien (zB in 5 von 10 Versuchen) 3 ist evozieren. Dieser Wert kann auch während der Kontraktion ("aktive MT ') definiert werden, wenn state-abhängige Maßnahmen von Interesse sind. Hier ist MT in der Regel als ein bestimmter Anteil des Hintergrundes EMG-Aktivität (zB 2x oben im Hintergrund), oder eine absolute Amplitude (z. B. 300 uV) definiert. Ruhe-MT ist durch die Orientierung, Dichte und elektrische Empfindlichkeit der kortikalen Neuronen beeinflusst. Als solche können Veränderungen in Ruhe MT spiegeln Veränderungen bei einer Vielzahl von Ebenen [dh die neuronalen Membran, axonale elektronischen Eigenschaften, die Struktur und die Anzahl der exzitatorischen Projektionen auf die primären motorischen Kortex oder Hochregulation von Rezeptoren in diesem Bereich 24 und stellt somit eine umfassende Beurteilung der Membran Erregbarkeit der pyramidalen Neuronen 24,25. Mit Bezug aufaktive MT, freiwillige Kontraktion führt zu einer Verringerung der motorischen Schwelle mit Ruhebedingungen, die vermutlich ein Hinweis auf das Ausmaß der freiwilligen Antrieb der corticomuscular Weg 26 ist verglichen.

MEP Amplitude ist ein anderes Ergebnis zu messen indikativen der Erregbarkeit. Wenn TMS des motorischen Kortex ist bei einer Intensität über MT angewendet wird, werden hochfrequente Wellen indirekten (I-Wellen) in der kortikospinalen-Darm-Trakt 27, die veränderbar sind durch viele Mechanismen einschließlich Neurotransmitter (dh glutatmate, GABA), Modulatoren der Neurotransmission ausgelöst (dh, Acetylcholin, Noradrenalin und Dopamin) 25, und Interneurone durch kortikospinalen Trakt Zellen 28 mit der tatsächlichen Wirksamkeit der corticomotoneuronal Synapse selbst kontaktiert demonstrieren einige Aktivitäts-abhängigen Veränderungen 29 alle funktionierenden, um die Amplitude des MEP beeinflussen. Als solche kann die Amplitude des Signals moduliert werden bei Both der kortikalen und spinalen Ebenen ist es schwierig zu analysieren, die eigens in dem räumlich innerhalb des Nervensystems, eine Änderung stattgefunden hat oder ein Unterschied besteht. Vermindert oder erhöht MEP-Amplituden kann ein Anzeichen sein für Veränderungen innerhalb des neuromuskulären Systems und kann mit bestimmten Krankheitsprozessen 3 zugeordnet werden. Eine weitere Möglichkeit zur Beurteilung kortikospinalen Erregbarkeit über einzelne Puls TMS wird durch die Entwicklung einer Rekrutierung Kurve (oder eine Input-Output-Kurve). Hier ist Reizintensität schrittweise erhöht und die daraus resultierende Veränderung der MEP Amplitude aufgetragen ist. Diese Kurve zeigt, dass es eine Kerngruppe von Neuronen, die für den Motor Schwelle benötigt werden, aber es gibt zusätzliche Neuronen, die angeworben, um die Reaktion in den Muskel 30 erhöht werden kann.

Eine weitere relativ häufige Folge von einzelnen Puls TMS abgeleitet ist die kortikospinalen Ruhephase. Delivering einen magnetischen Impuls zum Kortex während einer Muskelkontraktion bewertetdie stille Zeit. Dieser Impuls erzeugt die charakteristische MEP wie bereits erwähnt durch elektrische Ruhe, bevor die Aktivität wieder auf, die von kortikospinalen Hemmung und gemeinhin als die kortikospinalen schweigen genannten Zeitraum folgt. Zwar gibt es einige Kontroversen über die beste Methode zur Quantifizierung der Ruhephase 31, hat es sich zu einem nützlichen wissenschaftlichen Werkzeug für das Verständnis physiologischer Mechanismen zusammen mit klinischen Diagnostik Potenzial 32-34 sein. Die physiologischen Mechanismen, die die stille Zeit sind noch nicht vollständig verstanden, aber die Hemmung sowohl im motorischen Kortex und Rückenmark. Der erste Teil der stillen Zeit (50-60 ms) ist es, Mechanismen im Rückenmark wie die Aktivierung der Renshaw-Zellen 3,35 zugeschrieben, während der letzte Teil hat kortikalen Mechanismen, insbesondere γ-Aminobuttersäure (GABA) zugeschrieben Typ B-Rezeptor-vermittelte Hemmung. Die Daten für diese physiologische Untermauerungs auf Erkenntnissen beruhen, dass die Verabreichung von Tiagabin, einem Inhibitor der GABA-Aufnahme aus dem synaptischen in Neuronen, die Ergebnisse in einer Verkürzung der Ruhephase 35 gespalten. Dementsprechend weisen diese Ergebnisse, dass die Blockierung von GABA im motorischen Kortex zu einer verminderten Hemmung führt. Obwohl die stille Zeit ist eine nützliche Messung der Hemmung es hat einige Tücken. Die größte Niederlage der Messung der Ruhephase ist, wenn Veränderungen entdeckt werden ihre räumliche Lokalisierung schwer zu ermitteln, da sie sowohl kortikalen und spinalen Komponenten enthält. Trotz der Unfähigkeit, diesen Wert verwenden zu lokalisieren Kunststoff Anpassungen oder Veränderungen ist es immer noch eine gute Reflexion der Hemmung innerhalb der neuromuskulären-Darm-Trakt.

Physiologie der gepaarten Pulse TMS Outcomes

Ähnlich wie bei einzelnen Puls TMS kann paired-Puls TMS zur erregenden und hemmenden Eigenschaften des neuromuskulären Systems ermittelt werden. Der Hauptunterschiedzwischen den gepaarten und einzelnen Impuls Techniken sind, die gepaarte-Puls-Experimente in der Regel angenommen, genauer messen intrakortikale Eigenschaften. Die primären Werte, die ausgewertet werden kurze intrakortikale Inhibition (SICI), lange intrakortikale Inhibition (LICI) und intrakortikale Fazilitation (ICF). In gepaart TMS beiden Reize werden an die motorischen Kortex angewandt und je nach Interstimulus Intervall und Reizintensität verschiedenen erregenden und hemmenden Reaktionen beobachtet werden. Darüber hinaus können paired-Puls TMS verwendet, um interhemisphärische Hemmung und Erleichterung mit einem ähnlichen Paradigma zu untersuchen.

Nach der Hotspot-und Motor-Schwelle bestimmt worden sind, ist SICI durch Anlegen einer unterschwelligen Impuls (zB 70-95% unter Grenzwert) und 2-4 ms später Anlegen einer überschwelligen Impuls ausgelöst. Der Vorteil dieser Technik ist, dass der erste Reize intrakortikale Neuronen aktiviert, aber nicht aktiviert unteren Motoneuronen im RückenmarkSchnur. Die durchschnittliche Höhe der Hemmung beobachtet wird 20-40% des Unbedingten MEP 3. Basierend auf einer Vielzahl von pharmakologischen Studien wird vorgeschlagen, dass der zugrunde liegende Mechanismus der SICI GABA A vermittelte Hemmung ist. Zum Beispiel die Gabe von GABA A-Agonisten (zB Lorazepam) erhöhen SICI und Verwaltung von GABA-Wiederaufnahme-Hemmer (zB, Tiagabin) Abnahme SICI 25. SICI hat einen Vorteil gegenüber den einzelnen Puls Messung der Ruhephase, weil der Grad der Hemmung des primären motorischen Kortex lokalisiert werden kann.

Die Messung der ICF ist nahezu identisch mit dem in der Beurteilung SICI verwendet, außer dass die Interstimulus Intervall länger ist (zB, 10-25 ms). Durch die einfache Erhöhung der inerstimulus Intervall der zweiten MEP hervorgerufen wird um 20-30% über ein unbedingtes überschwellige Reiz MEP 3 erleichtert, obwohl es unserer Erfahrung ist, dass der Grad der Erleichterung zwischen respecti variiertve Muskelgruppen geprüft. ICF steht für einen Ausgleich oder eine Kombination von erhöhten fazilitatorischen und verminderte hemmende Eigenschaften. Pharmakologische Studien haben festgestellt, dass sowohl N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Antagonisten und GABA A-Agonisten ICF 25 verringert. Diese Ergebnisse zeigen, dass ICF durch Glutamat Erleichterung über NMDA-Rezeptoren vermittelt wird, aber dieser Prozess wird durch GABA A-Hemmung angelassen, was darauf hindeutet, dass SICI und ICF nicht gegenseitig ausschließen.

LICI ist ein weiterer Indikator für intrakortikale Inhibition, aber dies gepaart Puls Paradigma hat zwei wesentliche Unterschiede im Vergleich mit SICI und ICF. Nicht nur die Interstimulus Intervall erhöht (z. B., 50-200 msec), aber beide Impulse werden überschwellige. Ähnlich wie bei SICI, ist die physiologische Mechanismus, durch GABA vermittelte, sondern in LICI die Hemmung wird angenommen, treten vor allem durch GABA B-Rezeptoren als zu GABA A-Rezeptor-Inhibition entgegen wie in gesehenSICI. Pharmakologische Studien Gabe Baclofen, ein GABA B-Agonisten haben eine Erhöhung der LICI und eine Abnahme der SICI anzeigt, dass sie von verschiedenen Rezeptoren vermittelt werden beobachtet, sind aber miteinander 36. Es wurde vorgeschlagen, dass LICI steigt aus der Aktivierung von postsynaptischen GABA B-Rezeptoren und SICI von der Aktivierung des pre-synpatic GABA B-Rezeptoren, die die Freisetzung von GABA 36 Abnahme ist gesunken. Daher deuten diese Ergebnisse die LICI und der letzte Teil der stillen Zeit werden durch ähnliche Mechanismen, GABA B vermittelt.

Vergleich und die Gegenüberstellung Unsere Nutzung von TMS mit der von anderen

In diesem Artikel haben wir Einzel-und gepaart TMS angewendet, um die Muskeln des Unterarms und der Lendenwirbelsäule Studie zeigte, aber wir sollten beachten, dass viele Wissenschaftler und Kliniker (einschließlich unserer eigenen Gruppe) TMS verwendet, um andere Muskeln der Hand studieren, oberen Arm, Bein, etc.So ist die visuelle Darstellung hier einfach soll ein Beispiel für methodische Ansätze in TMS Forschung eingesetzt, um einen umfassenden Überblick über seine Verwendungen bekämpft werden. Ebenso kann TMS verwendet, um andere Parameter nicht in diesem Artikel vorgestellten beurteilen. Einige von diesen sind vorgestellt und diskutiert werden.

Interhemispheric Facilitation und Inhibition: Eine andere Anwendung von gepaarten-pulse TMS beinhaltet eine unterschwellige Konjunkturprogramme auf den motorischen Kortex und dann eine überschwellige Reiz angewendet, um das Gegenteil motorischen Kortex, die für die Untersuchung von Interaktionen ermöglicht interhemisphärische angewendet. Beide interhemisphärische Fazilitation (IHF) und interhemisphärischer Inhibition (IHI) kann beobachtet werden, aber IHI ist eine stärkere Reaktion. IHF hat bisher keine klar definierten Protokoll oder einen Mechanismus, aber es hat bei Interstimuluszeiten von 4-8 ms 4 beobachtet worden. IHI kann eine breite Palette von Interstimuluszeiten (6-50ms) hervorgerufen werden, und es ist partially von GABA B vermittelt. Pharmakologische Studien Gabe Baclofen, ein GABA B-Agonisten, insbesondere nahe, dass längeres Intervall IHIS von postsynaptischen GABA B-Rezeptoren 4 wurden vermittelt. Im Allgemeinen können die gepaarten Puls Technik verwendet, um eine Vielzahl von Variablen, die Einblick in intrakortikale und interhemisphärischer Eigenschaften zu studieren.

Repetitive TMS: Repetitive TMS (rTMS) können ebenfalls verwendet werden, um das menschliche neuromuskuläre System zu studieren. Diese nutzt die gleichen grundlegenden experimentellen Aufbau als einziger Puls TMS, sondern eine Reihe von Stimuli zu einem festen Intensität an den motorischen Kortex angewandt und die Auswirkungen auf Variablen wie MEP Amplitude und Ruhephase gemessen werden. Die Parameter für rTMS kann durch Ändern der Intensität, Frequenz, Anzahl und Länge der Reize manipuliert werden. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Frequenzen, hohe (> 1 Hz) oder niedrig (<1 Hz), die mit zwei Arten o verbunden sind,f postsynaptischen, langfristige Plastizität 37. Hochfrequenz-Impulse werden in der Regel mit Unterbrechungen über einen längeren Zeitraum (z. B. 100 Züge bei 100 Hz alle 10 s für zehn Versuche) gegeben, während niederfrequente Stimulation wird kontinuierlich über einen Zeitraum Zeit (zB 1 Hz für 20-30 Minuten) 34 gegeben . Wenn die Reize wiederholt werden, um die Rinde aufgetragen es ergibt sich eine zeitliche Summation führt zu größeren Veränderungen im kortikalen Aktivität als ein einzelner Puls 38. rTMS hat ein großes Potenzial in klinischen Situationen, dass eine weitere wird in der klinischen Anwendung Abschnitt besprochen. Die physiologischen Mechanismen hinter hoch-und niederfrequenten TMS sind schlecht definiert, sind aber allgemein angenommen, dass das langfristige Potenzial (LTP) und langfristig (LTD) bzw. zu reflektieren. Eine Studie von Chen und seine Kollegen zeigten, dass rTMS bei niedrigen Frequenzen (900 Pulse bei 1 Hz) bei Menschen in Veränderungen der MEP Amplitude, motor threshold, und Erregungsausbreitung was einem depr führteITZUNG der kortikalen Erregbarkeit 39. Eine weitere Studie mit Schnitten des Hippocampus von Ratten beobachtet, dass hochfrequente rTMS (10 Züge von 20 Impulsen bei 100Hz mit 1 s Intervalle, 5 Wiederholungen mit 10 s Intervallen oder 3-Züge von 100 Pulse bei 100Hz mit 20 s Intervallen) LTP Veränderungen, die induzierten wurden direkt mit NMDA-Aktivität 40 korreliert. Im Allgemeinen wird angenommen, dass NMDA-Rezeptor-Aktivierung, postsynaptische Depolarisation, intrazelluläre Kalziumkonzentration und GABA vermitteln LTP und LTD 34,39,40 erhöht, aber mehr Forschung ist notwendig, um vollständig zu definieren den Mechanismus der rTMS.

Cervicomedullary evozierten Potentialen. Magnetic Stimulation über die Rückseite des Kopfes mit einem Doppel-Kegel magnetischen Stimulator verwendet, um die Rückenmarksbahnen aktivieren und motorische Reaktionen hervorrufen können angewendet werden. Die motorische Reaktionen, die gemeinhin als cervicomedullary evozierte Potentiale (CMEPs) bezeichnet werden, sind von besonderem Interesse für Wissenschaftler in s interessiertegmental Verhalten der motorischen Bahn, da sie eine große monosynaptische Komponente und kann als solche verwendet werden, um alpha-Motoneuron Erregbarkeit 41 zu testen.

Hervorrufen CMEPs ist technisch anspruchsvoll, da die evozierten relativ klein sind in der Amplitude. Im Allgemeinen sind die Antworten am besten mit der Spule mit seiner zentralen Abschnitt über oder in der Nähe des Inion und mit der aktuellen nach unten gerichteten 41 positioniert gesehen. Allerdings sind bei einigen Personen cmep Reaktionen nicht beobachtet höchstwahrscheinlich aufgrund anatomischer Unterschiede was die Grenze der effektiven Stimulation nicht aus, weil die magnetischen Pulsintensität zerfällt durch die Quadratwurzel aus der Ferne. Doch mit entsprechenden Ausbildungen und Fähigkeiten haben Labors mit der Durchführung cervicomedullary Kreuzung Stimulation erfahren ein hohes Maß von Tag zu Tag Zuverlässigkeit (r = 0,87) 42 berichtet. Kopplung von zwei magnetischen Stimulatoren in Serie wird für eine insgesamt stärkere Impuls erlauben, Die kann vorteilhaft sein, wenn versucht wird, CMEPs entlocken. Darüber hinaus können durch freiwillige Kontraktion auf die Erregbarkeit der alpha-Motoneuron-Pool erhöhen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, Antworten. Anzumerken ist, dass während cervicomedullary Magnetstimulation ist wesentlich weniger schmerzhaft als elektrische Stimulation, es zu aktivieren die Muskeln im Kopf-und Halsbereich und in einigen Fächern finden diese Erfahrung unangenehm sein werden.

Kortikale Mapping. Seit 1991 TMS evozierten motorischen Reaktionen sind auch verwendet worden, um Gehirnfunktionen Karte in einen direkten Stimulus / evozierte Weise bisher nur möglich, während invasive Chirurgie, wenn die Oberfläche des Gehirns 43-45 ausgesetzt war. Während kortikale Mapping, wird ein Raster auf der Kopfhaut platziert (z. B. eine Badekappe mit Gittermuster) und der MEP-Amplituden an zahlreichen Standorten hervorgerufen werden ermittelt und die Werte werden aufgezeichnet, um eine 3-dimensionale Darstellung von räumlichen Lage zu schaffen (x undy-Achse) und MEP Amplitude (z-Achse) 46. Diese kortikalen Karten bieten drei Informationen: die Gesamtfläche, auf der Kopfhaut, von dem Europaabgeordneten für die Zielmuskel aufgezeichnet wurden, die "hot spot" für ein Muskel, und die Amplitude gewichtete Schwerpunkt (COG) 47. Die COG entspricht der Mitte des TMS Karte oder die Kopfhaut Lage / Topographie, wo die meisten Neuronen für ein Muskel oder eine Bewegung aktiviert werden können, die kann oder auch nicht gleichbedeutend mit der Hot-Spot 46,48. Verschiebungen in der Lage COG (medial lateral oder anterior posterior Richtungen) werden häufig vorgeschlagen, kortikale Reorganisation bzw. Plastizität in Reaktion auf eine Verletzung, spontane Erholung, oder durch Rehabilitation Intervention 48,49 demonstrieren.

Diese kortikalen Karten, während aufschlussreiche, müssen vorsichtig interpretiert werden. Obwohl die Stimulation Protokoll entspricht den Grundsätzen von Penfield verwendet, i t ist wichtig zu erkennen, dass die Karten erstellt mit dieser Technik nicht in Präzision, um Karten erstellt mit intrakortikale Mikrostimulation 46,48 vergleichen. Tierstudien haben gezeigt, dass einzelne Neuronen kortikospinalen mehreren Motoneuronen-Pools innervieren und damit unterschiedliche Muskeln und kortikospinalen Neuronen, die einen bestimmten Muskel innervieren sind unter anderem kortikospinalen Neuronen projizieren auf verschiedene Muskel-Kombinationen 50,51 verteilt. Dieses Mosaik Somatotopie des Kortex und die Überlappung des Rückenmarks Projektionen in Kombination mit dem Mangel an Reiz Präzision, mit TMS bedeutet, dass mehrere Muskeln werden zu einem einzigen TMS-Impuls an einer Stelle auf der Kopfhaut Matrix 46 abgegebene zu reagieren. Die Karten Nutzen kann durch die Platzierung der Elektroden, die Cross-Talk, oder Signale zur gleichen Zeit von anderen Muskeln hervorgerufen, mit der Besonderheit und Qualität der aufgenommenen MEP 47 stört erlaubt verwechselt werden.

"> Überleitungszeit. Zentral-motorischen Leitung ist definiert als die Latenzzeit zwischen den Abgeordneten durch die Stimulation des motorischen Kortex und die von der Wirbelsäule (Motor root) Stimulation hervorgerufen induzierte definiert. Es wird durch Subtraktion der Latenz des Potenzials der Wirbelsäule Stimulation induziert wird berechnet aus, dass der kortikalen Stimulation 3. Wenn ein TMS-Spule über den Rücken des Halses oder lumbosakralen Wirbelsäule platziert wird, die magnetischen Impuls Spinalwurzeln stimulieren, aber nicht die absteigende Rückenmarksbahnen selbst 3. Dementsprechend zentralen Motor Überleitungszeit wahrscheinlich auch die wahre Zeit zur zentralen motorischen Leitung plus mindestens ein synaptische Verzögerung auf spinaler Ebene und die Zeit vom proximalen Wurzel zum Foramen intervertebrale.

Gepaart Assoziative Stimulation. Paired assoziative Stimulation (PAS) ist eine Technik, dass die Stimulation eines peripheren Nerven und TMS Stimulation des motorischen Kortex 30,52 beinhaltet. Diebeiden Reize werden in regelmäßigen Abständen angelegt, so dass sie sich in einer synchronen Reaktion im motorischen Kortex. Abhängig von der Länge des Intervalls die Reize entweder erleichtern oder behindern sich gegenseitig 30,52. Zum Beispiel, wenn ein Reiz auf den N. medianus angewendet wird und dann 25 ms später im motorischen Kortex die Stimuli zu erleichtern miteinander was zu einer Langzeit-Potenzierung (LTP) wie Übertragungsbereich 30. Umgekehrt, wenn der Reiz-Intervall ist nur 10 ms das TMS Reiz hemmt die periphere Nervenstimulation was zu einer Langzeit-Depression (LTD) Übertragungsbereich 30. Aufgrund dieser Reaktionen ist PAS oft verwendet, um Modell Plastizität des Gehirns helfen. Darüber hinaus zeigten Studien mit NMDA-Rezeptor-Antagonisten, dass die LTP-Typ Reaktionen in PAS blockiert werden kann, die weiter unterstützt seine Verwendung als Plastizität Modell 52. PAS hat auch ein paar klinische Anwendungen, wie zum Beispiel Schlaganfall-Rehabilitation, ist aber derzeit nicht so weit wie rTMS 52 verwendet

Klinische Anwendungen. TMS hat auch klinischen Nutzen für die Diagnose und Behandlung von ausgewählten neuromuskulärer Krankheiten. Techniken wie Einzel-und gepaart Puls Techniken werden von den Forschern zur weiteren Verständnis der Pathophysiologie einer Reihe von Krankheiten, und viele mit der Hoffnung, neue diagnostische Kriterien. Ebenso ist TMS wird zum Adjutanten in den diagnostischen Prozess, indem Kliniker und Forscher unterscheiden zwischen Erkrankungen mit ähnlichen Präsentationen genutzt. Schließlich wird ein großer Teil der Forschung auf die Untersuchung der Nützlichkeit rTMS als therapeutische Strategie fokussiert. In diesem Abschnitt wird über die klinische Anwendung von TMS mit Schwerpunkt auf idiopathischen Parkinson-Krankheit, Schlaganfall, primäre Dystonie, amytotrophic Lateralsklerose (ALS) und Multiple Sklerose (MS).

Es gibt eine Vielzahl von Einzel-und gepaart TMS-Werte, die das Potenzial bei der Diagnose von einer Vielzahl von ne verwendet werden müssenuromuscular Erkrankungen. Jede neuromuskuläre Erkrankung hat einen unverwechselbaren Satz von TMS Erkenntnisse, die nützlich sein können in weiteren Aufklärung Pathophysiologie, Diagnostik und Differenzierung Erkrankungen mit ähnlichen klinischen Präsentationen. Obwohl es keine endgültigen Feststellungen wurden, gibt es Potenzial für TMS unterscheiden helfen Parkinson-Bedingungen (zB Morbus Parkinson, corticobasaler Degeneration) und primären und sekundären Dystonien 34. Ebenso hat TMS das Potenzial, um festzustellen, die prognostische Ergebnisse für einige neuromuskuläre Bedingungen. Zum Beispiel ist ein guter prognostischer Faktor nach einem Schlaganfall die Anwesenheit der Abgeordneten in der paretischen Extremität, wenn die betroffenen Hemisphäre 33,52 stimuliert wird. Im allgemeinen wird ein großer Teil der Forschung muss noch durchgeführt werden, um den Nutzen der TMS in der Diagnostik zu bestimmen, aber die aktuellen Ergebnisse legen nahe, es hat Potenzial.

Neben diagnostischen Möglichkeiten, ein hohes Maß an Aufmerksamkeitderung für rTMS wurde als mögliche therapeutische Instrument gegeben. Eines der am meisten untersuchten Krankheiten Morbus Parkinson. Ein paar Studien beobachtete eine Verbesserung in der Unified Parkinson Disease Rating Scale (UPDRS) nach Sub-Threshold-rTMS bei hoher Frequenz auf den motorischen Kortex 30,34. Diese Ergebnisse reichten von 15% bis 50% in gemessene Ergebnis, dass bis zu 1 Monat 34 dauerte. Leider ist die aktuelle Forschung nicht schlüssig, weil es eine große Variabilität in Protokollen, die es schwierig ist, den wahren Wert der rTMS als therapeutische Methode 3,32,34 aufzuklären macht. Eine Handvoll Studien haben die Auswirkungen der rTMS auf Dystonie mit viel versprechenden Ergebnissen untersucht. Die meisten dieser Studien verwendet 1Hz rTMS angewandt, um die primären motorischen Kortex und beobachtete Besserung der Symptome, die für ein paar Stunden gedauert bis Monate nach einer einzigen Sitzung 30,34,53. Obwohl diese viel versprechenden Ergebnisse sind, braucht mehr Forschung, um cond werdenucted um diese Ergebnisse zu bestätigen und prüft die Möglichkeit der Mehrfach-Session rTMS.

Es wurden mehrere rTMS Ansätze in der Rehabilitation des Schlaganfalls gewesen. Studien haben sowohl die betroffenen und nicht betroffenen Hemisphäre, in der Hoffnung Erleichterung Erholung der betroffenen Hemisphäre stimuliert. In den meisten dieser Studien gab es signifikante Verbesserung über Behinderung Scores und einer allgemeinen kurzfristigen Verbesserung der motorischen Funktion 3,30,52,54. Wie bei den meisten rTMS Methoden, müssen größeren Maßstab, kontrolliert und Langzeitstudien, um die Feinabstimmung des Protokolls und bestimmen das therapeutische Potenzial durchgeführt werden. Allerdings garantiert das Versprechen, in diesem kurzen Überblick über die rTMS als therapeutisches Werkzeug gezeigt, die Notwendigkeit für diese groß angelegten Studien auf seine Wirksamkeit zu beurteilen.

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend wird in diesem Artikel haben wir versucht, zunächst einen visuellen Konto der grundlegenden TMS Verfahren, zumindest wie unsere l eingesetztLaborexperimenten. Darüber hinaus haben wir versucht, aufzuzeigen und zu diskutieren andere wissenschaftliche und klinische Anwendungen von TMS an sie mit der menschlichen neuromuskulären Systems bezieht. Als TMS exponentiell wächst in der Popularität und hoffentlich als Forschung weiterhin neue Anwendungen und Techniken umgesetzt, um unser Verständnis des neuromuskulären Systems weiter.

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Disclosures

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Acknowledgments

Diese Arbeit wurde zum Teil durch einen Zuschuss aus dem Osteopathic Heritage Foundations zu BC Clark finanziert. Wir möchten Staat ein besonderes Dankeschön an Marissa McGinley für ihre Unterstützung bei der Schaffung von vielen der Figur Grafiken.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Transcranial Magnetic Stimulator 2002 Transcranial Magnetic Stimulator Bi-Stim2 Figure-Eight 70-mm coil Double Cone Coil Magstim NA TMS equipment (including coils)
Biodex System 4 Biodex NA Dynamometer
Biopac MP150 Data Acquisition System Biopac Systems, Inc. MP150WSW A-D converter for EMG and force
AcqKnowledge 4.0 Data acquisition software Biopac Systems, Inc. ACK100W
Nikomed Trace 1 ECG electrodes Nikomed 2015 EMG electrodes
Constant Current Stimulator Digitimer Ltd. DS7A Peripheral nerve stimulator

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