Transcranial चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग मानव Neuromuscular प्रणाली का अध्ययन

Summary

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) एक गैर इनवेसिव शरीर विज्ञान और मानव तंत्रिका तंत्र के समारोह पर अंतर्दृष्टि लाभ के लिए एक उपकरण है. यहाँ, हम हमारे टीएमएस तकनीक ऊपरी अंग और काठ मांसलता के cortical excitability अध्ययन प्रस्तुत करते हैं.

Abstract

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) के उपयोग में 20 से ^{अधिक 1} साल के लिए किया गया है, और लोकप्रियता में तेजी से पिछले एक दशक से अधिक हो. जबकि टीएमएस का उपयोग इस समय के दौरान कई प्रणालियों और प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए विस्तार किया गया है, मूल आवेदन और शायद एक टीएमएस का सबसे आम का उपयोग करता है शरीर क्रिया विज्ञान, plasticity, और मानव neuromuscular प्रणाली के समारोह का अध्ययन शामिल है. एकल पल्स मोटर प्रांतस्था लागू टीएमएस पिरामिड ² transsynaptically न्यूरॉन्स (चित्रा 1) और एक औसत दर्जे का electromyographic प्रतिक्रिया है कि अध्ययन और अखंडता और ³ मानव में corticospinal पथ के excitability का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है में परिणाम उत्तेजित. इसके अतिरिक्त, चुंबकीय उत्तेजना में हाल के अग्रिमों अब cortical बनाम रीढ़ की हड्डी ^4,5 excitability के विभाजन के लिए अनुमति देता है. उदाहरण के लिए, एक शर्त के संयोजन के द्वारा बनती - नाड़ी टीएमएस intracortical facilitatory और निरोधात्मक गुणों का आकलन इस्तेमाल किया जा सकता हैआईएनजी और विभिन्न interstimulus ^3,4,6-8 अंतराल पर एक परीक्षण उत्तेजना उत्तेजना. इस वीडियो लेख में हम इन तकनीकों का methodological और तकनीकी पहलुओं को प्रदर्शन करेंगे. विशेष रूप से, हम एकल पल्स और बनती पल्स टीएमएस तकनीक का प्रदर्शन के रूप में आकुंचिका मणिबंध (FCR) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से निर्माता spinae मांसलता (ते) मांसपेशी radialis के लिए लागू होगा. हमारी प्रयोगशाला FCR मांसपेशियों अध्ययन के रूप में यह कलाई हाथ पर डाली स्थिरीकरण कम मांसपेशी ^6,9 प्रदर्शन के प्रभाव पर अपने अनुसंधान करने के लिए ब्याज की है, और हम इन मांसपेशियों नैदानिक ​​प्रासंगिकता कारण ES मांसपेशियों अध्ययन के रूप में यह कम पीठ दर्द से संबंधित ^8. के साथ यह कहा, हम है कि टीएमएस के हाथ, हाथ, और पैर की कई मांसपेशियों का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, ध्यान दें चाहिए और पुनरावृति कि FCR और ES मांसपेशी समूहों में हमारे प्रदर्शनों केवल मानव neuromuscular का अध्ययन किया जा रहा है टीएमएस के उदाहरण का चयन कर रहे हैं चाहिए प्रणाली.

Protocol

1. FCR और ES स्नायु के एकल और बनती - पल्स टीएमएस

1. मूल सुरक्षा सावधानियों: एक मानव विषय पर टीएमएस प्रदर्शन से पहले यह बुनियादी सुरक्षा सावधानियों के लिए पहली स्क्रीन उन्हें के लिए आवश्यक है के रूप में यह एक चुंबकीय क्षेत्र के लिए जोखिम से संबंधित है. हमारी प्रयोगशाला में हम स्क्रीनिंग चुंबकीय अनुनाद सुरक्षा, शिक्षा, ^और 10 अनुसंधान के लिए संस्थान द्वारा निर्धारित दिशा निर्देशों का पालन करें. हमारी प्रयोगशाला में हम भी नियमित रूप से मिर्गी के दौरे की एक परिवार के इतिहास के साथ व्यक्तियों के बाहर. हम भी ES मांसपेशियों के टीएमएस के दौर से गुजर विषयों earplugs और एक मुँह गार्ड कम फोकल और मजबूत उत्तेजना तीव्रता के कारण पहनने के लिए आवश्यकता होती है.
2. बिजली रिकॉर्डिंग: यह कंकाल की मांसपेशियों से electromyographic (EMG) संकेतों रिकॉर्ड के लिए आवश्यक है मोटर प्रणाली में टीएमएस प्रतिक्रियाओं की जांच. FCR मांसपेशियों के लिए हम प्रकोष्ठ की सतह पर इलेक्ट्रोड जगह एक द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड longitudinally टी पर स्थित व्यवस्था का उपयोगवह मांसपेशियों पर मुंडा और abraded त्वचा के रूप में हम पहले ^7,11 वर्णित है. निर्माता spinae मांसपेशियों के लिए हम एक समान इलेक्ट्रोड मांसपेशियों मुंडा और abraded ⁸ त्वचा पर L3-L5 वर्टिब्रल स्तर पर अधिक longitudinally स्थित व्यवस्था का उपयोग करें.
3. टीएमएस कुंडल ओरिएंटेशन: मुख्य रूप से corticospinal न्यूरॉन्स सक्रिय transsynaptically ^{टीएमएस} कुंडल 12 उचित स्थिति यह आवश्यक है. FCR की मांसपेशियों के लिए हम एक आंकड़ा आठ 70 मिमी टीएमएस का तार खोपड़ी और midline के लिए 45 डिग्री करने के लिए स्पर्शरेखा जगह इतनी है कि में एक औसत दर्जे के पूर्वकाल दिशा करने के लिए पार्श्व - पीछे प्रेरित वर्तमान प्रवाह. ES मांसपेशियों के लिए हम एक शंकु डबल कुंडल है कि अधिक से अधिक प्रवेश गहराई है और इन मांसपेशियों के बौना में गहरी जा रहा प्रतिनिधित्व करने के लिए कारण की जरूरत का उपयोग करें. यहाँ, कुंडल ऐसी है कि एक पूर्वकाल में वर्तमान प्रवाह दिशा पीछे तैनात है. हम एक लेजर लगाव प्रणाली के साथ हमारे कुंडल कस्टम संशोधित एस में हमें सहायताडबल शंकु का तार के ubsequent फिर स्थिति.
4. हॉटस्पॉट 'की पहचान: यह आवश्यक है के लिए उत्तेजना स्थान है कि सबसे बड़ा संभावित पैदा मोटर elicits निर्धारित है. FCR मांसपेशियों के लिए हम आसानी से टीएमएस का तार के आसपास बहुत छोटे वेतन वृद्धि में और बढ़ निर्धारित जहां हम निरीक्षण सबसे बड़ी मोटर संभावित आयाम पैदा करने के द्वारा इस करते हैं. एक बार स्थित हम या तो खोपड़ी या एक लाइक्रा टोपी पर अमिट स्याही के साथ इस क्षेत्र को ध्यान दें. टीएमएस ES मांसपेशियों के ऊपरी अंग की मांसपेशियों के टीएमएस की तुलना में काफी अधिक मानव विषयों के लिए असुविधाजनक है. तदनुसार, हम सुव्यवस्थित हमारे ES मांसपेशियों के लिए टीएमएस प्रोटोकॉल के लिए यह सहनशीलता और व्यवहार्यता बढ़ाने है. यहाँ, हम "hotspot" पता लगाने के बजाय मानवशास्त्रीय माप का उपयोग करने के लिए खोपड़ी के शीर्ष पहचान. विशेष रूप से, हम खोपड़ी के चौराहे के रूप में बाण के समान में शीर्ष (nasinon और inion बीच) और राज्याभिषेक की पहचान विमानों (तुंगिका बीच).
5. Biomechanical पोजिशनिंग:
6. मोटर थ्रेसहोल्ड बढ़ाता: FCR के लिए, हम धीरे - धीरे बढ़ती उत्तेजना तीव्रता पर एकल दालों देने तक मोटर पैदा की क्षमता परीक्षणों की 50% से अधिक में चोटी पीक 50 microvolts से अधिक आयाम (चित्रा 4) द्वारा मोटर सीमा (एमटी) का निर्धारण . टीएमएस प्रोटोकॉल को कारगर बनाने और सहनशीलता, और व्यवहार्यता वृद्धि हम ई में मोटर दहलीज निर्धारित नहींजब हम ऊपरी अंग मांसलता परीक्षण के रूप में एक ही परिशुद्धता के साथ एस मांसपेशियों. बल्कि, हम अधिकतम उत्तेजक औधधि उत्पादन का 50% से कम एक प्रारंभिक एकल पल्स देने के लिए निर्धारित अगर यह उत्तेजना तीव्रता ऊपर या नीचे मोटर दहलीज से टीएमएस प्रोटोकॉल शुरू करते हैं. यदि एक एमईपी इस उत्तेजना में मनाया जाता है discernable पृष्ठभूमि के स्तर के सापेक्ष एमईपी के रूप में तीव्रता परिभाषित EMG तीव्रता उत्तेजक औधधि उत्पादन का 40% कम है निर्धारित करने के लिए अगर यह उत्तेजना तीव्रता उप - या ⁸ ऊपर अर्थ का उपसर्ग दहलीज.
7. बढ़ाता एमईपी एकल पल्स टीएमएस का उपयोग आयाम: मोटर जांच FCR हम मोटर दहलीज के 130% के बराबर तीव्रता में 'hotspot' एक एकल टीएमएस पल्स देने की क्षमता आयाम पैदा, और पीक करने के लिए पीक आयाम की गणना . आम तौर पर, हम अधिक से अधिक यौगिक मांसपेशी फाइबर कार्रवाई संभावित मनाया औसत तंत्रिका के supramaximal बिजली की उत्तेजना के बाद इस परिणाम को मानक के अनुसार. हमें ध्यान दें कि एमईपी आकार देखें हैcortical excitability की डिग्री पर निर्भर y. तदनुसार, जब टीएमएस पल्स एक पृष्ठभूमि संकुचन के दौरान दिया है, जब cortical excitability वृद्धि हुई है, एमईपी आकार में नाटकीय रूप से वृद्धि होगी. ES मांसपेशियों के लिए, हम एक उप - मोटर दहलीज ⁸ तीव्रता से ऊपर 40 या 50% की तीव्रता पर शिखर एक एकल टीएमएस पल्स उद्धार . दुर्भाग्य से, क्योंकि परिधीय नसों ES मांसपेशियों innervating बिजली की उत्तेजना के लिए सुलभ नहीं हैं हम यौगिक मांसपेशी फाइबर संभावित कार्रवाई करने के लिए इन मोटर क्षमता पैदा मानक के अनुसार करने में सक्षम नहीं हैं.
8. साइलेंट अवधि एकल पल्स टीएमएस का उपयोग अवधि बढ़ाता है: जब एक टीएमएस प्रांतस्था को पल्स एक मांसपेशी संकुचन के दौरान दिया है यह एक मोटर पैदा की गतिविधि शुरू कि corticospinal निषेध का संकेत है और आमतौर पर चुप के रूप में कहा जाता है से पहले बिजली निष्क्रियता द्वारा पीछा संभावित उत्पादन होगा ¹³ अवधि (चित्रा 5). चुप अवधि यों हम एक एकल उद्धारटीएमएस पल्स मोटर दहलीज के 130% के बराबर तीव्रता में 'hotspot' जबकि अध्ययन भागीदार उनके अधिक से अधिक शक्ति का 15% से कम प्रदर्शन कर रहा है एक कलाई बल मांसपेशी संकुचन. हम पहले ES मांसपेशियों के चुप अवधि अवधि मात्रा निर्धारित नहीं है, तथापि, हम है कि हम anecdotally इस पेशी समूह में अपने अस्तित्व मनाया नोट जब टीएमएस नाड़ी आईडी एक पृष्ठभूमि संकुचन के दौरान दिया जाना चाहिए.
9. Intracortical सुविधा बढ़ाता बनती - पल्स टीएमएस का उपयोग: हम बनती पल्स टीएमएस का उपयोग करने ^के लिए 6,7 intracortical सरलीकरण (चित्रा 6 और 7 FCR और ES मांसपेशियों, क्रमशः के लिए इस माप का प्रतिनिधित्व करता है) यों. FCR मांसपेशियों के लिए हम पहली बार उत्तेजना के लिए एक मोटर पैदा की क्षमता है कि एम वी 0.5-1.0 के बीच है प्रकाश में लाना करने की जरूरत तीव्रता का निर्धारण. अगला, हम suprathreshold परीक्षण पल्स पहले एक subthreshold कंडीशनिंग नाड़ी जो हमारी प्रयोगशाला में आमतौर पर मोटर की 70% सीमा - 15 मिसे के बराबर सेट कर दिया जाता है उद्धार यह कंडीशनिंगइस समय से पहले परीक्षण पल्स अवधि में दिया नाड़ी बढ़ाने के लिए, या की सुविधा होगी, मोटर के आयाम एक ही तीव्रता के एक एकल असुविधाजनक नाड़ी की तुलना में संभावित पैदा की. ES पेशी समूह के लिए कंडीशनिंग पल्स तीव्रता मनाया उप मोटर दहलीज तीव्रता (या तो 40% या उत्तेजक औधधि उत्पादन का 50%) के लिए सेट कर दिया जाता है और परीक्षण पल्स तीव्रता उप मोटर दहलीज स्तर (80% ऊपर 40% करने के लिए सेट कर दिया जाता है या उत्तेजक औधधि उत्पादन का 90%) ^8. हमें ध्यान दें कि कंडीशनिंग दालों की तीव्रता अध्ययन के उद्देश्य के आधार पर अलग किया जा सकता है. इसी तरह, नाड़ी अंतराल मांसपेशियों और प्रांतस्था के लिए अपने रिश्तेदार स्थान पर निर्भर करते हुए भिन्न हो सकती हैं.
10. लघु अंतराल Intracortical बनती - पल्स टीएमएस का उपयोग निषेध बढ़ाता: हम भी बनती पल्स टीएमएस का उपयोग करने के लिए कम अंतराल ^{intracortical} 6,7 निषेध (FCR और ES मांसपेशियों के लिए इस माप, क्रमशः का प्रतिनिधित्व करता है 6 और 7 चित्रा) यों. यहाँ, दोनों के लिएFCR और ES मांसपेशियों, प्रक्रियाओं के रूप में वही कर रहे हैं अपवाद है कि दो दालों के बीच interstimulus अंतराल मिसे 3 करने के लिए कम है के साथ intracortical सरलीकरण को मापने के लिए वर्णित है. यह कंडीशनिंग इस समय अवधि से पहले परीक्षण नाड़ी पर दिया नाड़ी में कमी, या रोकना होगा, मोटर के आयाम एक ही तीव्रता के एक एकल असुविधाजनक नाड़ी की तुलना में संभावित पैदा की.
11. लंबे समय अंतराल Intracortical बनती - पल्स टीएमएस का उपयोग निषेध बढ़ाता: दो समान suprathreshold परीक्षण दालों है कि 100 मिलीसेकेंड के द्वारा अलग कर रहे हैं ^{वितरित} भी लंबे अंतराल intracortical 6,7 निषेध का आकलन किया जा सकता है. इस मामले में के लिए FCR मांसपेशी मोटर पैदा दूसरी नाड़ी के साथ जुड़े संभावित छोटा हो, या अधिक हिचकते पहली (8 चित्रा) के साथ जुड़े है कि तुलना में. हम पहले लंबे अंतराल ES विषय सहनशीलता से अधिक चिंताओं के कारण मांसपेशियों में intracortical निषेध मात्रा निर्धारित नहीं है.

2. प्रतिनिधि परिणाम:

Suprathreshold टीएमएस नाड़ी की डिलीवरी के बाद उत्तेजित मांसपेशियों जा रहा है एक आसानी से प्रत्यक्ष EMG (एमईपी) प्रतिक्रिया (आंकड़े 4-8 में सचित्र) का प्रदर्शन करना चाहिए. उत्तेजना शुरुआत और एमईपी के बीच विलंबता मांसपेशी समूहों की जांच की जा रही के बीच में भिन्नता है, लेकिन FCR के लिए यह आम तौर पर 16-19 मिसे (चित्रा 6) और ES के लिए यह 17-22 मिसे (7 चित्रा है, यह चाहिए, हालांकि ने कहा कि कुछ विषयों में निश्चित एमईपी शुरुआत ES मांसपेशियों में अधिक नेत्रहीन की पहचान मुश्किल) है. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब ES पेशी समूह कई अन्य मांसपेशी समूहों दिख भी परीक्षण कर रहे हैं और नाटकीय रूप से समन्वित रूप से उत्तेजित (कम सिरा, जो बौना ही सामान्य क्षेत्र के भीतर का प्रतिनिधित्व कर रहे हैं की मांसपेशियों सहित). Intracortical सरलीकरण की माप के दौरान एमईपी आयाम आम तौर पर एक एकल असुविधाजनक (नाड़ी एफ के साथ मनाया है कि तुलना में बड़ा हैigure 6 और 7). हालांकि, यह हमारा अनुभव है कि सरलीकरण की डिग्री के रूप में कुछ मांसपेशी समूहों जैसे कई विषयों में केवल मामूली सरलीकरण FCR दिखाने के साथ मांसपेशियों समूहों के बीच बदलता है. कम अंतराल और लंबे समय अंतराल intracortical निषेध की माप के लिए एमईपी आयाम में कमी आम तौर पर उसी तीव्रता (6-8 आंकड़े) की एक एकल असुविधाजनक नाड़ी की तुलना में मनाया जाता है.

चित्रा 1. टीएमएस के बुनियादी तंत्र. टीएमएस का तार एक चुंबकीय क्षेत्र है, जो खोपड़ी प्रवेश और मोटर प्रांतस्था के भीतर एक एड़ी वर्तमान लाती लाती है. इस एड़ी वर्तमान है तो मस्तिष्क के भीतर न्यूरॉन्स को प्रोत्साहित करने में सक्षम है. चित्रा McGinley और क्लार्क से ¹⁴ प्रेस में, reprinted.

चित्रा 2 टी प्रदर्शन के लिए सेटअप. FCR पेशी पर एमएस. नोट विद्युतपेशीलेख की रिकॉर्डिंग (EMG) प्रकोष्ठ से संकेत, और मोटर प्रांतस्था पर टीएमएस चप्पू. हम आम तौर पर भी रिकॉर्ड मांसपेशी बलों, और बिजली परिधीय तंत्रिका उत्तेजना का उपयोग करने के लिए अधिक से अधिक चक्रवृद्धि मांसपेशी फाइबर कार्रवाई संभावित प्राप्त करने के लिए, के रूप में इस आयाम मानों (जैसे, एक एक्सप्रेस और अधिक से अधिक मांसपेशियों की प्रतिक्रिया के सापेक्ष एमईपी सकता है एक पूर्ण करने के लिए विरोध के रूप में व्याख्या करने में उपयोगी है mV मूल्य जो भारी चमड़े के नीचे वसा ऊतकों जैसे गैर - शारीरिक कारकों) द्वारा प्रभावित किया जा सकता है है. क्लार्क एट अल: निम्नलिखित से reprinted चित्रा. ⁹ 2008, क्लार्क एट अल. ^6, 2010, और McGinley एट अल . २०१० ^7.

चित्रा 3 निर्माता spinale मांसपेशियों पर टीएमएस प्रदर्शन करने के लिए सेटअप. चित्रा Goss एट अल से reprinted. +२,०११ ^8.

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चित्रा 4 मोटर दहलीज दृढ़ संकल्प के उदाहरण. EMG निशान संभावित (एमईपी) धीरे - धीरे बढ़ती उत्तेजना तीव्रता (उत्तेजक औधधि उत्पादन का एक प्रतिशत (एसओ) के रूप में प्रतिनिधित्व) के लिए प्रतिक्रिया पैदा की मोटर का प्रतिनिधित्व करते हैं. ध्यान दें कि कम तीव्रता (अतः के 28-30%) पर बहुत छोटे MEPs (उप दहलीज) हासिल थे, लेकिन 32% से कम अतः एक एमईपी कि पहुँच मोटर दहलीज (आमतौर पर एक पीपी आयाम के साथ एक एमईपी के रूप में परिभाषित हासिल किया गया था कि> 50 μV).

चित्रा McGinley और क्लार्क से ¹⁴ प्रेस में, reprinted.

एक संकुचन के दौरान टीएमएस चित्रा 5: मोटर संभावित और चुप अवधि पैदा की . चुप अवधि जब एक विषय के एक मामूली संकुचन करता है और एक एकल प्रेरणा मोटर प्रांतस्था करने के लिए लागू किया जाता है मनाया जाता है. चुप अवधि के पहले भाग हैरीढ़ की हड्डी निषेध और उत्तरार्द्ध भाग के कारण cortical निषेध, विशेष रूप _से GABA बी रिसेप्टर्स के लिए जिम्मेदार ठहराया है. वहाँ कोई आम सहमति के लिए चुप अवधि की अवधि यों तरीका है, लेकिन हमारे नतीजों से संकेत मिलता है कि या तो यह उत्तेजना शुरुआत या स्वैच्छिक हस्तक्षेप विद्युतपेशीलेख संकेत की वापसी के लिए एमईपी शुरुआत से परिभाषित सबसे ^{विश्वसनीय} 15 .
क्लार्क और त्वरित, २०११ ^16, और McGinley और क्लार्क से ¹⁴ प्रेस में reprinted चित्रा.

मोटर में चित्रा 6 बदलें संभावित आकार ith बनती FCR मांसपेशियों की नब्ज टीएमएस पैदा की. कम अंतराल intracortical (एसआईसीआई) निषेध और intracortical सरलीकरण (आईसीएफ) के मापन. एसआईसीआई और आईसीएफ यों कंडीशनिंग पल्स (सीपी) मोटर सीमा से नीचे सेट कर दिया जाता है, और परीक्षण पल्स (टी.पी.) के लिए आह्वान एम वी 0.5-1 के बीच एमईपी करने के लिए सेट कर दिया जाता है. कम interstimulus अंतराल पर(उदाहरण के लिए, 3-मिसे) सी.पी. केवल टी.पी. (एसआईसीआई) की तुलना में एमईपी को रोकता है, जबकि अब interstimulus अंतराल पर (उदाहरण के लिए, 15 मिसे) यह एमईपी (आईसीएफ) सुविधा.

कंडीशनिंग नाड़ी, टी.पी.:: परीक्षण पल्स क्लार्क एट अल से reprinted चित्रा 2010, ^6, McGinley एट अल. सी.पी.. ^14, 2010 क्लार्क, और त्वरित, 2011, ¹⁶ और McGinley और क्लार्क ¹⁴ प्रेस में.

मोटर में 7 चित्रा बदलें बनती ES मांसपेशियों की नब्ज टीएमएस के साथ संभावित आकार पैदा की. निर्माता spinae मांसपेशियों और कम अंतराल intracortical (एसआईसीआई) निषेध और intracortical सरलीकरण (आईसीएफ) के माप से EMG निशान का उदाहरण.
Goss एट अल से reprinted चित्रा. +२,०११ ^8.

8 चित्रा मोटर evo में बदलें.ked के संभावित बनती पल्स टीएमएस के साथ आकार. लंबे अंतराल intracortical निषेध के मापन (एलआईसीआई). यों के लिए एलआईसीआई दो परीक्षण दालों 100 मिसे के एक interstimulus अंतराल पर वितरित कर रहे हैं. दूसरा एमईपी में यह परिणाम पहली एमईपी की तुलना में हिचकते जा रहा है.
क्लार्क एट अल से reprinted चित्रा ^6, 2010 McGinley एट अल. २०१० ⁷ और McGinley और क्लार्क ¹⁴ प्रेस में.

Discussion

इस अनुच्छेद के समग्र लक्ष्य के लिए वैज्ञानिकों और चिकित्सकों के हमारे प्रयोगशालाओं के एक दृश्य खाता transcranial चुंबकीय उत्तेजना का उपयोग प्रदान करना है. हालांकि, इन प्रयोगों के एक दृश्य प्रदान करने के अलावा, नीचे हम बुनियादी मुद्दों पर विचार करने के लिए जब इस तरह से टीएमएस प्रदर्शन पर चर्चा, टीएमएस प्रतिक्रियाओं के शरीर क्रिया विज्ञान के एक संक्षिप्त सिंहावलोकन प्रदान करने के लिए, और यह भी के उपयोग के संबंध के साथ हमारे टीएमएस के उपयोग पर चर्चा अन्य.

जनरल मुद्दे जब टीएमएस प्रदर्शन के रूप में अनुच्छेद में वर्णित के लिए जागरूक होना

वहाँ कई मुद्दे हैं जब बनती पल्स टीएमएस प्रदर्शन के बारे में पता होना. उदाहरण के लिए, Magstim BiStim ² - संभावना सबसे लोकप्रिय प्रणाली टीएमएस उपकरण दो Magstim 200 ² इकाइयों गठबंधन और एक एकल उत्तेजक का तार के माध्यम से बनती पल्स उत्तेजना की अनुमति की क्षमता लाइन प्रदान करता है. तथापि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब एक असुविधाजनक नाड़ी के साथ यह MEPs evoking हैसबसे अच्छा है "0%" MagStim इकाइयों के एक सेट और अभी भी एक interpulse अंतराल (जैसे, 100 मिसे) के रूप में इकाई बंद करने के लिए का विरोध किया संकेत है. कारण किया जा रहा है कि BiStim ² प्रणाली जब एक इकाइयों की summates पर नहीं है दो एकल Magstim stimulators द्वारा प्रदान की दालों के लिए एक उच्च शक्ति एक एकल 200 Magstim ² के 113% के बराबर नाड़ी का उत्पादन . इस प्रकार, जब एक क्षमता के लिए सामान्य के लिए असुविधाजनक नाड़ी का उपयोग कर रहा है बनती - नाड़ी टीएमएस के साथ हासिल है यह महत्वपूर्ण है कि परीक्षण पल्स तीव्रता इस संबंध में लगातार आयोजित किया.

जब निर्माता Spinae मांसपेशियों में टीएमएस प्रदर्शन के बारे में पता होना मुद्दे

ES पेशी समूह के लिए टीएमएस प्रक्रियाओं के लिए संबंध के साथ कई विशिष्ट मुद्दों और सीमाओं उल्लेख करने के लिए कर रहे हैं. उदाहरण के लिए, हमारे प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया पल्स तीव्रता मोटर दहलीज के सापेक्ष नहीं किया जा रहा है व्यक्त कर रहे हैं. एकल और उपांत्रीय म्यू में बनती नाड़ी टीएमएस पढ़ाई मेंscles यह आम है के लिए मोटर थ्रेसहोल्ड एक अपेक्षाकृत छोटे सीमा के भीतर परिभाषित किया जा करने के लिए (जैसे, उत्तेजक औधधि उत्पादन का 1-3%), और कंडीशनिंग और परीक्षण दालों दहलीज स्तर के सापेक्ष व्यक्त किया जा रहा (जैसे, कंडीशनिंग मोटर सीमा से 70% के बराबर दालों ) ^17. हम आम तौर पर इस दालों है कि ठीक मोटर दहलीज निर्धारित की आवश्यकता होगी की अतिरिक्त संख्या के कारण प्रकृति के एक प्रोटोकॉल प्रदर्शन नहीं चुनते हैं. ऊपरी सिरा मांसपेशियों के टीएमएस आम तौर पर अत्यधिक संतोषजनक, और चिकोटी लक्षित अंग खंड करने के लिए प्रतिक्रिया आइसोलेट्स. इसके विपरीत, काठ paraspinal की मांसपेशियों के टीएमएस काफी कम संतोषजनक है. हम पहले से सूचित किया है कि हमारे सुव्यवस्थित प्रोटोकॉल सबसे विषयों (5 ~ 10 किया जा रहा असहनीय के साथ 0-10 के पैमाने पर) को सहने योग्य है. इसी तरह, हम आम तौर पर करने के लिए आगे सीधे शिखर से अधिक उत्तेजक द्विपक्षीय प्रतिक्रियाओं की रिकॉर्डिंग की अनुमति ES पेशी समूह के लिए टीएमएस दालों की कुल संख्या की सीमा का चयन करें. यह stimulation साइट काठ paraspinal ^18-22 मांसपेशियों के पिछले टीएमएस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया है. हालांकि, हम ध्यान दें चाहिए कि शिखर उत्तेजना इष्टतम साइट काठ MEPs evoking के लिए नहीं किया जा के रूप में हाल के नतीजों से संकेत मिलता है कि contralateral काठ paraspinal मांसपेशियों में प्रतिक्रियाओं evoking के लिए इष्टतम साइट पूर्वकाल 1 सेमी ^और 4 सेमी शीर्ष 23 के लिए पार्श्व स्थित है हो सकता है . अन्त में, हम नोट करना चाहिए कि यह हमारा अनुभव है कि कसकर काठ का रीढ़ की biomechanical / postural स्थिति को नियंत्रित करने के लिए ES पेशी समूह से विश्वसनीय टीएमएस डेटा प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है. हमारे पायलट काम में हम कई अलग अलग postural स्थिति में प्रतिक्रियाओं की जांच की, लेकिन पाया कि हमारी सबसे अच्छी प्रतिक्रियाओं के विषय के साथ बैठा के रूप में वीडियो लेख में सचित्र प्राप्त किया गया.

एकल पल्स टीएमएस परिणाम के फिजियोलॉजी

एकल पल्स टीएमएस, के रूप में नाम का अर्थ है, मस्तिष्क और रिकॉर्डिंग के लिए एक चुंबकीय नाड़ी की डिलीवरी शामिल है और अनुसंधान की जांचesultant EMG प्रतिक्रिया. विधि पूरे neuromuscular पथ की अखंडता के परीक्षण के लिए अविश्वसनीय रूप से उपयोगी साबित हो गया है. सामान्य में इस विधि के लिए मोटर दहलीज जैसे चर परिणाम निकालना करने के लिए प्रयोग किया जाता है, मोटर संभावित आयाम पैदा, और चुप अवधि की अवधि है जो सभी neuromuscular प्रणाली के excitability में अंतर्दृष्टि दे. हालांकि इस तकनीक के शोध neuromuscular प्रणाली के बारे में एक महान सौदे को समझने के लिए अनुमति दी गई है इसे कुछ नुकसान है, जो पते इस खंड भर जाएगा है.

मोटर दहलीज पर न्यूनतम ब्याज की contralateral पेशी समूह में एक एमईपी आह्वान जब एक भी नाड़ी मोटर ^{प्रांतस्था} 3 करने के लिए लागू किया जाता है की जरूरत तीव्रता के रूप में परिभाषित किया गया है. "Hotspot" (स्थान है जहां सबसे बड़ा एमईपी मनाया जाता है) के बाद पाया गया है, मीट्रिक टन धीरे धीरे एक एमईपी मज़बूती हासिल है जब तक मोटर प्रांतस्था लागू नाड़ी की तीव्रता में वृद्धि के द्वारा निर्धारित किया जाता है. सामान्य में, सबसे जांचकर्ताओं को परिभाषितउत्तेजना तीव्रता के रूप में आराम की मांसपेशियों की दहलीज के लिए आह्वान चोटी पीक आयाम है कि परीक्षणों की 50% (उदाहरण के लिए, ⁵ 10 परीक्षणों में) 3 में 50 μV से अधिक है के साथ एमईपी की जरूरत है. यह मान भी संकुचन ('सक्रिय मीट्रिक टन') के दौरान परिभाषित किया जा सकता है अगर राज्य पर निर्भर उपायों से ब्याज की हैं. यहाँ, मीट्रिक टन आम तौर पर पृष्ठभूमि EMG गतिविधि की एक भी अनुपात (उदाहरण के लिए, पृष्ठभूमि के ऊपर 2x), या एक पूर्ण आयाम (उदाहरण के लिए, 300 μV) के रूप में परिभाषित किया गया है. आराम कर मीट्रिक टन अभिविन्यास, घनत्व, और cortical न्यूरॉन्स की बिजली संवेदनशीलता से प्रभावित है. जैसे, आराम मीट्रिक टन में परिवर्तन [यानी, तंत्रिका झिल्ली, axonal इलेक्ट्रॉनिक गुणों, संरचना और प्राथमिक मोटर प्रांतस्था पर उत्तेजक अनुमानों की संख्या, या इस क्षेत्र में ²⁴ रिसेप्टर्स की upregulation स्तर की एक किस्म में परिवर्तन को प्रतिबिंबित और इसलिए कर सकते हैं का प्रतिनिधित्व करता है पिरामिड ^24,25 न्यूरॉन्स की झिल्ली excitability के एक वैश्विक आकलन. के साथ संबंध हैसक्रिय मीट्रिक टन करने के लिए, मोटर दहलीज में कमी में स्वैच्छिक संकुचन परिणाम आराम की स्थिति, जो स्वैच्छिक मोटर corticomuscular मार्ग ²⁶ के लिए ड्राइव की भयावहता का संकेत माना जाता है के साथ तुलना में.

एमईपी आयाम दूसरे परिणाम excitability के संकेत उपाय है. जब टीएमएस मीट्रिक टन के ऊपर एक तीव्रता पर मोटर प्रांतस्था करने के लिए लागू किया जाता है, उच्च आवृत्ति अप्रत्यक्ष तरंगों (मैं ^{तरंगों)} corticospinal पथ 27, जो न्यूरोट्रांसमीटर (यानी, glutatmate, GABA), neurotransmission की modulators सहित कई तंत्र द्वारा परिवर्तनीय हैं में हासिल कर रहे हैं (यानी, acetylcholine, norepinephrine और dopamine) ^25, और corticomotoneuronal ही synapse के वास्तविक प्रभाव के साथ corticospinal ^पथ 28 कोशिकाओं द्वारा संपर्क interneurones कुछ गतिविधि पर ^{निर्भर} 29 सभी कामकाज परिवर्तन प्रदर्शन एमईपी के आयाम को प्रभावित. जैसे, बॉट में संकेत के आयाम modulated किया जा सकताcortical और रीढ़ की हड्डी स्तर घंटे यह मुश्किल है के लिए विशेष रूप से बाहर पार्स जहां, तंत्रिका तंत्र के भीतर spatially, एक परिवर्तन हुआ है या एक अंतर मौजूद है. कम या बढ़ा एमईपी amplitudes neuromuscular प्रणाली के भीतर परिवर्तन का संकेत हो सकता है और विशिष्ट ^रोग प्रक्रियाओं 3 के साथ जुड़ा हो सकता है. भर्ती वक्र (या एक वक्र इनपुट - उत्पादन) के विकास के माध्यम से एकल पल्स टीएमएस के माध्यम से corticospinal excitability का आकलन करने का एक अन्य तरीका है. यहाँ, उत्तेजना तीव्रता धीरे - धीरे बढ़ जाती है एमईपी आयाम में परिणामी परिवर्तन प्लॉट है. यह वक्र को इंगित करता है कि वहाँ न्यूरॉन्स कि मोटर दहलीज के लिए आवश्यक हैं का एक कोर ग्रुप है, लेकिन वहाँ ^{अतिरिक्त} न्यूरॉन्स कि 30 की मांसपेशी में प्रतिक्रिया में वृद्धि करने के लिए भर्ती किया जा सकता है.

एक और अपेक्षाकृत आम एकल पल्स टीएमएस से प्राप्त परिणाम corticospinal चुप अवधि है. प्रांतस्था एक मांसपेशी संकुचन के दौरान एक चुंबकीय पल्स देते आकलनचुप अवधि. यह नाड़ी विशेषता एमईपी उत्पादन के रूप में गतिविधि शुरू कि corticospinal निषेध और सामान्यतः corticospinal चुप अवधि के रूप में कहा जाता है का संकेत है पहले बिजली निष्क्रियता से पहले उल्लेख किया बाद. जबकि वहाँ मूक ³¹ की अवधि बढ़ाता का सबसे अच्छा तरीका के बारे में कुछ विवाद है, यह करने के लिए नैदानिक ^{​​नैदानिक} ​​संभावित 32-34 के साथ शारीरिक तंत्र को समझने के लिए एक उपयोगी वैज्ञानिक उपकरण साबित हो गया है. शारीरिक मूक अवधि अंतर्निहित तंत्र को पूरी तरह नहीं समझ रहे हैं लेकिन दोनों मोटर प्रांतस्था और रीढ़ की हड्डी में निषेध शामिल है. चुप अवधि के पहले भाग (50-60 एमएस) Renshaw ^3,35 कोशिकाओं के सक्रियण के रूप में रीढ़ की हड्डी के भीतर तंत्र को जिम्मेदार ठहराया है, जबकि उत्तरार्द्ध भाग cortical तंत्र, विशेष रूप से γ-aminobutyric एसिड (GABA) को जिम्मेदार ठहराया गया है ग्रुप बी रिसेप्टर मध्यस्थता निषेध. इन शारीरिक underpinning के लिए डेटाके निष्कर्षों पर आधारित हैं कि tiagabine, synaptic न्यूरॉन्स चुप अवधि ³⁵ के एक छोटा में, परिणाम में फांक से GABA तेज के एक अवरोध करनेवाला के प्रशासन. तदनुसार, इन निष्कर्षों को सुझाव है कि GABA के भीतर मोटर प्रांतस्था रुकावट कमी आई निषेध की ओर जाता है है. हालांकि चुप अवधि के निषेध की एक उपयोगी माप है यह कुछ नुकसान है. चुप अवधि को मापने का सबसे बड़ा पतन है कि यदि परिवर्तन की खोज कर रहे हैं उनके स्थानिक स्थानीयकरण का पता लगाने के रूप में यह दोनों cortical और रीढ़ की हड्डी घटक शामिल मुश्किल है. इस मान का उपयोग करने के लिए प्लास्टिक के रूपांतरों या घावों स्थानीयकरण अक्षमता के बावजूद यह अभी भी neuromuscular पथ के भीतर निषेध की एक अच्छा प्रतिबिंब है.

बनती पल्स टीएमएस परिणाम के फिजियोलॉजी

एकल पल्स टीएमएस के लिए इसी प्रकार, बनती - नाड़ी टीएमएस neuromuscular प्रणाली के उत्तेजक और निरोधात्मक गुणों का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. मुख्य अंतरके बीच बनती है और एकल पल्स तकनीकों हैं कि बनती - नाड़ी प्रयोगों आम तौर पर अधिक सटीक intracortical गुणों को मापने के लिए लगा रहे हैं. प्राथमिक मूल्यों का मूल्यांकन कर रहे हैं कि कम intracortical निषेध (एसआईसीआई), लंबे समय intracortical निषेध (एलआईसीआई), और intracortical सरलीकरण (आईसीएफ) कर रहे हैं. बनती पल्स टीएमएस में दो उत्तेजनाओं मोटर प्रांतस्था करने के लिए लागू कर रहे हैं और interstimulus अंतराल और उत्तेजना तीव्रता विभिन्न उत्तेजक और निरोधात्मक प्रतिक्रियाओं मनाया जाएगा पर निर्भर करता है. इसके अलावा, बनती - नाड़ी टीएमएस interhemispheric निषेध और सुविधा एक समान प्रतिमान का उपयोग की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

Hotspot और मोटर दहलीज के बाद निर्धारित किया गया है, एसआईसीआई subthreshold (उदाहरण के लिए, सीमा से नीचे 70-95%) नाड़ी, और 2-4 एमएस बाद में एक suprathreshold पल्स आवेदन लागू करने के द्वारा हासिल है. इस तकनीक का लाभ यह है कि पहली उत्तेजनाओं intracortical न्यूरॉन्स सक्रिय है, लेकिन कम रीढ़ की हड्डी में मोटर न्यूरॉन्स सक्रिय नहीं हैकॉर्ड. मनाया निषेध की औसत राशि असुविधाजनक एमईपी ³ के 20-40% है. यह औषधीय अध्ययनों की एक किस्म पर आधार पर सुझाव है कि एसआईसीआई की अंतर्निहित तंत्र GABA _एक मध्यस्थता निषेध है. उदाहरण के लिए, GABA के प्रशासन (जैसे, lorazepam) agonists वृद्धि एसआईसीआई, और GABA फिर से तेज inhibitors के प्रशासन (जैसे, tiagabine) ²⁵ एसआईसीआई कमी. एसआईसीआई चुप अवधि के एकल पल्स माप पर एक फायदा है क्योंकि निषेध के स्तर प्राथमिक मोटर प्रांतस्था के लिए स्थानीयकृत किया जा सकता है है.

आईसीएफ का माप वस्तुतः एसआईसीआई आकलन में इस्तेमाल किया है कि के समान है, सिवाय इसके कि interstimulus अंतराल रह गया है (जैसे, 10-25 मिसे). बस inerstimulus अंतराल में वृद्धि करके दूसरी पैदा एमईपी एक असुविधाजनक suprathreshold ^{उत्तेजना} 3 एमईपी ऊपर 20-30% में मदद की है, हालांकि यह हमारा अनुभव है कि सरलीकरण की डिग्री respecti के बीच होती हैकिया है मांसपेशी समूहों की जांच की जा रही है. आईसीएफ या वृद्धि हुई facilitatory और कम निरोधात्मक गुणों का संतुलन संयोजन का प्रतिनिधित्व करता है. भेषज अध्ययनों से मनाया कि दोनों एन मिथाइल-D-aspartate (NMDA) गरम _और एक agonists ^GABA 25 आईसीएफ की कमी हुई . इन नतीजों से संकेत मिलता है कि आईसीएफ NMDA रिसेप्टर्स के माध्यम से ग्लूटामेट सरलीकरण द्वारा मध्यस्थता है, लेकिन इस प्रक्रिया GABA _के माध्यम से एक निषेध का स्वभाव है, सुझाव है कि एसआईसीआई और आईसीएफ परस्पर अनन्य नहीं हैं.

एलआईसीआई intracortical निषेध का एक और संकेत है, लेकिन इस बनती पल्स प्रतिमान एसआईसीआई और आईसीएफ के साथ तुलना में दो प्रमुख मतभेद है. न केवल interstimulus अंतराल (जैसे, 50-200 मिसे) में वृद्धि हुई है, लेकिन दोनों दालों suprathreshold हैं. एसआईसीआई के लिए इसी प्रकार, शारीरिक तंत्र GABA के माध्यम से मध्यस्थता है, लेकिन एलआईसीआई _में निषेध GABA बी रिसेप्टर्स के माध्यम से मुख्य रूप से के रूप _में होते GABA के लिए एक रिसेप्टर अवरोध विरोध के रूप में देखा करने के लिए सोचा हैएसआईसीआई. भेषज अध्ययन प्रशासन baclofen, एक GABA _बी agonist, एलआईसीआई में वृद्धि और कमी का संकेत है वे अलग अलग रिसेप्टर्स द्वारा मध्यस्थता कर रहे हैं एसआईसीआई में मनाया ^है, लेकिन interrelated रहे हैं 36. यह प्रस्ताव किया गया है कि सक्रियण के बाद synaptic _GABA बी रिसेप्टर्स और एसआईसीआई से एलआईसीआई बढ़ जाती है पूर्व synpatic _GABA बी रिसेप्टर्स ^कि 36 GABA की रिहाई में कमी के सक्रियण से कमी आई है. इसलिए, इन निष्कर्षों एलआईसीआई सुझाव है और चुप अवधि के उत्तरार्द्ध भाग में इसी तरह के तंत्र, _GABA बी द्वारा मध्यस्थता कर रहे हैं .

तुलना और विषम दूसरों की टीएमएस की हमारी प्रयोग करें

इस अनुच्छेद में हम एकल और बनती पल्स बांह की कलाई और काठ का रीढ़ की मांसपेशियों का अध्ययन करने के लिए लागू टीएमएस का प्रदर्शन किया है, तथापि, हम नोट करना चाहिए कि कई वैज्ञानिकों और चिकित्सकों (अपने स्वयं के समूह सहित) टीएमएस का इस्तेमाल किया है हाथ की अन्य मांसपेशियों का अध्ययन, ऊपरी हाथ, पैर, आदितो, दृश्य प्रस्तुति यहाँ बस methodological टीएमएस अनुसंधान में इस्तेमाल किया दृष्टिकोण, के रूप में उसके उपयोग का एक व्यापक सिंहावलोकन विरोध का एक उदाहरण होने का मतलब है. इसी तरह, टीएमएस के लिए अन्य पैरामीटर इस लेख में प्रस्तुत नहीं का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इनमें से कुछ प्रस्तुत किया और नीचे चर्चा कर रहे हैं.

Interhemispheric सुविधा और निषेध: बनती - नाड़ी टीएमएस का एक अलग आवेदन subthreshold मोटर प्रांतस्था और फिर एक suprathreshold विपरीत मोटर प्रांतस्था, जो interhemispheric बातचीत की जांच के लिए अनुमति देता है के लिए लागू प्रोत्साहन के लिए लागू किया जा रहा है उत्तेजना शामिल है. दोनों interhemispheric (आईएचएफ) सुविधा और interhemispheric निषेध (IHI), मनाया जा सकता है लेकिन IHI एक मजबूत प्रतिक्रिया है. आईएचएफ अच्छी तरह से परिभाषित एक प्रोटोकॉल या तंत्र नहीं है, करता है, लेकिन 4-8 ⁴ एमएस के interstimulus अंतराल पर यह देखा गया है. IHI interstimulus अंतराल की एक विस्तृत श्रृंखला (6 50ms) में हासिल किया जा सकता है, और यह पा हैrtially GABA _बी द्वारा मध्यस्थता है . भेषज अध्ययन प्रशासन baclofen, एक GABA _बी agonist, विशेष रूप से सुझाव है कि अब अंतराल _IHIs ^के postsynaptic GABA बी 4 रिसेप्टर्स द्वारा मध्यस्थता थे. सामान्य में, बनती पल्स तकनीक चर का एक विशाल विविधता है कि intracortical और interhemispheric गुण में अंतर्दृष्टि प्रदान का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

दोहराए टीएमएस: दोहराए टीएमएस (rTMS) भी मानव neuromuscular प्रणाली का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यह एक ही मूल प्रायोगिक भी नाड़ी टीएमएस के रूप में सेट अप का उपयोग करता है, लेकिन एक निश्चित तीव्रता पर उत्तेजनाओं की एक श्रृंखला मोटर प्रांतस्था करने के लिए लागू कर रहे हैं और एमईपी आयाम और चुप अवधि के रूप में चर पर प्रभाव को मापा जाता है. rTMS के लिए पैरामीटर तीव्रता, आवृत्ति, संख्या, और उत्तेजनाओं की लंबाई को बदलने के द्वारा चालाकी से किया जा सकता है. सामान्य में आवृत्तियों की दो प्रकार, उच्च (> 1Hz) या कम (<1 हर्ट्ज), जो दो ओ प्रकार के साथ जुड़े रहे हैंच के बाद synaptic, लंबी अवधि के ^plasticity 37 . आम तौर पर उच्च आवृत्ति दालों समय (उदाहरण के लिए, 100 हर्ट्ज पर 100 गाड़ियों दस परीक्षण के लिए हर 10 एस) के एक अवधि में रहकर दिया, जबकि कम आवृत्ति उत्तेजना लगातार अवधि (जैसे, 1Hz 20-30 मिनट के लिए) समय ³⁴ से अधिक दिया जाता है . जब उत्तेजनाओं repetitively प्रांतस्था करने के लिए लागू कर रहे हैं यह एक अस्थायी ^एक एकल 38 नाड़ी की तुलना में एक cortical गतिविधि में अधिक से अधिक परिवर्तन करने के लिए अग्रणी संकलन में परिणाम है. rTMS नैदानिक ​​स्थितियों में एक संभावित का एक बड़ा सौदा है कि आगे नैदानिक ​​अनुप्रयोग अनुभाग में चर्चा की जाएगी है. उच्च और निम्न आवृत्ति टीएमएस के पीछे शारीरिक तंत्र खराब परिभाषित कर रहे हैं, लेकिन आमतौर पर लंबी अवधि (LTP) क्षमता और दीर्घकालिक अवसाद (लिमिटेड) क्रमशः प्रतिबिंबित करने के लिए सोचा. चेन और उनके सहयोगियों द्वारा एक अध्ययन में संकेत दिया है कि मानव में कम आवृत्तियों (1 हर्ट्ज पर 900 दालों) rTMS एमईपी आयाम में परिवर्तन, मोटर दहलीज, और उत्तेजना का एक depr को दर्शाती प्रसार के परिणामस्वरूपcortical ³⁹ excitability की ession. एक अन्य अध्ययन मनाया चूहों से hippocampal स्लाइस का उपयोग कर कि उच्च आवृत्ति (100Hz 1 एस अंतराल के साथ 10 20 दालों की गाड़ियों, 10 एस अंतराल के साथ 5 repetitions, या 20 के अंतराल के साथ 100 100Hz में दालों की 3 गाड़ियों) rTMS LTP परिवर्तन है कि प्रेरित सीधे NMDA ⁴⁰ गतिविधि के साथ सहसंबद्ध. यह सामान्य में सोचा है कि NMDA रिसेप्टर सक्रियण, postsynaptic विध्रुवण, intracellular कैल्शियम एकाग्रता, और GABA मध्यस्थता LTP और ^34,39,40 लिमिटेड वृद्धि हुई है, लेकिन और अधिक शोध करने के लिए पूरी तरह से rTMS के तंत्र को परिभाषित करने की जरूरत है.

Cervicomedullary क्षमता चुंबकीय सिर के पीछे एक डबल शंकु के चुंबकीय उत्तेजक औधधि रीढ़ की हड्डी इलाकों को सक्रिय करने और मोटर प्रतिक्रियाएं पैदा करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता का उपयोग पर लागू उत्तेजना पैदा की. मोटर प्रतिक्रियाएं, सामान्यतः cervicomedullary पैदा क्षमता (CMEPs) कहा जाता है, एस में रुचि वैज्ञानिकों के लिए विशेष ब्याज की हैंमोटर मार्ग के egmental व्यवहार के रूप में वे एक बड़े monosynaptic घटक है और जैसे अल्फा motorneuron ⁴¹ excitability परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

CMEPs eliciting तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण है, के रूप में पैदा प्रतिक्रियाओं आयाम में अपेक्षाकृत छोटे हैं. सामान्य में, सबसे अच्छा प्रतिक्रियाओं पर या निकट inion और वर्तमान निर्देशित नीचे ⁴¹ के साथ अपने केंद्रीय अनुभाग के साथ तैनात तार के साथ देखा जाता है . हालांकि, कुछ व्यक्तियों CMEP प्रतिक्रियाओं में प्रभावी दूरी के वर्गमूल द्वारा चुंबकीय पल्स तीव्रता decays के रूप में प्राप्त नहीं किया जा रहा उत्तेजना की सीमा में जिसके परिणामस्वरूप संरचनात्मक मतभेदों के कारण सबसे अधिक संभावना नहीं मनाया जाता है. हालांकि, उचित प्रशिक्षण और कौशल के साथ, cervicomedullary जंक्शन उत्तेजना प्रदर्शन के साथ अनुभवी प्रयोगशालाओं दिन के लिए दिन (नि. = 0.87) ^{विश्वसनीयता} 42 के उच्च स्तर की सूचना दी है . श्रृंखला में दो चुंबकीय stimulators युग्मन एक मजबूत समग्र नाड़ी के लिए अनुमति देगा, जो लाभप्रद हो सकता है जब CMEPs प्रकाश में लाना करने का प्रयास कर सकते हैं. इसके अतिरिक्त, स्वैच्छिक संकुचन का उपयोग करने के लिए अल्फा motorneuron पूल के excitability वृद्धि प्रतिक्रियाएं प्राप्त करने की संभावना को बढ़ा सकते हैं. यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जबकि cervicomedullary चुंबकीय उत्तेजना काफी कम बिजली की उत्तेजना से दर्दनाक है, सिर और गर्दन में मांसपेशियों को सक्रिय करता है और कुछ विषयों के इस अनुभव को असहज हो.

Cortical मानचित्रण, 1991 के बाद से, टीएमएस पैदा मोटर प्रतिक्रियाएं भी एक सीधा उत्तेजना में किया गया है मस्तिष्क कार्यों नक्शा करने के लिए इस्तेमाल किया / प्रतिक्रिया ढंग इनवेसिव सर्जरी के दौरान ही संभव पहले पैदा ^की है जब मस्तिष्क की सतह 43-45 उजागर किया गया था. Cortical मानचित्रण के दौरान, एक ग्रिड सिर पर रखा जाता है (उदाहरण के लिए, एक ग्रिड पैटर्न के साथ तैरना टोपी) और एमईपी आयाम कई साइटों पर पैदा निर्धारित कर रहे हैं और मूल्यों के स्थानिक स्थान के बीच एक 3 - आयामी प्रतिनिधित्व बनाने के लिए प्लॉट किए जाते हैं (x औरy अक्ष ') और एमईपी आयाम (z-अक्ष) ^46. इन cortical नक्शे जानकारी के तीन टुकड़े प्रदान करते हैं: खोपड़ी पर कुल क्षेत्र जिसमें से एमईपी लक्ष्य पेशी के लिए दर्ज थे, एक मांसपेशी के लिए "गर्म स्थान", और गुरुत्वाकर्षण के आयाम भारित ^{केंद्र} (दांता ) 47. दांता टीएमएस नक्शा या खोपड़ी स्थान / स्थलाकृति, जहां सबसे न्यूरॉन्स एक मांसपेशी या एक आंदोलन के लिए सक्रिय किया जा सकता है है जो हो सकता है ^या गर्म 46,48 हाजिर करने के लिए बराबर नहीं हो सकता है के केंद्र से मेल खाती है है. दांता (औसत दर्जे का पार्श्व या पूर्वकाल पीछे दिशाओं) के स्थान में परिवर्तन आमतौर पर चोट, सहज वसूली या ^{पुनर्वास} 48,49 हस्तक्षेप की वजह से करने के लिए प्रतिक्रिया में cortical पुनर्गठन या plasticity प्रदर्शित करने के लिए सुझाव दिया है.

इन cortical नक्शे, व्यावहारिक, जबकि सावधानी से व्याख्या की जानी चाहिए. हालांकि उत्तेजना प्रोटोकॉल Penfield द्वारा इस्तेमाल सिद्धांतों, मैं करने के लिए इसी तरह की है टी महत्वपूर्ण है पहचान करने के लिए कि इस तकनीक का उपयोग कर बनाया ^{नक्शे} intracortical 46,48 microstimulation का उपयोग कर बनाया नक्शे के लिए सटीक तुलना नहीं है. पशु अध्ययनों से दिखा दिया है कि व्यक्तिगत corticospinal न्यूरॉन्स कई मोटर न्यूरॉन पूल अंदर आना है और इस प्रकार विभिन्न मांसपेशियों और corticospinal न्यूरॉन्स है कि एक विशेष मांसपेशियों अंदर आना अन्य ^{corticospinal} अलग मांसपेशियों 50,51 संयोजन के लिए पेश न्यूरॉन्स के बीच वितरित कर रहे हैं. और टीएमएस के साथ उत्तेजना परिशुद्धता की कमी के साथ अतिव्यापी प्रांतस्था संयोजन में रीढ़ की हड्डी के अनुमानों के इस मोज़ेक somatotopy का मतलब है कि कई मांसपेशियों ^को एक एकल टीएमएस 46 मैट्रिक्स खोपड़ी पर एक बिंदु पर दिया नाड़ी का जवाब देंगे. नक्शे उपयोगिता आगे इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट कि पार, बात करते हैं, या अन्य मांसपेशियों से एक ही समय में पैदा संकेतों, के ^लिए दर्ज 47 एमईपी की विशिष्टता और गुणवत्ता के साथ हस्तक्षेप परमिट के द्वारा चकित किया जा सकता है.

"> चालन का समय. केन्द्रीय मोटर चालन समय मोटर प्रांतस्था की उत्तेजना और रीढ़ की हड्डी उत्तेजना (मोटर जड़) के द्वारा पैदा की उन से प्रेरित MEPs के बीच विलंबता अंतर के रूप में परिभाषित किया गया है, यह रीढ़ की उत्तेजना से प्रेरित क्षमता का विलंबता subtracting द्वारा गणना की है. ^3. cortical उत्तेजना के उस से जब एक टीएमएस का तार गर्दन के पीछे या lumbosacral रीढ़ के पर रखा गया है, चुंबकीय पल्स रीढ़ की जड़ों को प्रोत्साहित नहीं बल्कि अवरोही रीढ़ की हड्डी इलाकों ^खुद 3. तदनुसार, केंद्रीय मोटर चालन समय की संभावना सच समय भी शामिल है केंद्रीय मोटर चालन के लिए प्लस कम से कम एक रीढ़ की हड्डी और प्रॉक्सिमल जड़ से अंतकशेरुका रंध्र स्तर समय में synaptic देरी.

बनती साहचर्य उत्तेजना बनती साहचर्य उत्तेजना (पीए) एक तकनीक है कि एक परिधीय तंत्रिका की उत्तेजना है, और ^मोटर प्रांतस्था 30,52 के टीएमएस उत्तेजना शामिल है.दो उत्तेजनाओं एक नियमित अंतराल पर लागू कर रहे हैं इतना है कि वे मोटर प्रांतस्था में एक तुल्यकालिक प्रतिक्रिया में परिणाम. उत्तेजनाओं अंतराल की लंबाई पर निर्भर करता है की सुविधा या एक दूसरे ^30,52 को बाधित करेगा. उदाहरण के लिए, औसत तंत्रिका में एक उत्तेजना जब लागू किया जाता है और फिर मोटर प्रांतस्था में 25 एमएस बाद उत्तेजनाओं एक दूसरे की सुविधा ³⁰ प्रतिक्रिया की तरह एक लंबी अवधि potentiation (LTP) में जिसके परिणामस्वरूप . इसके विपरीत यदि उत्तेजना अंतराल केवल 10 MS है टीएमएस उत्तेजना परिधीय तंत्रिका एक अवसाद लंबे समय तक (लिमिटेड) ³⁰ प्रतिक्रिया में जिसके परिणामस्वरूप उत्तेजना को रोकता है. इन प्रतिक्रियाओं के कारण, पीए अक्सर मॉडल मस्तिष्क plasticity में मदद करने के लिए प्रयोग किया जाता है. इसके अलावा, NMDA रिसेप्टर विरोधी का उपयोग अध्ययन से पता चला है कि पीए में LTP प्रकार प्रतिक्रियाओं अवरुद्ध किया जा सकता है, जो आगे एक plasticity ^के 52 मॉडल के रूप में इसके उपयोग का समर्थन करता है. पीए भी स्ट्रोक पुनर्वास जैसे कुछ नैदानिक ​​अनुप्रयोगों, है, लेकिन ⁵² rTMS के रूप में व्यापक रूप से वर्तमान में उपयोग नहीं किया

नैदानिक ​​अनुप्रयोगों. टीएमएस भी निदान और चयनित neuromuscular शर्तों के उपचार के लिए नैदानिक ​​उपयोगिता है. एकल और बनती पल्स तकनीक जैसे तकनीक शोधकर्ताओं द्वारा इस्तेमाल किया जा रहा करने के लिए आगे रोगों की एक किस्म के pathophysiology और नई नैदानिक ​​मानदंडों को ढूँढने के लिए आशा के साथ कई को समझते हैं. इसी तरह, टीएमएस निदान प्रक्रिया में किया जा रहा है की मदद से चिकित्सकों और शोधकर्ताओं ने इसी तरह की प्रस्तुतियों के साथ बीमारियों के बीच अंतर के द्वारा सहयोगी करने के लिए इस्तेमाल किया. अंत में, अनुसंधान के एक महान सौदा एक चिकित्सकीय रणनीति के रूप में rTMS की उपयोगिता की जांच पर केंद्रित है. इस अनुभाग में अज्ञातहेतुक पार्किंसंस रोग, स्ट्रोक, प्राथमिक dystonia, amytotrophic पार्श्व काठिन्य (ए एल एस), और एकाधिक काठिन्य (एमएस) पर ध्यान केंद्रित टीएमएस के नैदानिक ​​का उपयोग करता है पर चर्चा करेंगे.

एकल और बनती पल्स टीएमएस मूल्यों है कि पूर्वोत्तर के एक किस्म के निदान में इस्तेमाल किया जा क्षमता है की एक किस्मuromuscular विकारों. प्रत्येक neuromuscular विकार टीएमएस निष्कर्ष है कि आगे elucidating pathophysiology, निदान, और इसी तरह की नैदानिक ​​प्रस्तुतियों के साथ फर्क विकारों में उपयोगी हो सकता है है की एक विशिष्ट सेट है. यद्यपि वहाँ कोई निश्चित निष्कर्ष दिया गया है, वहाँ टीएमएस के लिए संभावित Parkinsonian (उदा. पार्किंसंस रोग, corticobasal अध: पतन) की स्थिति, और प्राथमिक और माध्यमिक dystonia के ³⁴ के बीच भेद करने में मदद है. इसी तरह, टीएमएस कुछ neuromuscular स्थितियों के लिए शकुन परिणाम को निर्धारित करने में मदद करने की क्षमता है. उदाहरण के लिए, एक अच्छा शकुन कारक निम्नलिखित स्ट्रोक आंशिक पक्षाघाती अंग है जब प्रभावित ^{गोलार्द्ध} 33,52 प्रेरित है में MEPs की उपस्थिति है . सामान्य में, अनुसंधान के एक महान सौदा अभी भी निदान प्रक्रिया में टीएमएस की उपयोगिता का निर्धारण करने के लिए आयोजित किया जा जरूरत है, लेकिन वर्तमान निष्कर्ष बताते हैं यह क्षमता है.

नैदानिक ​​संभावनाओं, atten के एक महान सौदा के अलावाtion एक संभावित चिकित्सीय उपकरण के रूप में किया गया है rTMS के लिए दिया. सबसे अध्ययन रोगों के पार्किंसंस रोग है. कुछ अध्ययनों से एकीकृत पार्किंसंस रोग रेटिंग स्केल (UPDRS) में मोटर प्रांतस्था ^30,34 के लिए उच्च आवृत्ति पर उप दहलीज rTMS के बाद एक सुधार मनाया . इन निष्कर्षों से लेकर मापा परिणाम में एक 15% से 50% सुधार है कि ^एक 34 महीने के लिए चली . दुर्भाग्य से, वर्तमान अनुसंधान अनिर्णायक है क्योंकि वहाँ प्रोटोकॉल है कि यह मुश्किल एक चिकित्सीय पद्धति के रूप में ^3,32,34 rTMS के सही मूल्य को स्पष्ट करने के लिए बनाता है में परिवर्तनशीलता का एक बड़ा सौदा है. अध्ययन का एक मुट्ठी dystonia पर आशाजनक परिणाम के साथ rTMS के प्रभावित करता है की जांच की है. इन अध्ययनों के अधिकांश महीनों के लिए एक एकल सत्र के बाद ^30,34,53 1Hz प्राथमिक मोटर प्रांतस्था और लक्षण है कि घंटे के एक जोड़े के लिए चली में मनाया सुधार लागू rTMS का इस्तेमाल किया. हालांकि इन आशाजनक परिणाम हैं, और अधिक शोध करने के लिए cond की जरूरत हैइन निष्कर्षों की पुष्टि के लिए और कई सत्र rTMS की क्षमता की जाँच ucted.

वहाँ स्ट्रोक पुनर्वास में कई rTMS दृष्टिकोण किया गया है. अध्ययन प्रभावित गोलार्द्ध की वसूली की सुविधा की उम्मीद में दोनों प्रभावित और अप्रभावित गोलार्द्धों प्रेरित है. इन अध्ययनों से अधिकांश में विकलांगता स्कोर पर महत्वपूर्ण सुधार और मोटर ^3,30,52,54 समारोह में एक समग्र सुधार अल्पकालिक था. सबसे rTMS तरीकों के साथ के रूप में, बड़े पैमाने पर, नियंत्रित, और लंबी अवधि के अध्ययन के लिए ठीक प्रोटोकॉल धुन और चिकित्सीय क्षमता का निर्धारण करने के लिए प्रदर्शन करने की आवश्यकता है. हालांकि, एक चिकित्सीय उपकरण के रूप में rTMS की इस संक्षिप्त समीक्षा में प्रदर्शन किया वादा, इन बड़े पैमाने पर अध्ययन के लिए जरूरत के लिए इसकी क्षमता का आकलन वारंट.

निष्कर्ष

सारांश में, इस लेख में हम पहले बुनियादी टीएमएस के एक दृश्य खाता उपलब्ध कराने की मांग की है प्रक्रियाओं के रूप में कम से कम हमारे एल द्वारा नियोजितaboratory. इसके अतिरिक्त, हम पर प्रकाश डाला और टीएमएस के अन्य वैज्ञानिक और नैदानिक ​​का उपयोग करता है पर चर्चा में यह मानव neuromuscular प्रणाली से संबंधित मांग की है. के रूप में तेजी से टीएमएस में लोकप्रियता बढ़ रही है और उम्मीद है कि के रूप में अनुसंधान जारी नए का उपयोग करता है और तकनीकों neuromuscular प्रणाली के बारे में हमारी समझ को आगे करने के लिए लागू किया जाएगा.

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