Waiting
Login processing...

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

Medicine

Использование транскраниальной магнитной стимуляции по изучению прав нервно-мышечной системы

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

Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) является неинвазивной инструмент, чтобы получить представление о физиологии и функции нервной системы человека. Здесь мы представляем наш TMS методы для изучения корковой возбудимости верхних конечностей и поясничного мускулатуры.

Abstract

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) используется уже в течение более 20 лет 1, и значительно вырос в популярности за последнее десятилетие. Хотя использование ТМС расширилась до изучения многих систем и процессов, в это время, оригинал заявки и, возможно, одним из наиболее распространенных применений TMS связан с изучением физиологии, пластичность и функции нервно-мышечного аппарата человека. Одноместный TMS импульса, подаваемого на моторной коры возбуждает пирамидальные нейроны transsynaptically 2 (рис. 1) и приводит к измеримым электромиографического ответ, который может быть использован для изучения и оценки целостности и возбудимость кортикоспинальных тракта у человека 3. Кроме того, последние достижения в магнитная стимуляция позволяет теперь для разделения коры по сравнению с возбудимость спинного 4,5. Например, в паре импульсов TMS может быть использован для оценки интракортикальных облегчающие и тормозные свойства, комбинируя состояниеING стимулом и тестового стимула через различные промежутки времени interstimulus 3,4,6-8. В этом видео статье мы покажем, методологические и технические аспекты этих методов. В частности, мы покажем одиночных импульсов и парных импульсов TMS методы в применении к сгибателя запястья лучевой (FCR) мышц, а также монтажник spinae (ES) мускулатурой. Наши лабораторные исследования FCR мышц, как это представляет интерес для нашего исследования о влиянии запястья рук литых иммобилизации на снижение производительности мышц 6,9, и мы изучаем ES мышцы из-за этих мышц клиническое значение, как он относится к боли в пояснице 8. При этом было сказано, мы должны отметить, что TMS была использована для изучения многих мышц кисти, руки и ноги, и должны повторять, что наши демонстрации в FCR и группы мышц ES только отдельные примеры TMS используется для изучения человека нервно-мышечной системы.

Protocol

1. Одиночные и парные-Пульс ТМС FCR и Е. С. Мышцы

  1. Основные меры предосторожности: Перед выполнением TMS на человеческий субъект необходимо первом экране их основные меры предосторожности, как она относится к воздействию магнитного поля. В нашей лаборатории мы следуем скрининга руководящие принципы, изложенные Институтом магнитный резонанс безопасности, образования и научных исследований 10. В нашей лаборатории мы также регулярно исключать людей с семейной историей эпилепсии приступы. Мы также требуем, предметы проходят ТМС ES мышцы носить затычки для ушей и рта охранник из-за менее очаговых и сильнее интенсивности стимуляции.
  2. Электрические Recordings: Изучить TMS ответов в двигательной системы необходимо записать электромиографического (ЭМГ) сигналы от скелетных мышц. Для мышц FCR мы размещаем поверхности электродов на предплечье использованием расположения биполярный электрод расположен продольно за тОн мышцы на побрился и прошлифовать кожи как мы уже ранее описанных 7,11. Для мышц монтажник spinae мы используем аналогичное соглашение электродом, расположенным продольно над мышцами в L3-L5 позвоночных уровня на побрился и прошлифовать кожу 8.
  3. TMS Coil Ориентация: Чтобы активировать преимущественно кортикоспинальных нейронов transsynaptically надо позицию TMS катушка надлежащим 12. Для мышц FCR мы размещаем 70-мм в форме восьмерки TMS катушки касательной к коже головы и 45-градусов к средней линии, так что индуцированный ток течет в боковой кзади от медиального-переднем направлении. Для ЭС мышц мы используем двойной конус катушку, которая имеет большую глубину проникновения и необходим в связи с представлением этих мышц будучи глубже в гомункула. Здесь, катушка расположена так, что ток течет в передних к задним направлении. У нас есть заказ изменение нашей катушки с лазерной системой привязанности, чтобы помочь нам сubsequent повторное позиционирование двойной катушкой конуса.
  4. Определение "Точка": Необходимо, чтобы определить место, которое стимуляция вызывает Крупнейшая вызванных потенциалов. Для мышц FCR мы делаем это, тонко движущегося TMS виток вокруг с очень маленьким шагом, и определить, где мы наблюдаем Крупнейшая вызванных потенциалов амплитуды. После обнаружения отметим этой области с несмываемыми чернилами по обе головы или шапка лайкры. ТМС ES мышцы значительно более неудобное для человека в качестве субъекта, чем TMS верхних мышц конечностей. Соответственно, мы упорядочили наши TMS протокол ES мышц увеличивает его переносимости и целесообразности. Здесь вместо поиска "горячей точки" мы используем антропометрические измерения для определения вершины черепа. В частности, мы отождествляем вершину в виде пересечения черепа в сагиттальной (между nasinon и затылочного бугра) и короны (от козелка) плоскостях.
  5. Биомеханические Позиционирование:
  6. Количественная моторного порога: Для FCR, мы определяем моторного порога (МТ), предоставляя одиночных импульсов в постепенно возрастающей интенсивности стимуляции, пока двигатель вызванные потенциалы имеют пик-пик амплитуды более 50 микровольт более чем в 50% испытаний (рис. 4) . Чтобы упростить протокол TMS и увеличения переносимости и возможности у нас не определяют моторный порог в ES мышц с такой же точностью, как когда мы тестируем верхней мускулатурой конечностей. Скорее, мы начинаем TMS протокол, обеспечивая начальный одного импульса в 50% от максимальной выходной стимулятор, чтобы определить, этот стимул интенсивности выше или ниже моторного порога. Если депутат Европарламента наблюдается на этот стимул интенсивности определяется как заметного МООС по отношению к уровню фона EMG-интенсивность снижается до 40% от стимулятора выход, чтобы определить, если этот стимул интенсивности в нем ниже или выше порога 8.
  7. Количественная MEP Амплитуда использованием одиночных импульсов TMS: Изучить двигателя вызванных потенциалов амплитуда FCR мы поставляем одиночный импульс TMS к «горячей точкой» на интенсивностью, равной 130% от порога мотор, и вычислить пик-пик амплитуда . Как правило, мы нормализовать этот результат к максимальному соединения мышечного волокна потенциал действия наблюдаются следующие supramaximal электрической стимуляции срединного нерва. Следует отметить, что размер МООС версииу зависит от степени возбудимости коры. Соответственно, когда импульс TMS поставляется во фоне сокращения, когда возбудимости коры увеличивается, размер MEP будет резко увеличиваться. Для ES мышцы, мы поставляем одиночный импульс TMS с вершиной при интенсивности 40 или 50% выше, к югу от моторного порога интенсивности 8. К сожалению, из периферических нервов, иннервирующих мышцы ES не являются доступными для электрической стимуляции мы не в состоянии нормализовать эти двигателя вызванные потенциалы на слой соединения потенциала действия мышцы.
  8. Количественная Тихая Продолжительность периода с использованием одиночных импульсов TMS: Когда импульс TMS в кору поступает во время сокращения мышц будет производить двигатель вызванных потенциалов следуют электрические покоя, прежде чем возобновится деятельность, что свидетельствует о торможении кортикоспинальных и обычно упоминается как молчать период 13 (рис. 5). Для количественной оценки периода молчания мы поставляем однуTMS импульса к 'горячей точкой' в интенсивностью, равной 130% от моторного порога в то время как участник исследования выполняет мышц запястья сгибание сжатие при 15% своей максимальной силы. Мы ранее не количественно молчать продолжительность периода ES мышц, однако, следует отметить, что у нас есть анекдотически наблюдается своего существования в этой группе мышц, когда TMS импульса идентификатор поставлены в течение фоне сокращения.
  9. Количественная интракортикальных Упрощение использования Парные-Пульс TMS: Мы используем парных импульсов TMS количественно интракортикальных упрощении 6,7 (рис. 6 и 7 представляет этот измерения FCR и ES мышцы, соответственно). Для мышц FCR мы сначала определить интенсивности раздражения необходимо, чтобы выявить двигателя вызванных потенциалов, что между 0,5-1,0 мВ. Далее, мы поставляем подпороговых кондиционирования импульсов, которое в нашей лаборатории обычно равным 70% от моторного порога-15-мс до испытательного импульса сверхпороговой. Это кондиционированиеимпульса доставлен в это время период до испытательного импульса будет увеличиваться, или поддерживать, амплитуда вызванного потенциала двигателя более одного безусловного импульс той же интенсивности. Для группы мышц ES интенсивности кондиционирования импульса имеет значение наблюдается суб-моторный порог интенсивности (либо 40% или 50% от стимулятора выход) и интенсивности испытательного импульса установлен на 40% выше суб-двигательного порогового уровня (80% или 90% от стимулятора выход) 8. Следует отметить, что интенсивность кондиционирования импульсов может меняться в зависимости от цели исследования. Точно так же импульс интервалы могут изменяться в зависимости от мышц и его расположение по отношению к коре головного мозга.
  10. Количественная Краткосрочный интервал интракортикальных Торможение с использованием парного-Пульс TMS: Мы также используем парных импульсов TMS количественно короткого интервала интракортикальных торможение 6,7 (рис. 6 и 7 представляет этот измерения FCR и ES мышцы, соответственно). Здесь, как дляFCR и ES мышцы, процедуры такие же, как описано для измерения интракортикальных содействие с тем исключением, что interstimulus интервала между двумя импульсами снижено до 3 мс. Это кондиционирование импульса доставлен в это время период до испытательного импульса будет уменьшаться, или препятствовать, амплитуда вызванного потенциала двигателя более одного безусловного импульс той же интенсивности.
  11. Количественная Долгосрочный интервал интракортикальных Торможение с использованием парного-Пульс TMS: Выполнение двух одинаковых сверхпороговой испытательных импульсов, разделенных на 100 миллисекунд может быть также использован для оценки долговременных интервал интракортикальных торможение 6,7. В этом случае-для мышц FCR-двигательный вызванный потенциал, связанный со вторым импульсом будет меньше, или подавляется больше, чем риск, связанный с первым (рис. 8). Мы ранее не количественно долгосрочной интервал интракортикальных торможения в ЭС мышц из-за опасений, связанных с предметом переносимости.

2. Представитель Результаты:

После доставки сверхпороговой TMS импульсов, мышцы стимулируются должны продемонстрировать легко наблюдаемых ЭМГ ответа (МООС) (показано на рисунках 4-8). Задержку между началом стимула и МООС будет колебаться в пределах группы мышц рассматривается, но для FCR как правило, 16-19 мсек (рис. 6) и ES это 17-22 мс (рис. 7, хотя следует Следует отметить, что по некоторым предметам окончательного наступления MEP в ЭС мышц труднее визуально определить). Следует отметить, что при тестировании ЭС группы мышц несколько других групп мышц, также заметно и резко стимулировал одновременно (в том числе мышц нижних конечностей, которые представлены в той же общей области гомункула). При измерении интракортикальных содействие амплитуды MEP, как правило, больше, чем это наблюдается с одним безусловным импульса (Figure 6 и 7). Тем не менее, наш опыт, что степень упрощения колеблется между мышцами групп с некоторыми мышечных групп, таких как FCR-показ лишь скромные содействие по многим предметам. Для измерения коротких интервалов и долгосрочной интервал интракортикальных торможение уменьшение амплитуды MEP, как правило, наблюдается в сравнении с одним безусловным импульс той же интенсивности (рис. 6-8).

Рисунок 1
Рисунок 1. Основные механизмы TMS. Катушки TMS индуцирует магнитное поле, которое проникает в кожу головы и вызывает вихревых токов в моторной коре. Этот вихревой ток становится способным стимулировать нейроны в головном мозге. Рис перепечатана из МакГинли и Кларк, в печати 14.

Рисунок 2
Рисунок 2. Установка для выполнения T MS на мышцы FCR. Обратите внимание на запись электромиограммы (ЭМГ) сигналы от предплечья, и TMS весла над моторной коры. Как правило, мы также записывать силы мышц, а также использовать электрическую стимуляцию периферических нервов, чтобы получить максимальное соединение мышечного волокна потенциал действия, как это полезно при интерпретации амплитудных значений (например, можно выразить и Минприроды относительно максимального ответа мышцы, в отличие от абсолютного мВ значения, которые могут быть под сильным влиянием не-физиологических факторов, таких как подкожной жировой ткани). Рис перепечатана из следующих: Clark и соавт. 2008 9, Кларк и соавт., 2010 6, а МакГинли и соавт. 2010 7.

Рисунок 3
Рисунок 3. Установка для проведения ТМС на мышцы монтажник Spinale. Рис перепечатана из Госс и др.. 2011 8.

_upload/3387/3387fig4.jpg "/>
Рисунок 4. Пример определения порога двигателя. EMG следы представляют собой двигатель вызванных потенциалов (МООС) ответ на стимул постепенно увеличивая интенсивность (представлены в процентах от стимулятора выхода (SO)). Отметим, что при меньших интенсивностях (28-30% от СО) очень маленькие члены Европарламента были вызвал (подпороговых), но это на 32% SO МООС была получена, которые достигли моторного порога (как правило, определяется как MEP с амплитудой стр.> 50 мкВ).

Рис перепечатана из МакГинли и Кларк, в печати 14.

Рисунок 5
. Рисунок 5 TMS во время сокращений: моторные вызванных потенциалов и молчать период. Тихий период наблюдается, когда субъект выполняет небольшое сокращение и одного раздражителя в моторную кору. Первая часть молчит периодиз-за ингибирования спинного мозга и последней части объясняется корковое торможение, в частности, ГАМК-рецепторов B. Существует консенсус не поддаются количественной оценке длительности периода молчания, но наши результаты показывают, что либо определяя его от начала стимула или MEP начала до возвращения сигнала добровольной электромиограммы вмешательство является наиболее надежным 15.
Рис перепечатана из Кларка и Быстрый, 2011 16, а МакГинли и Кларк, в печати 14.

Рисунок 6
Рисунок 6. Изменение двигателя вызванных потенциалов размера й парный импульс TMS мышц FCR. Измерение короткого интервала интракортикальных торможение (SICI) и интракортикальных упрощение (ICF). Для количественной оценки и ICF SICI кондиционирования импульса (СР) установлена ​​ниже порогового двигателя и испытательного импульса (TP) установлена, чтобы вызвать МООС между 0.5-1 мВ. В короткие промежутки interstimulus(Например, 3-мс) СР подавляет МООС по сравнению с ТП только (SICI), тогда как на более длинных интервалах interstimulus (например, 15-мс) это облегчает MEP (ICF).

CP: кондиционирования импульса, Т. П.: тест импульса рис перепечатана из Кларка и др., 2010 6, МакГинли и др... 2010 14, Кларк и Быстрый, 2011 16, а МакГинли и Кларк, в печати 14.

Рисунок 7
Рисунок 7. Изменение двигателя вызванных потенциалов размером с парными импульса ТМС ES мышцы. Пример следы от EMG spinae монтажник мышц и измерения коротких интервалов интракортикальных торможение (SICI) и интракортикальных упрощение (ICF).
Рис перепечатана из Госс и др.. 2011 8.

Рисунок 8
Рисунок 8. Изменение двигатель Evoкед потенциальным размером с парными TMS импульса. Измерение длинный интервал интракортикальных торможение (Личи). Для количественной оценки Личи два испытательных импульсов поставляются на interstimulus интервалом 100 мс. В результате второго MEP тормозимой по сравнению с первым МООС.
Рис перепечатана из Clark и соавт., 2010 6, МакГинли и соавт. 2010 7 и МакГинли и Кларк, в печати 14.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Общая цель этой статьи заключается в обеспечении ученых и клиницистов визуального счет нашей лаборатории используют транскраниальной магнитной стимуляции. Тем не менее, в дополнение к предоставлению визуализации этих экспериментов, ниже мы обсудим основные вопросы, которые следует учитывать при выполнении TMS таким образом, обеспечивают краткий обзор физиологии TMS ответы, а также обсудить наше использование ТМС в отношении использования другие.

Общие вопросы быть в курсе при выполнении TMS, как описано в статье

Есть несколько вопросов, чтобы быть в курсе при выполнении парных импульсов TMS. Например, Magstim BiStim 2 системы, вероятно, самый популярный TMS оборудования линейного предлагает потенциал для объединения двух Magstim 200 2 единицы и разрешить парных импульсов стимуляции через один стимулирующий катушку. Тем не менее, следует отметить, что когда человек вызывающие Европарламента с безусловным пульсаЛучше установить один из MagStim единиц "0%" и по-прежнему указывают на интервал межимпульсный (например, 100 мс), в отличие от поворота устройство. Причина в том, что BiStim 2 системы, когда один из блоков не на summates два одиночных импульсов предоставляемые Magstim стимуляторы, чтобы произвести одну высокую мощность импульса равна 113% от одной Magstim 200 2. Таким образом, когда один использует безусловный импульс для нормализации к потенциалам вызвало со спаренными импульса TMS очень важно, чтобы интенсивность контрольный импульс, который состоится константа в этом отношении.

Вопросы, которые необходимо знать при Выполнение TMS На эректор Мышцы Spinae

Что касается процедуры TMS группы мышц ES Есть несколько конкретных вопросов и ограничения на упоминания. Например, интенсивность импульсов, используемых в наш протокол не выражается по отношению к моторного порога. В одиночном и парных импульсов TMS исследований в аппендикулярного муscles он является общим для двигателя пороги должны быть определены в относительно небольшом диапазоне (например, 1-3% от стимулятора выхода), а также кондиционирования и испытательные импульсы выражаются относительно пороговых уровней (например, кондиционирования импульсов равна 70% порог двигателя ) 17. Как правило, мы решили не выполнять протокол такого характера из-за дополнительного количества импульсов, которое потребуется для точного определения моторного порога. TMS верхних мышц конечностей, как правило, весьма терпимо, и изолирует дергаться ответ на целевой сегмент конечности. И наоборот, TMS поясничного параспинальная мышцы значительно менее сносно. Ранее мы уже сообщали, что наш обтекаемый протокол терпимой для большинства субъектов (~ 5 по шкале 0-10 причем 10 невыносимым). Кроме того, мы вообще решили дополнительно ограничить общее количество импульсов TMS для группы мышц ES, стимулируя прямо над вершиной разрешить запись двусторонних ответов. Это stimulatioн сайта был использован в предыдущих исследованиях TMS поясничных мышц параспинальная 18-22. Тем не менее, следует отметить, что вершина стимуляции не может быть оптимальной площадкой для вызова поясничного депутаты Европарламента также последние данные показывают, что оптимальное место для вызова реакции в контралатеральной поясничной мышцы параспинальная расположен в 1 см, передние и 4 см по бокам от вершины 23 . Наконец, следует отметить, что это наш опыт, который жестко контролируя для биомеханической / постуральной позиционирование поясничного отдела позвоночника имеет решающее значение для получения достоверных данных TMS от группы мышц ES. В нашей экспериментальной работы мы рассмотрели ответы в самых разных постуральной позиции, но обнаружил, что наши лучшие ответы были получены с предметом сидит, как показано на видео, статьи.

Физиология Единой Результат Импульсный TMS

Одноместный TMS импульса, как следует из названия, включает в себя поставку одного магнитного импульса в головной мозг и записи и изучения тesultant ответ EMG. Метод оказался невероятно полезно для тестирования целостности всей нервно-мышечных тракта. В целом этот метод используется для вывода переменных, таких как порог мотора, двигателя вызванных потенциалов амплитуда и длительность молчать период, который все дают представление о возбудимости нервно-мышечной системы. Хотя эта техника позволила исследования, чтобы понять многое о нервно-мышечной системы у него есть некоторые недостатки, которые будут адреса в этом разделе.

Двигатель порог определяется как низкая интенсивность необходимы, чтобы вызвать MEP в противоположной группы мышц интересов, когда один импульс подается на моторной коры 3. После "горячей точки" (место, где крупнейшие MEP наблюдается) была найдена, МТ определяется медленно растущая интенсивность импульса, подаваемого на моторной коры до MEP надежно вызвало. В целом, большинство исследователей определяютПорог отдыха мышц интенсивности раздражения необходимо, чтобы вызвать MEP с пик-пик амплитуды, который больше, чем 50 мкВ в 50% испытаний (например, в 5 из 10 испытаний) 3. Это значение также может быть определена во время сокращения ("активный МТ '), если государство-зависимой меры представляют интерес. Здесь, МТ, как правило, определяется как доля данного фоновая активность EMG (например, 2x выше фона), или абсолютной амплитуды (например, 300 мкВ). Отдых МТ зависит от ориентации, плотности и электрической восприимчивости корковых нейронов. Таким образом, изменения в состоянии покоя МТ может отражать изменения на различных уровнях [то есть, нейронные мембраны, аксонального электронных свойств, структуры и численности возбуждающих проекций на первичной моторной коры, или регуляция рецепторов в этом регионе 24 и, следовательно, представляет глобальной оценки мембраны возбудимости пирамидных нейронов 24,25. С уважениемактивным МТ, добровольное результаты спада в сокращении моторного порога по сравнению с состоянии покоя, который, как считается, свидетельствуют о величине добровольной двигатель для corticomuscular пути 26.

МООС амплитуда другой исход мера свидетельствует о возбудимости. Когда ТМС применяется к моторной коре при интенсивности выше MT, высокочастотных волн, косвенные (я волны) вызвали в кортикоспинальных тракт 27, которые поддаются изменению многих механизмов, включая медиаторы (т.е. glutatmate, ГАМК), модуляторов нейропередачи (то есть, ацетилхолина, норадреналина и дофамина) 25, и interneurones связаться кортикоспинальных клетки тракта 28 с фактической эффективности синапса corticomotoneuronal сам демонстрирует какой-либо деятельности зависит от изменения 29 всех функционирующих влиять на амплитуду МООС. Таким образом, амплитуда сигнала может быть модулирована ботч корковых и спинальных уровней трудно разобрать, где в частности, пространственно внутри нервной системы, изменения произошли или разница существует. Уменьшение или увеличение амплитуды MEP может служить признаком изменения в нервно-мышечной системы и могут быть связаны с определенными процессами болезни 3. Другой способ оценки кортикоспинальных возбудимость через TMS одного импульса за счет развития вербовки кривой (или ввода-вывода кривой). Здесь, интенсивности раздражения постепенно увеличивается и влечет за собой изменение амплитуды MEP откладывается. Эта кривая показывает, что существует основная группа нейронов, которые необходимы для порога двигателя, но Есть дополнительные нейроны, которые могут быть набраны увеличить отклик в мышцах 30.

Другой относительно общего результата производным от одного импульса TMS кортикоспинальных молчать период. Доставка магнитных импульсов в кору головного мозга во время сокращения мышц оцениваеттихий период. Этот импульс создает характерный MEP как уже упоминалось ранее следуют электрические покоя, прежде чем возобновится деятельность, что свидетельствует о кортикоспинальных торможения и обычно упоминается как кортикоспинальных молчать период. Хотя и существуют некоторые споры о лучший метод количественной молчать период 31, она оказалась полезной научным инструментом для понимания физиологических механизмов, наряду с клинико-диагностической потенциал 32-34. Физиологические механизмы, лежащие в основе молчание период полностью не поняты, но включают торможение в обоих моторной коры и спинного мозга. Первая часть периода молчания (50-60 мс) относится к механизмам внутри спинного мозга, такие как активация клеток Реншоу 3,35, тогда как последняя часть была приписана корковых механизмов, в частности, γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) Тип B рецептор опосредованного торможения. Данные по этим физиологические основыс, на основе выводов, что администрация тиагабина, ингибитор ГАМК поступления из синаптической щели в нейронах, приводит к сокращению периода молчания 35. Соответственно, эти результаты показывают, что блокировка ГАМК в моторной коре приводит к снижению торможения. Хотя тихий период полезно измерение торможение у него есть некоторые подводные камни. Наибольшее падение измерения периода молчания в том, что если изменения обнаружены их пространственной локализации трудно установить, поскольку она содержит и корковых и спинальных компонентов. Несмотря на невозможность использовать это значение для локализации пластиковых приспособлений или поражений, он по-прежнему хорошим отражением торможение в нервно-мышечных тракта.

Физиология Парные Импульсный TMS Результаты

Как и в одном TMS импульса, в паре импульсов TMS может быть использован для выяснить возбуждающих и тормозных свойств нервно-мышечной системы. Основным отличиеммежду сопряженными и одиночные импульсной техники является то, что парных импульсов эксперименты по общему мнению, более точно измерить интракортикальных свойствами. Первичного значения, которые оцениваются короткие интракортикальных торможение (SICI), длинные интракортикальных торможение (Личи) и интракортикальных упрощение (ICF). В парных импульсов TMS два стимула применяются к моторной коре и в зависимости от интервала interstimulus и интенсивности раздражения различных возбуждающих и тормозных реакций будет наблюдаться. Кроме того, в паре импульсов TMS может быть использован для исследования межполушарной торможение и облегчение с помощью аналогичного парадигмы.

После горячих точек и моторного порога были определены, SICI это вызвало, применяя подпороговых импульсов (например, 70-95% ниже порога), и 2-4 мс позже применения сверхпороговой импульса. Преимуществом этого метода является то, что первые сигналы активирует интракортикальных нейронов, но не активирует нижний моторные нейроны в спинномшнуром. Среднее количество торможение наблюдается составляет 20-40% от безусловного MEP 3. На основе различных фармакологических исследований предполагается, что основной механизм SICI является ГАМК-опосредованное торможение. Например, введение ГАМК агонистов (например, лоразепам) увеличение SICI и администрирования ГАМК ингибиторы обратного захвата (например, тиагабина) уменьшение SICI 25. SICI имеет преимущество по сравнению с одно измерение импульса периода молчания, потому что уровень ингибирования может быть локализован в первичной моторной коры.

Измерения МКФ практически идентичны используемым в оценке SICI, кроме того, что interstimulus интервал больше (например, 10-25 мс). Простым увеличением интервала inerstimulus второй MEP вызвала способствует 20-30% выше безусловного раздражителя сверхпороговой MEP 3, хотя это наш опыт показывает, что степень упрощения колеблется от respectiгрупп мышц ве рассматривается. МКФ представляет баланс или сочетание увеличения облегчающее и снижением тормозных свойств. Фармакологические исследования отмечают, что как N-метил-D-аспартат (NMDA) антагонистов и агонистов ГАМК снизилась ICF 25. Эти данные показывают, что ICF опосредовано глутамата содействие через NMDA-рецепторов, но этот процесс сдерживается через ГАМК-торможения, предполагая, что SICI и ICF не являются взаимоисключающими.

Личи является еще одним показателем интракортикальных торможение, но это парный импульс парадигма имеет два основных отличия по сравнению с SICI и МКФ. Мало того, что interstimulus интервал увеличен (например, 50-200 мс), но оба импульсы сверхпороговой. Как и в SICI, физиологический механизм опосредуется через ГАМК, но в Личи торможение, как полагают, происходят в основном через рецепторы ГАМК B, в отличие от ГАМК рецепторы торможение, как показано наSICI. Фармакологические исследования управляющий баклофен, агонист GABA B, наблюдали увеличение Личи и снижение SICI указывающие они опосредованы разными рецепторами, но связаны между собой 36. Было высказано предположение, что Личи увеличивается с активацией постсинаптических ГАМК B рецепторами и SICI уменьшается с момента активации предварительно synpatic рецепторы ГАМК B, которые уменьшают высвобождение ГАМК 36. Таким образом, эти результаты показывают, Личи, а вторая часть периода молчания опосредованы аналогичные механизмы, ГАМК B.

Сравнения и сопоставления Наши Использование TMS, что и другие

В этой статье мы продемонстрировали, одиночных и парных импульсов TMS применяются для изучения мышц предплечья и поясничного отдела позвоночника, однако, следует отметить, что многие ученые и врачи (в том числе нашей группы) использовали TMS для изучения других мышц кисти, верхней руки, ноги и т.д.Таким образом, визуальное представление здесь просто предназначены для примера методологических подходов, используемых в исследованиях TMS, в отличие от всеобъемлющий обзор ее использования. Кроме того, TMS может быть использован для оценки других параметров, не представленные в этой статье. Некоторые из них представлены и обсуждены ниже.

Межполушарная содействия и торможения: другое приложение парных импульсов TMS предполагает подпороговых стимулов, применяемых к моторной коре, а затем сверхпороговой раздражитель, примененный к противоположному моторной коры, что позволяет для исследования межполушарных взаимодействий. Оба межполушарной упрощение (МХФ) и межполушарная торможение (IHI) можно наблюдать, но IHI является сильным ответом. МХФ не имеет четко определенных протоколом или механизм, но это было замечено в interstimulus интервалом 4-8 мс 4. IHI может быть вызвана в широком диапазоне interstimulus интервалы (6-50мс), и это раrtially опосредованы ГАМК B. Фармакологические исследования управляющий баклофен, агонист GABA B, в частности, предполагают, что больше IHIs интервал при посредничестве постсинаптических ГАМК-рецепторов B 4. В общем, парных импульсов метод может быть использован для изучения большое разнообразие переменных, которые обеспечивают понимание интракортикальных и межполушарная свойствами.

Повторяющиеся TMS: Повторяющиеся TMS (мТМС) также может быть использован для изучения нервно-мышечного аппарата человека. При этом используется тот же основной экспериментальной установки в качестве одного импульса TMS, но ряд стимулов при постоянной интенсивности применяются к моторной коре и воздействие на такие переменные, как MEP амплитуды и периода молчания измеряются. Параметры мТМС можно манипулировать, изменяя интенсивность, частота, количество и длина раздражители. В общем Есть два типа частот, высоких (> 1 Гц) или низкой (<1 Гц), которые связаны с двумя типами ое пост-синаптические, долгосрочные пластичности 37. Высокая частота импульсов, как правило, с перерывами в течение данного периода времени (например, 100 поездов на 100 Гц каждые 10 с в течение десяти испытаний), тогда как низкие частоты стимуляции дается непрерывно в течение периода времени (например, 1 Гц в течение 20-30 минут) 34 . Когда стимулы применяются повторно в кору это приводит к временной суммации, ведущие к большим изменением корковой активности, чем одиночный импульс 38. мТМС имеет большой потенциал в клинических ситуациях, которые будут обсуждаться в разделе клинические приложения. Физиологические механизмы, лежащие в высоких и низких частот TMS плохо определены, но, как правило, полагают, отражают давно потенциального члена (LTP) и затяжной депрессии срок (ООО), соответственно. В одном из исследований Чэнь и его коллеги показали, что мТМС на низких частотах (900 импульсов с частотой 1 Гц) в организме человека в результате изменений в МООС амплитуды, моторный порог, и возбуждение распространяется отражающие depression возбудимости коры 39. Другое исследование с использованием срезах гиппокампа крыс отмечалось, что высокочастотное мТМС (10 поездов из 20 импульсов на частоте 100 Гц с интервалом 1 с, 5 повторов с интервалом 10 с, или 3 поезда из 100 импульсов на частоте 100 Гц с интервалом 20 сек), индуцированного LTP изменения, которые были напрямую связаны с NMDA-активности 40. В целом считается, что NMDA-рецепторов активации постсинаптических деполяризация, увеличение внутриклеточной концентрации кальция и ГАМК посредником LTP и LTD 34,39,40, но необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью определить механизм МТР.

Cervicomedullary вызванных потенциалов. Магнитная стимуляция наносится на заднюю головку с помощью двойного конуса магнитного стимулятора может быть использован для активации спинного путей и вызывают двигательных реакций. Двигательных реакций, как правило, называют cervicomedullary вызванных потенциалов (CMEPs), представляют особый интерес для ученых, заинтересованных в ыegmental поведение пути двигателя, поскольку они имеют большой моносинаптических компонент и как таковая может быть использован для тестирования альфа-motorneuron возбудимость 41.

Выявление CMEPs является технически сложной задачей, так как вызывали ответы относительно невелики по амплитуде. В общем, ответ лучше всего видны с катушки расположены с его центральной секции более или вблизи затылочного бугра и с тока, направленного вниз 41. Однако, в некоторых ответах лиц CMEP не наблюдается, скорее всего, из-за анатомических различий в результате предел эффективной стимуляции не достижима, как магнитные распады интенсивности импульса на квадратный корень от расстояния. Тем не менее, а также соответствующую подготовку и навыки, лаборатории опыт работы с выполнением cervicomedullary стимуляции перехода сообщили высокого уровня изо дня в день, надежность (г = 0,87) 42. Муфта две магнитные стимуляторы в серии позволит улучшить общую импульса, Который может быть выгодным при попытке вызвать CMEPs. Кроме того, использование произвольного сокращения увеличение возбудимости альфа-motorneuron бассейна может повысить вероятность получения ответа. Следует отметить, что в то время cervicomedullary магнитная стимуляция значительно менее болезненно, чем электрическая стимуляция, она активирует мышцы головы и шеи и некоторые предметы найти этот опыт, чтобы быть неудобным.

Корковая карт. С 1991 года TMS вызвала двигательные реакции были также использованы для отображения функций мозга в прямой стимул / отклик вызвала образом ранее возможно только в течение инвазивной хирургии, когда поверхность мозга была разоблачена 43-45. В корковой отображения, сетка находится на волосистой части головы (например, плавать крышка с сеткой) и депутат Европарламента амплитуды вызванных на многочисленных сайтах определяются и значения приведены для создания 3-мерного представления между пространственным расположением (х иось у ') и депутат Европарламента амплитуды (оси) 46. Эти корковые карты обеспечивают три вида информации: общая площадь на волосистой части головы, из которых MEP для целевой мышцы были записаны, "горячей точкой" для мышц, а амплитуда взвешенный центра тяжести (НГК) 47. COG соответствует центру TMS карте или кожу головы местоположение / топографии, где большинство нейронов может быть активирована для мышц или движения, которые могут или не могут быть приравнены к горячей точке 46,48. Изменения в расположении COG (медиальной боковой или передней задней стороны), как правило, предлагается, чтобы продемонстрировать корковой реорганизации или пластичности в ответ на повреждение, спонтанное восстановление, или из-за вмешательства реабилитации 48,49.

Эти корковые карты, в то время как проницательный, должны интерпретироваться с осторожностью. Хотя стимуляция протокол похоже на принципы, используемые Пенфилд, я т Важно признать, что карты, созданные с помощью этой техники не сравниться в точности карты созданы с использованием интракортикальных microstimulation 46,48. Исследования на животных показали, что отдельные нейроны кортикоспинальных иннервируют несколько бассейнов двигательный нейрон и таким образом различные мышцы и кортикоспинальных нейронов, иннервирующих мышцы частности распределены между другими нейронами кортикоспинальных проектирования до различных комбинаций мышц 50,51. Эта мозаика somatotopy коры и спинного перекрытия прогнозы шнура в сочетании с отсутствием стимула точность, с TMS означает, что несколько мышц будет отвечать на один импульс TMS доставлен в одну точку на коже головы матрицы 46. Полезность карт может быть больше смешало электродной размещения, что позволяет проводить говорить, или сигналы, вызванные в то же время от других мышц, вмешиваться в специфику и качество записанного МООС 47.

"> Проведение времени. Центральное время проведения двигателя определяется как разница между задержками Европарламента индуцированной стимуляцией моторной коры и те, вызванные спинного (двигатель корень) стимуляции. Он рассчитывается путем вычитания задержки потенциальных индуцированных стимуляция спинного от корковой стимуляции 3. Когда катушка TMS находится над задней части шеи или пояснично-крестцового отдела позвоночника, магнитно-импульсной будет стимулировать корешков спинного мозга, но не нисходящий участки спинного себя 3. Соответственно, центрального двигательного времени проводимости вероятно, включает в себя истинное время для центральных проводимости двигателя плюс, по крайней мере один синаптической задержки на спинальном уровне и время от проксимальных корня до межпозвонкового отверстия.

Парные Ассоциативные стимулирование. Парные ассоциативный стимуляции (ССА) является метод, который включает в себя стимуляцию периферических нервов, и TMS стимуляция моторной коры 30,52.два стимула применяются через регулярные промежутки времени, так что они приводят к синхронной реакции в моторной коре. В зависимости от длины интервала стимулы будут либо способствовать или препятствовать друг другу 30,52. Например, когда раздражителя на срединный нерв, а затем 25 мс позже в моторной коре стимулы способствовать друг другу в результате долгосрочного потенцирования (LTP), как характеристика 30. И наоборот, если стимул интервал составляет всего 10 мс стимул TMS тормозит периферических нервов в результате чего длительная депрессия (LTD) ответ 30. Из-за этих ответов, PAS часто используется, чтобы помочь пластичности модель мозга. Кроме того, исследования с использованием NMDA-рецепторов, показали, что тип LTP ответы в PAS может быть заблокирован, что еще больше поддерживает его использование в качестве модели пластичности 52. PAS также имеет несколько клинических приложений, таких как программы реабилитации после инсульта, но не является в настоящее время используется настолько широко, насколько мТМС 52

Клиническое применение. TMS также имеет клинического утилита для диагностики и лечения нервно-мышечных выбранных условий. Такие методы, как одиночных и парных импульсной техники используются исследователями для более глубокого понимания патофизиологии различных заболеваний и многие с надеждой найти новых диагностических критериев. Кроме того, TMS используется для помощника в диагностическом процессе, помогая врачам и исследователям различать заболеваний с аналогичными докладами. Наконец, большое исследование фокусируется на исследовании полезности мТМС как терапевтические стратегии. В этом разделе будут обсуждаться клинического использования TMS упором на идиопатической болезни Паркинсона, инсульт, первичный дистония, amytotrophic боковой склероз (ALS), и рассеянный склероз (РС).

Есть множество одиночных и парных импульсов значения TMS, которые потенциально могут быть использованы в диагностике различных пеuromuscular расстройств. Каждый нервно-мышечных расстройств имеет характерный набор выводов ТМС которые могут быть полезны в дальнейшем выяснении патофизиологии, диагностики и дифференциации расстройств с аналогичными клиническими проявлениями. Хотя не было никаких окончательных выводов, есть потенциал для TMS, чтобы помочь различать условия паркинсонизмом (болезнь Паркинсона, например, corticobasal дегенерация), а также первичной и вторичной дистонии 34. Кроме того, TMS имеет потенциал, чтобы помочь определить прогностическую результат для некоторых нервно-мышечной условиях. Например, хороший прогностический фактор после инсульта является наличие Европарламента в паретичных конечностей, когда пораженного полушария стимулируется 33,52. В общем, много исследований по-прежнему необходимо проводить для определения полезности TMS в диагностический процесс, но имеющиеся данные предполагают, что это есть потенциал.

В дополнение к возможности диагностики, большое вниманиеТион было уделено мТМС как потенциального терапевтического инструмента. Одним из наиболее изученных заболеваний является болезнь Паркинсона. Несколько исследований наблюдалось улучшение при болезни Паркинсона Единой шкалы оценки (UPDRS) после подпороговой мТМС на высокой частоте в моторной коре 30,34. Эти результаты варьировались от 15% до 50% улучшение измеряется результат, который продолжался до 1 месяца 34. К сожалению, современные исследования не дает требуемых результатов, потому что есть большая изменчивость в протоколах, что делает его трудно выяснить истинное значение мТМС как терапевтический метод 3,32,34. Несколько исследований изучали влияние МТР на дистония с многообещающими результатами. Большинство этих исследований использовали 1Гц мТМС применяется к первичной моторной коры и наблюдается улучшение симптомов, который длился несколько часов до нескольких месяцев после одного сеанса 30,34,53. Хотя эти обнадеживающие результаты, необходимы дополнительные исследования необходимо кондucted Для подтверждения этих выводов и исследовать потенциал многократного сессии мТМС.

Там было несколько подходов мТМС в реабилитации после инсульта. Исследования стимулировали оба пострадавших и необработанного полушарий в надежде на содействие восстановлению пораженного полушария. В большинстве этих исследований было отмечено значительное улучшение по инвалидности баллов и общее краткосрочное улучшение моторной функции 3,30,52,54. Как и в большинстве мТМС методы, более крупном масштабе, контролируются и долгосрочные исследования должны быть выполнены для тонкой настройки протокола и определить терапевтический потенциал. Тем не менее, обещание показали в этом кратком обзоре мТМС как терапевтический инструмент, гарантирует потребность в этих крупномасштабных исследований, чтобы оценить его эффективность.

Выводы

Таким образом, в этой статье мы попытались сначала предоставить визуальный учет основных TMS процедур, по крайней мере в качестве занятых нашими лaboratory. Кроме того, мы стремились выделить и обсудить другие научно-клинического использования TMS у него связано с нервно-мышечного аппарата человека. Как TMS растет в геометрической прогрессии популярность, и, надеюсь, как исследования продолжаются, новые виды и методы будут реализованы в дальнейшем наше понимание нервно-мышечной системы.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Нет конфликта интересов объявлены.

Acknowledgments

Эта работа была частично финансируется за счет гранта от остеопатической Основы наследия BC Clark. Мы хотели бы заявить, отдельное спасибо Марисса МакГинли за ее помощь в создании многих фигура графики.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 1, 1106-1107 (1985).
  2. Werhahn, K. J., et al. The effect of magnetic coil orientation on the latency of surface EMG and single motor unit responses in the first dorsal interosseous muscle. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 93, 138-146 (1994).
  3. Kobayashi, M., Pascual-Leone, A. Transcranial magnetic stimulation in neurology. Lancet. Neurol. 2, 145-156 (2003).
  4. Reis, J., et al. Contribution of transcranial magnetic stimulation to the understanding of cortical mechanisms involved in motor control. J. Physiol. 586, 325-351 (2008).
  5. Taylor, J. L. Stimulation at the cervicomedullary junction in human subjects. Journal of Electromyography and Kinesiology: Official Journal of the International Society of Electrophysiological Kinesiology. 16, 215-223 (2006).
  6. Clark, B. C., Taylor, J. L., Hoffman, R. L., Dearth, D. J., Thomas, J. S. Cast immobilization increases long-interval intracortical inhibition. Muscle & Nerve. 42, 363-372 (2010).
  7. McGinley, M., Hoffman, R. L., Russ, D. W., Thomas, J. S., Clark, B. C. Older adults exhibit more intracortical inhibition and less intracortical facilitation than young adults. Exp. Gerontol. 45, 671-678 (2010).
  8. Goss, D. A., Thomas, J. S., Clark, B. C. Novel methods for quantifying neurophysiologic properties of the human lumbar paraspinal muscles. Journal of Neuroscience Methods. 194, 329-335 (2011).
  9. Clark, B., Issac, L. C., Lane, J. L., Damron, L. A., Hoffman, R. L. Neuromuscular plasticity during and following 3-weeks of human forearm cast immobilization. J. Appl. Physiol. 105, 868-878 (2008).
  10. MRIsafety.com. MRI safety, bioeffects and patient management. , Shellock R&D Services Inc and Frank G. Shellock. Los Angeles, CA. Available from: http://www.mrisafety.com (2010).
  11. Clark, B. C., Issac, L. C., Lane, J. L., Damron, L. A., Hoffman, R. L. Neuromuscular plasticity during and following 3 wk of human forearm cast immobilization. J. Appl. Physiol. 105, 868-878 (2008).
  12. Brasil-Neto, J. P., et al. Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J. Clin. Neurophysiol. 9, 132-136 (1992).
  13. Damron, L. A., Dearth, D. J., Hoffman, R. L., Clark, B. C. Quantification of the corticospinal silent period evoked via transcranial magnetic stimulation. Journal of Neuroscience Methods. 173, 121-128 (2008).
  14. McGinley, M. P., Clark, B. C. Transcranial magnetic stimulation and the human neuromuscular system. Horizons in Neuroscience Research. , Nova Science Publishers. (2012).
  15. Damron, L. A., Hoffman, R. L., Dearth, D. J., Clark, B. C. Quantification of the corticospinal silent period evoked via transcranial magnetic brain stimulation. J. Neurosci. Methods. 173, 121-128 (2008).
  16. Clark, B. C., Quick, A. Exploring the pathophysiology of Mal de Debarquement. J. Neurol. 258, 1166-1168 (2011).
  17. Ortu, E., Deriu, F., Suppa, A., Tolu, E., Rothwell, J. C. Effects of volitional contraction on intracortical inhibition and facilitation in the human motor cortex. J. Physiol. 586, 5147-5159 (2008).
  18. Dishman, J. D., Greco, D. S., Burke, J. R. Motor-evoked potentials recorded from lumbar erector spinae muscles: a study of corticospinal excitability changes associated with spinal manipulation. J. Manipulative. Physiol. Ther. 31, 258-270 (2008).
  19. Kuppuswamy, A. Cortical control of erector spinae muscles during arm abduction in humans. Gait. Posture. 27, 478-484 (2008).
  20. Strutton, P. H., Theodorou, S., Catley, M., McGregor, A. H., Davey, N. J. Corticospinal excitability in patients with chronic low back pain. J. Spinal. Disord. Tech. 18, 420-424 (2005).
  21. Taniguchi, S., Tani, T. Motor-evoked potentials elicited from human erector spinae muscles by transcranial magnetic stimulation. Spine (Philadelphia. 24, 154-157 (1999).
  22. Taniguchi, S., Tani, T., Ushida, T., Yamamoto, H. Motor evoked potentials elicited from erector spinae muscles in patients with thoracic myelopathy. Spinal. Cord. 40, 567-573 (2002).
  23. O'Connell, N. E., Maskill, D. W., Cossar, J., Nowicky, A. V. Mapping the cortical representation of the lumbar paravertebral muscles. Clin. Neurophysiol. 118, 2451-2455 (2007).
  24. Maeda, F., Pascual-Leone, A. Transcranial magnetic stimulation: studying motor neurophysiology of psychiatric disorders. Psychopharmacology (Berl). 168, 359-376 (2003).
  25. Ziemann, U. TMS and drugs. Clin. Neurophysiol. 115, 1717-1729 (2004).
  26. Tergau, F., et al. Complete suppression of voluntary motor drive during the silent period after transcranial magnetic stimulation. Exp. Brain. Res. 124, 447-454 (1999).
  27. Di Lazzaro, V., et al. The physiological basis of transcranial motor cortex stimulation in conscious humans. Clin. Neurophysiol. 115, 255-266 (2004).
  28. Iles, J. F., Pisini, J. V. Cortical modulation of transmission in spinal reflex pathways of man. J. Physiol. 455, 425-446 (1992).
  29. Gandevia, S. C., Petersen, N., Butler, J. E., Taylor, J. L. Impaired response of human motoneurones to corticospinal stimulation after voluntary exercise. J. Physiol. 521 (Pt. 3), 749-759 (1999).
  30. Hallett, M. Transcranial magnetic stimulation: a primer. Neuron. 55, 187-199 (2007).
  31. Damron, L. A., Dearth, D. J., Hoffman, R. L., Clark, B. C. Quantification of the corticospinal silent period evoked via transcranial magnetic stimulation. J. Neurosci. Methods. 173, 121-128 (2008).
  32. Cantello, R. Applications of transcranial magnetic stimulation in movement disorders. J. Clin. Neurophysiol. 19, 272-293 (2002).
  33. Chen, R. The clinical diagnostic utility of transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee. Clin. Neurophysiol. 119, 504-532 (2008).
  34. Edwards, M. J., Talelli, P., Rothwell, J. C. Clinical applications of transcranial magnetic stimulation in patients with movement disorders. Lancet. Neurol. 7, 827-840 (2008).
  35. Terao, Y., Ugawa, Y. Basic mechanisms of TMS. J. Clin. Neurophysiol. 19, 322-343 (2002).
  36. McDonnell, M. N., Orekhov, Y., Ziemann, U. The role of GABA(B) receptors in intracortical inhibition in the human motor cortex. Exp. Brain. Res. 173, 86-93 (2006).
  37. Perez-de-Sa, V., et al. High brain tissue oxygen tension during ventilation with 100% oxygen after fetal asphyxia in newborn sheep. Pediatr. Res. 65, 57-61 (2009).
  38. Anand, S., Hotson, J. Transcranial magnetic stimulation: neurophysiological applications and safety. Brain. Cogn. 50, 366-386 (2002).
  39. Chen, R. Depression of motor cortex excitability by low-frequency transcranial magnetic stimulation. Neurology. 48, 1398-1403 (1997).
  40. Tokay, T., Holl, N., Kirschstein, T., Zschorlich, V., Kohling, R. High-frequency magnetic stimulation induces long-term potentiation in rat hippocampal slices. Neurosci. Lett. 461, 150-154 (2009).
  41. Taylor, J. L., Gandevia, S. C. Noninvasive stimulation of the human corticospinal tract. J. Appl. Physiol. 96, 1496-1503 (2004).
  42. Martin, P. G., Hudson, A. L., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Reproducible measurement of human motoneuron excitability with magnetic stimulation of the corticospinal tract. J. Neurophysiol. 102, 606-613 (2009).
  43. Cohen, L. G., Bandinelli, S., Findley, T. W., Hallett, M. Motor reorganization after upper limb amputation in man. A study with focal magnetic stimulation. Brain. 114 (Pt. 114 1B), 615-627 (1991).
  44. Penfield, W., Boldrey, E. Somatic motor and sensory representation in cerebral cortex of man as studied by electrical stimulation. Brain. 60, 389-443 (1937).
  45. Sohn, Y. H., Hallett, M. Motor evoked potentials. Phys. Med. Rehabil. Clin. N. Am. 15, 117-131 (2004).
  46. Thickbroom, G. W., Mastagliam, F. L. Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Pascual-Leone, A. , Arnold Publishers. (2002).
  47. Wolf, S. L., Butler, A. J., Alberts, J. L., Kim, M. W. Contemporary linkages between EMG, kinetics and stroke rehabilitation. J. Electromyogr. Kinesiol. 15, 229-239 (2005).
  48. Butler, A. J., Wolf, S. L. Putting the brain on the map: use of transcranial magnetic stimulation to assess and induce cortical plasticity of upper-extremity movement. Phys. Ther. 87, 719-736 (2007).
  49. Curra, A. Transcranial magnetic stimulation techniques in clinical investigation. Neurology. 59, 1851-1859 (2002).
  50. Nudo, R. J. Plasticity. NeuroRx. 3, 420-427 (2006).
  51. Rossini, P. M., Dal Forno, G. Integrated technology for evaluation of brain function and neural plasticity. Phys. Med. Rehabil. Clin. N. Am. 15, 263-306 (2004).
  52. Lefaucheur, J. P. Methods of therapeutic cortical stimulation. Neurophysiol. Clin. 39, 1-14 (2009).
  53. Tyvaert, L., et al. The effect of repetitive transcranial magnetic stimulation on dystonia: a clinical and pathophysiological approach. Neurophysiol. Clin. 36, 135-143 (2006).
  54. Webster, B. R., Celnik, P. A., Cohen, L. G. Noninvasive brain stimulation in stroke rehabilitation. NeuroRx. 3, 474-481 (2006).

Tags

Медицина выпуск 59 неврологии мышцы электромиография физиологии TMS сила управления двигателем. саркопения dynapenia поясничный
Использование транскраниальной магнитной стимуляции по изучению прав нервно-мышечной системы
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Goss, D. A., Hoffman, R. L., Clark,… More

Goss, D. A., Hoffman, R. L., Clark, B. C. Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System. J. Vis. Exp. (59), e3387, doi:10.3791/3387 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter