İnsanlarda Kas Tepkisini Modüle Etmek için Transkraniyal Manyetik Stimülasyon

Özet

Kaynak: Kuhn, Y. et al. Primer motor korteks içindeki intrakortikal inhibisyon, dikkat odağını değiştirerek modüle edilebilir. J. Vis. Uzm. (2017)

Bu video, motor nöron aktivitesini modüle etmek ve elektromiyografi (EMG) yoluyla kas tepkilerini ölçmek için transkraniyal manyetik stimülasyonun (TMS) kullanımını göstermektedir. Motor sıcak noktanın yerini belirlemek, stimülasyon eşiklerini belirlemek ve eşik altı TMS'nin (subTMS) kortikal inhibisyon üzerindeki etkilerini değerlendirmek için adımları ana hatlarıyla belirtir.

Protokol

İnsan katılımcıları içeren tüm prosedürler, insan refahı için kurumsal, ulusal ve uluslararası yönergelere uygun olarak gerçekleştirilmiş ve yerel kurumsal inceleme kurulu tarafından gözden geçirilmiştir.

1. Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS)
   1. Yansıtıcı işaretleyicileri çift taraflı yapışkan bantla katılımcının alnına sabitleyin.
      NOT: Yansıtıcı işaretleyiciler, bir nöronavigasyon sistemi kullanarak TMS'nin M1 üzerinden hedef alana sürekli olarak iletilmesine izin verir (bkz. Şekil 1). Nöronavigasyon sisteminin avantajı, bobin pozisyonunun uzaydaki kafatası pozisyonuna göre kaydedilebilmesi ve tüm deney boyunca herhangi bir zamanda kontrol edilebilmesidir.
   2. Uyaranları kontralateral motor kortikal el bölgesine iletmek için bir TMS stimülatörüne bağlı 95 mm'lik sekiz rakamlı bir odak bobini kullanın.
      NOT: İndüklenen akım arkadan öne doğru yönlendirilmeli ve ters modda verilmelidir. Dalga formu monofazik olmalıdır.
   3. Klasik bir haritalama prosedürü uygulayarak birinci dorsal interosseöz (FDI) kasta motor uyarılmış potansiyelleri (MEP'ler) ortaya çıkarmak için bobinin kafatasına göre en uygun konumunu (sıcak nokta) bulun.
      1. Bobini tepe noktasının yaklaşık 0,5 cm önüne ve orta hattın üzerine, bobin kolu karşı alnına doğru 45° gösterecek şekilde yerleştirerek başlayın.
         NOT: Bu, indüklenen akım akışının merkezi sulkusa yaklaşık olarak dik olmasını sağlayacaktır.
      2. Katılımcıları TMS uyaranlarına alıştırmak için, maksimum stimülatör çıkışının (MSO) %25'inin altındaki yoğunluklarda başlayın. Ardından, stimülasyon yoğunluğunu artırmaya başlayın ve sıcak noktayı keşfetmek için bobini medio-lateral ve rostro-frontal yönde hareket ettirin.
   4. Sıcak nokta bulunduğunda, nöronavigasyon sistemi ile en uygun konumu kaydedin. Stimülatör çıkışının yoğunluğunu ayarlayarak aktif motor eşiğini (aMT) belirleyin. AMT'yi, art arda beş denemeden üçünde 0.1 mV'den büyük FDI'nin elektromiyografisinde (EMG) MEP tepeden tepeye genlikleri uyandırmak için gereken minimum yoğunluk olarak tanımlayın.
2. SubTMS ile indüklenen EMG supresyonu (bkz. Şekil 2B).
   1. Şişeyi su doldurarak maksimum kuvvetin (Fmax) %10'unu temsil eden ağırlığı hazırlayın.
      NOT: Fmax'ın %10'u, gerçekleştirilen Fmax'a (3 denemenin en iyisi) göre seçilir. Eşik altı TMS protokolünde, daha önce yorgunluğun subTMS ile indüklenen EMG baskılanması üzerinde bir etkisi olduğu gösterildiğinden, Fmax'ın sadece% 10'u seçilmelidir. Aynı nedenle subTMS oturumunun ayrı bir oturumda gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Burada kullanılan su hacmi 0,3 L (Fmax'ın en küçük %30'u) ile 1,2 L (Fmax'ın en büyük %30'u) arasındadır.
   2. Katılımcılara görev hakkında bilgi verin; motor görev, %10'luk hafifliğe karşı koyarak işaret parmağını hedef pozisyonda tutmaktan oluşur.
   3. Katılımcılar rahat bir pozisyonda rahat kaldıklarında, dikkatin odağı hakkında herhangi bir talimat vermeden subTMS-EMG baskılanmasını ortaya çıkarmak için en uygun yoğunluğu bulurlar. Bunu yapmak için, daha önce belirlenen aMT'den %2'lik MSO'luk adımlarla art arda azaltın.
   4. Hala rahat ve konforlu bir pozisyonda otururken, katılımcılara Fmax'ın %10'unda iki ayrı izometrik işaret parmağı kaçırma işlemi yapmalarını ve FDI'nın EMG sinyalini kaydetmelerini sağlayın. Bu izometrik işaret parmağı kaçırma sırasında, 100 ms'lik bir zaman penceresinde 0,8 ila 1,1 s arasında değişen randomize bir uyaran arası aralık (ISI'ler) ile TMS'li ve TMS'siz 20 deneme kaydedin (kayıt yazılımındaki "kayıt" düğmesine basarak).
      NOT: Bu aralık, katılımcıların motor görevi çok uzun süre yerine getirmek zorunda kalmamalarını sağlar ve bu nedenle yorucu etkileri en aza indirir. Her seriden sonra, subTMS ile indüklenen EMG supresyonunu kontrol edin.
      1. EMG sinyallerindeki tüm negatif genlikleri pozitif genliklere dönüştürerek tam dalga düzeltmesi uygulayın. Zaman normalleştirilmiş ortalamayı kullanarak EMG sinyallerinin ortalamasını alın.
         NOT: SubTMS-EMG supresyonunun başlangıcı, TMS'li ve TMS'siz denemeler arasındaki farkın, TMS'den 20 ila 50 ms sonraki bir zaman penceresinde en az 4 ms boyunca negatif olduğu an olarak tanımlanır: EMG_Farkı =_{EMG Olmadan}- EMG_ile.
   5. En büyük EMG supresyonu ile gösterilen optimal stimülasyon yoğunluğu bulunana kadar adım 2.3'ü tekrarlayın.
      NOT: Optimal yoğunluk, aMT'nin yaklaşık %80'inde bulunur.
   6. Rahat ve konforlu bir pozisyonda otururken, katılımcılardan iki ayrı izometrik işaret parmağı kaçırma işlemi yapmalarını sağlayın.
      1. Bu izometrik işaret parmağı kaçırma sırasında, randomize ISI'lerle TMS'li ve TMS'siz 40 denemeyi kaydedin (kayıt yazılımındaki "kayıt" düğmesine basarak).
   7. Her seri arasında, yorgunluğun neden olabileceği herhangi bir önyargıyı en aza indirmek için en az 5 dakikalık bir ara verin.

Sonuçlar

Şekil 1. Deney düzeneği. A. 1. TMS bobini, el temsili üzerindeki kontralateral M1'in üzerine yerleştirilir. 2. Katılımcının alnı ve TMS bobini, TMS bobininin kafatasına göre konumunu kontrol etmek için yansıtıcı işaretleyicilerle monte edilmiş...

Malzemeler