인간의 코르티 코돈 구강 내 전달의 비 침습적 평가

영장류에서 대뇌 피질 연계는 자발적인 행동을 통제하는 주요 하강 경로를 구성합니다 ¹ . corticospinal 경로 직접 monosynaptic corticomotoneuronal 연결을 통해 간접 oligos 및 polysynaptic 연결 ^{2 , 3을} 통해 척수 α – motoneurons에 대뇌 피질의 영역을 연결합니다. Transcranial 자기 자극 (TMS)에 의해 모터 피질이 비 침습적으로 쉽게 자극 될 수 있지만,이 자극에 대한 유발 된 전자기 조영 반응은 종종 해석하기가 어렵습니다. 그 이유는 MEP (Compound Motor Evoked Potential)가 대뇌 피질 및 대뇌 피질 신경 세포, 척수 신경 세포 및 척수 α 운동 신경 세포의 흥분성 변화에 영향을받을 수 있기 때문입니다. 여러 비 침습적 전기 생리학cal 기술 및 자극 프로토콜은 대뇌 피질 척수의 흥분성 및 전달의 변화가 피질 또는 척수 수준에서의 변화에 ​​의해 유발되는지를 결정하는 것을 목표로한다. 일반적으로 전기적으로 유발 된 H- 반사의 진폭 변화는 운동 신경 풀에서 흥분성의 변화를 나타내는 '지표'로 사용됩니다. 그러나, 이전에 H- 반사가 운동 신경 풀의 흥분성에 의존 할뿐만 아니라, presynaptic inhibition 8,9 또는 homosynaptic post-activation depression 5,10와 같은 다른 인자들에 의해 조절된다는 것도 보여 주었다. MEPs와 H-reflexes를 비교할 때 또 다른 한계는 interneuronal 수준 ^{11 , 12} 에 흥분성 변화를 검출하는 장애입니다. 이러한 단점 이외에, 운동 신경 세포는 말초 신경 자극에 의해 다르게 활성화 될 수있다.motoneuronal 흥분성의 변화가 corticospinal 경로 ^{13 , 14 , 15} 를 통해 중재 반응과 비교하여 다른 종류의 방법에 이러한 반응에 영향을 미칠 수 있도록.

피질 효과로부터 척수를 분리하는 데 사용되는 또 다른 방법은 운동 피질의 Transcranial Electrical Stimulation (TES)을 나타낸다. 낮은 자극 강도에서 적용하면 TES는 피질 흥분성의 변화에 ​​영향을받지 않는다고 주장되었다. TES와 TMS가 대뇌 피질 경로를 통해 α-motoneuron을 활성화 시키므로, 자기 및 전기적으로 유발 된 MEP의 비교는 H 반사의 비교보다 MEP 크기의 변화의 피질 적 특성에 대한 결론을 도출하는 더 매력적인 방법을 제공한다 및 MEP. 그러나 자극 강도가 증가하면 TES 유발 MEP는 피질 흥분성의 변화에 ​​영향을받습니다 <sup class = "xref"> 17 ^{, 18} . 이 문제는 전기 자극이 모터 피질에 적용되지 않고 자궁 경부 교합 접합에 적용될 때 우회 될 수 있습니다. 그러나 전기적 자극이 상지와하지 근육에서 자궁 경부 근육 유발 잠재 성을 유발할 수 있지만 대부분의 피실험자는 뇌간 (및 피질)에서의 전기 자극을 매우 불쾌하고 고통스럽게 느낍니다. 덜 고통스런 대안은 inion ¹⁹ 에서 자기 자극을 사용하여 cervicomedullary junction에서 대뇌 피질 경로를 활성화하는 것입니다. Cervicomedullary Magnetic Stimulation (CMS)은 대뇌 피질의 TMS와 동일한 하강 섬유를 활성화시키고 대뇌 피질의 흥분성 변화는 MEP와 cMEP를 비교함으로써 감지 할 수 있다는 것이 일반적으로 받아 들여지고있다. 대뇌 피질 세포 및 대뇌 피질 신경 세포의 흥분성 증가는 대뇌 피질을 촉진시키는 것으로 생각된다cervicomedullary evoked MEP에서 동시적인 변화없이 MEP를 유발 하였다.

그러나, 대부분의 피험자들에서 휴식 20,21에서하지에서 자기 적으로 유발 된 cMEP를 얻는 것은 불가능합니다. 이 문제를 극복하기위한 한 가지 접근법은 목표 근육을 자발적으로 미리 계약함으로써 척추 운동 신경의 흥분성을 높이는 것이다. 그러나 수축 강도의 약간의 변화가 cMEP의 크기에 영향을 미친다는 것은 잘 알려져있다. 따라서 서로 다른 작업을 비교하는 것은 어렵습니다. 또한 사전 수축으로 인한 운동 신경 흥분성의 변화는 MEPs와 cMEPs에 영향을 미치지 만, 반드시 같은 정도는 아닙니다. 마지막으로 화합물 MEP와 화합물 cMEP를 비교하여 내림차순 발리에 포함 된 일부 정보가 손실됩니다. 이것은 자기 운동 피질 자극에 의한 족저 근, 경골 근위부 및 카피 방사형 근육의 H- 반사의 조절을 포함하는 연구에 의해 밝혀졌다^{12 , 22 일} 말초 신경 자극과 TMS를 ​​특정한 interstimulus intervals (ISI)와 함께 운동 피질에 결합시킴으로써, 다른 하강하는 발리의 H- 반사에 대한 촉진 및 억제 효과를 연구하는 것이 가능합니다. 이 기술은 동물 실험에서 신경 경로의 전송을 결정하는 데 사용되는 공간 촉진 기술에 크게 영향을 받았으며이 기술의 비 침습적 간접 버전으로 볼 수 있습니다 ²³ . H- 반사는 대뇌 피질 경로의 다른 부분 (빠른 대 피질 척추 투석 대 대 피질 척추 투영)을 구별하는 데 중요 할뿐만 아니라 제어되고 유사한 방법으로 척추 흥분을 높이는 것도 중요합니다. 따라서, 휴식과 활동 중에, 이러한 자극 기술의 조합은 높은 시간 해상도를 갖는 피질 척수 경로의 상이한 분획에서의 변화의 평가, 즉 t가장 빠른, 아마도 단일 시냅스 corticomotoneuronal 연결과 느린 olig – 및 polysynaptic 경로 ^{12 , 22 , 24 , 25} . 최근이 기술은 모터 피질 (M1- 컨디셔닝)에 대한 TMS로 H- 반사를 조절할뿐만 아니라 자궁 경부 교합 (CMS- 컨디셔닝)에서 추가적인 컨디셔닝 자극에 의해 연장되었다. M1- 및 CMS- 컨디셔닝 사이의 효과를 비교함으로써,이 기술은 높은 시간 해상도를 갖는 경로 특이성 분화를 가능하게하고 대뇌 피질 대 척수 메카니즘에 대한 해석을 가능하게한다. 더욱이 가장 중요한 것은 현재 연구와 관련하여이 기술은 조기 촉진을 고려할 때 대뇌 피질 운동 신경 시냅스에서의 전달 평가를 허용합니다. H- 반사의 조기 촉진은 가능하면 활성화에 의한 것입니다척수 운동 신경 세포로의 직접적, 단일 시냅스 corticomotoneural 투영 ^{12 , 26} . 가장 빠른 corticospinal 경로를 시험하기 위해 초기 촉진제 인 H-reflex를 TMS 2 ~ 4 ms 전에 추출해야합니다. 그 이유는 H 반사 (약 34 ms, ²⁵ 참조)에 비해 MEP (약 32 ms; ²⁷ 참조)의 지연이 약간 짧기 때문입니다. TMS를 적용하기 직전에 H- 반사를 유발하면 척추 운동 신경 수준에서 오름차순 및 가장 빠른 하강 흥분의 수렴으로 이어진다. TMS가 cervicomedullary junction을 통해 적용되면 하강하는 발리는 M1을 자극 한 후보다 척추 운동 신경 풀에서 3-4 ms 앞당겨 도착합니다. 따라서 CMS- 컨디셔닝의 경우, 말초 신경 자극은 자기 펄스보다 6 – 8ms 전에 유발되어야합니다. CMS 조절 후 조기 촉진의 변화는 미분 방정식corticospinal tract와 α-motoneuron 사이의 시냅스에서 발생한다. 현재의 연구에서,이 최근 개발 된 기술은 낮은 주파수 반복적 인 TMS (rTMS)를 따르는 피질 효과와 척수를 구별하기 위해 사용되었습니다. 보다 구체적으로 우리는 rTMS 개입 후 M1- 컨디셔닝을 이용한 초기 촉진이 감소하지만 CMS- 컨디셔닝 후의 초기 촉진이 아니라면, 효과는 순수 피질의 근원이되어야한다고 가정했다. 대조적으로, CMS 조절을 이용한 초기 촉진이 변경되면, 이러한 변경은 척수 수준에서 발생하는 메커니즘과 관련되어야합니다. 보다 구체적으로, H- 반사의 조기 촉진은 척추 운동 신경에 직접적으로 피질 운동 신경 투상 돌기의 활성화에 기인 한 것으로 생각된다 ^{(12 , 29} ). 이때 CMS- 및 M1- 조절 H- 반사의 변화가 조기 촉진이 필요하다.변화된 corticomotoneuronal transmission 즉, 시냅스 효능 ²⁸ .