JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
神经科学

Transkraniyal Manyetik stimülasyon ikili Corticospinal yolları kullanarak ayak bileği kas değerlendirilmesi navigasyon

Published: February 19, 2019
doi:
10.3791/58944
, , , ,
1Department of Neurology,New York University School of Medicine, 2Department of Health Sciences and Research,Medical University of South Carolina, 3Department of Physical Therapy,University of Nevada Las Vegas, 4Department of Health Professions,Medical University of South Carolina, 5Ralph H. Johnson VA Medical Center, 6Department of Psychiatry,Medical University of South Carolina, 7Division of Physical Therapy,Medical University of South Carolina

Summary

Corticomotor yanıt tibialis anterior ve soleus aynı anda, iki taraflı değerlendirilmesi bir tek darbe Transkraniyal Manyetik stimülasyon ve neuronavigation kullanarak dinlenme ve tonik gönüllü etkinleştirme sırasında mevcut protokolünü açıklar sistem.

Abstract

Distal bacak kasları insanlarda ana motor inen yol, biri corticospinal yolu üzerinden motor kortikal alanlarda sinir girişi alabilme ve Transkraniyal Manyetik stimülasyon (TMS) kullanılarak değerlendirilebilir. Gibi yürüme, dik Postür ve dinamik görevler, distal bacak kasları rolü verilen değerlendirme ve modülasyon corticospinal yollarini bu kaslar işlevi göreli olarak büyüyen bir araştırma ilgi son on yılda ortaya çıkmıştır. Ancak, önceki çalışmalarında kullanılan metodolojik parametreler kesitsel ve uzunlamasına çalışmalar sonuçlarından yorum daha az sağlam yapım çalışmaları arasında çeşitli var. Dolayısıyla, bacak kasları corticomotor yanıt (CMR) değerlendirilmesi için belirli bir standart TMS Protokolü’nün kullanılmasına sonuçları doğrudan karşılaştırma için çalışmalar ve birlik izin verir. Bu kağıt amacı aynı anda tek darbe TMS ile bir neuronavigation sistemi kullanarak ikili CMR iki ana ayak bileği antagonistik kas, tibialis anterior ve soleus, değerlendirmek için esneklik sağlayan protokol sunmaktır. Muayene kas tamamen rahat veya isometrically maksimum izometrik gönüllü daralma yüzde tanımlanmış sözleşmeli modundayken mevcut iletişim kuralı geçerlidir. Her ilgilinin yapısal Mr neuronavigation sistemiyle kullanmak doğru ve hassas bobin değerlendirme sırasında bacak kortikal temsiller üzerinde konumlandırma sağlar. Tutarsızlığı türetilmiş CMR çalışmalarında göz önüne alındığında, bu iletişim kuralını da otomatik algoritmaları kullanarak bu önlemlerin bir standart hesaplama açıklar. Bu iletişim kuralı dik Postür veya dinamik görevleri sırasında yürütülen değil rağmen çift taraflı bacak kasları, uzlaşmaz ya da sinerjik, hem nörolojik sağlam ve Engelli bireylerde herhangi bir çift değerlendirmek için kullanılabilir.

Introduction

Tibialis anterior (TA) ve soleus (SOL) sırasıyla alt bacak anterior ve posteiror bölümünde bulunan ayak bileği antagonistik kas vardır. TA ve SOL ana işlevi dorsiflex ve plantarflex talocrural ortak sırasıyla1her iki kas uniarticular, iken. Ayrıca, SOL bir anti yerçekimi kas kas2küçük gezi ile yüksek güç oluşturmak için tasarlanmış ise TA uzun kas geziler için daha işlevsel ve daha az güç üretimi için önemli olduğunu. Her iki kas dik Postür ve dinamik görevleri (Örneğin, yürüyüş)3,4sırasında özellikle ilgilidir. Sinir kontrolü ile ilgili motorneuron havuzları her iki kas sinir sürücü yolları5,6, ek olarak duyusal sürücü değişen derecelerde inen motor ile beyin alırsınız.

Ana motor yolu azalan birincil, premotor ve tamamlayıcı motor alanlarından kaynaklanan ve spinal motorneuron havuzları7,8‘ sonlandırır ve corticospinal yolu olduğunu. İnsanlarda, bu yolu (corticomotor yanıt – CMR) fonksiyonel durumunu feasibly Transkraniyal Manyetik stimülasyon (TMS), non-invaziv beyin stimülasyonu aracı9,10kullanarak tespit edilebilir. Giriş TMS ve işlevsel öneme verilen beri dik Postür görev ve yürüyüş sırasında TA CMR ve SOL çeşitli tabur ve görevleri11,12,13,14 değerlendirildi var ,15,16,17,18,19,20,21,22,23 ,24,25,26,27,28,29,30,31,32 .

Üst ekstremite kasları33içinde CMR değerlendirme aksine, hiçbir evrensel TMS Protokolü CMR değerlendirme alt ekstremite kasları için kurulmuştur. Oluşturulmuş protokol ve önceki çalışmalar arasında büyük metodolojik değişkenlik eksikliği nedeniyle (Örneğin, tipi bobin, neuronavigation, düzeyi tonik harekete geçirmek, test yan ve kas, kullanımı kullanın ve CMR hesaplanması ölçer, vb. ), sonuçları arasında yorumlanması çalışmalar ve tabur hantal, karmaşık ve yanlış olabilir. Ölçülerin işlevsel olarak çeşitli motor görevleri ilgili olarak, oluşturulmuş TMS protokol alt ekstremite CMR değerlendirme belirli motor nörologlar ve rehabilitasyon bilim adamları arasında bu kaslarda CMR sistematik olarak değerlendirmek izin verir oturumları ve çeşitli birlik.

Bu nedenle, bu iletişim kuralının amacı TA ve SOL tek darbe TMS ve neuronavigation sistemini kullanarak CMR ikili bir değerlendirme tarif etmektir. Önceki iş aksine, bu iletişim kuralını geçerlilik ve deneme süresi optimize metodolojik faktörler istihdam ederek rigor deneysel yordamlar, veri toplama ve veri analizi en üst düzeye çıkarmak ve CMR standartlaştırmak amaçlamaktadır Bu iki alt ekstremite kasları değerlendirilmesi. Bir kas CMR olup kas tamamen rahat veya kısmen aktif bağlıdır göz önüne alındığında, bu protokolü nasıl TA ve SOL CMR dinlenme ve tonik gönüllü etkinleştirme sırasında (TVA) tespit edilebilir açıklar. Aşağıdaki bölümlerde iyice mevcut iletişim kuralı anlatacağım. Son olarak, temsilci veri sundu ve tartışıldı. Burada açıklanan protokol bundan Charalambous vd. 201832türetilir.

Protocol

Bu protokol için sunulan tüm deneysel yordamları yerel Kurumsal değerlendirme Komitesi tarafından onaylanmış ve Helsinki Deklarasyonu doğrultusunda vardır. 1. işlem ve emanet soru formlarını rıza Herhangi bir deneme önce her konuya aim(s) çalışma, ana deneysel prosedürler ve çalışmaya katılan ile ilişkili herhangi bir potansiyel risk faktörleri açıklamak. Herhangi bir sorunuz veya endişeniz özneler yanıtladıktan sonra konular onayı işlemi kabul ve ayd?…

Representative Results

Şekil 2-4 mevcut veri temsilcisi bir nörolojik sağlam 31 yaşındaki erkeğe ait boy ve kilo 178 cm ve 83 kg, sırasıyla. Şekil 2 ikili sıcak noktalar ve her ayak bileği kas RMT sunar. Spot kullanarak bulunan her hemisphere bacak alanında ortasına (bkz. Şekil 1Bmeydanlarda) MSO sıcak nokta avcılık için kullanılan çift taraflı % 45 yoğunluğunu. Her bir kas için sıcak nokta konum hemisferlerin arasında farklılık, henüz o…

Discussion

Nasıl motor korteks yaptığı katkının bacak kasları motor kontrol için çeşitli kohort dinamik görevleri sırasında ortaya çıkan ilgi göz önüne alındığında, bu kaslar kapsamlı değerlendirmesini açıklar bir standart TMS protokol gereklidir. Bu nedenle, ilk kez, mevcut iletişim kuralı standart metodolojik yordamlar sağlar iki ayak bileği uzlaşmaz kaslar, SOL ve TA, ikili değerlendirilmesi iki kas durumu (dinlenme ve TVA) sırasında tek darbe TMS ile neuronavigation kullanarak.

<p class="jo…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar Dr Jesse C. Dean metodolojik geliştirme ile yardım ve el yazması bir taslak üzerinde geri bildirim sağlamak için teşekkür ederiz. Bu eser bir VA kariyer geliştirme Ödülü-2 RR & D N0787-W (MGB), bir Kurumsal Geliştirme Ödülü üzerinden ulusal genel tıbbi Bilimler Enstitüsü NIH grant numarası P20-GM109040 (SAK) altında ve P2CHD086844 (SAK) tarafından desteklenmiştir. İçerik Department of Veterans Affairs veya Amerika Birleşik Devletleri hükümetinin görüşlerini temsil etmiyor.

Materials

2 Magstim stimulators (Bistim module) The Magstim Company Limited; Whitland, UK Used to elicit bilateral motor evoked potentials in tibialis anterior and soleus muscles.
Adaptive parameter estimation by sequential testing (PEST) for TMS http://www.clinicalresearcher.org/software.htm Used to determine motor thresholds.
Amplifier Motion Lab Systems; Baton Rouge, LN, USA MA-300 Used to amplify EMG data.
Data Aqcuisition Unit Motion Lab Systems; Baton Rouge, LN, USA Micro 1401 Used to aqcuire EMG data.
Double cone coil The Magstim Company Limited; Whitland, UK PN: 9902AP Used to elicit bilateral motor evoked potentials in tibialis anterior and soleus muscles.
Polaris Northen Digital Inc.; Waterloo, Ontario, Canada Used to track the reflectiive markers located on subject tracker and coil tracker.
Signal Cambridge Electronics Design Limited; Cambridge, UK version 6 Used to collect motor evoked potentials during rest and TVA.
Single double differential surface EMG electrodes Motion Lab Systems; Baton Rouge, LN, USA MA-411 Used to record EMG signals.
TMS Frameless Stereotaxy Neuronavigation Sytem Brainsight 3, Rouge Research,
Montreal, Canada		 Used to navigate coil position during TMS assessment.
Walker boot Mountainside Medical Equipment, Marcy, NY Used to stabilize ankle joint.
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schünke, M., Schulte, E., Ross, L. M., Schumacher, U., Lamperti, E. D. . Thieme Atlas of Anatomy: General Anatomy and Musculoskeletal System. , (2006).
  2. Lieber, R. L., Friden, J. Functional and clinical significance of skeletal muscle architecture. Muscle Nerve. 23 (11), 1647-1666 (2000).
  3. Winter, D. A. . The biomechanics and motor control of human gait: Normal, Elderly and Pathological. , (1991).
  4. Winter, D. A. . A.B.C. (anatomy, Biomechanics and Control) of Balance During Standing and Walking. , (1995).
  5. Nielsen, J. B. Motoneuronal drive during human walking. Brain Research Reviews. 40 (1-3), 192-201 (2002).
  6. Nielsen, J. B. How we walk: central control of muscle activity during human walking. Neuroscientist. 9 (3), 195-204 (2003).
  7. Davidoff, R. A. The pyramidal tract. Neurology. 40 (2), 332-339 (1990).
  8. Nathan, P. W., Smith, M. C., Deacon, P. The corticospinal tracts in man. Course and location of fibres at different segmental levels. Brain. 113 (Pt 2), 303-324 (1990).
  9. Hallett, M. Transcranial magnetic stimulation and the human brain. Nature. 406 (6792), 147-150 (2000).
  10. Hallett, M. Transcranial magnetic stimulation: a primer. Neuron. 55 (2), 187-199 (2007).
  11. Brouwer, B., Ashby, P., Midroni, G. Excitability of corticospinal neurons during tonic muscle contractions in man. Experimental Brain Research. 74 (3), 649-652 (1989).
  12. Advani, A., Ashby, P. Corticospinal control of soleus motoneurons in man. Canadian Journal Physiology and Pharmacology. 68 (9), 1231-1235 (1990).
  13. Holmgren, H., Larsson, L. E., Pedersen, S. Late muscular responses to transcranial cortical stimulation in man. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 75 (3), 161-172 (1990).
  14. Ackermann, H., Scholz, E., Koehler, W., Dichgans, J. Influence of posture and voluntary background contraction upon compound muscle action potentials from anterior tibial and soleus muscle following transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 81 (1), 71-80 (1991).
  15. Brouwer, B., Ashby, P. Corticospinal projections to lower limb motoneurons in man. Experimental Brain Research. 89 (3), 649-654 (1992).
  16. Priori, A., et al. Transcranial electric and magnetic stimulation of the leg area of the human motor cortex: single motor unit and surface EMG responses in the tibialis anterior muscle. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Evoked Potentials Section. 89 (2), 131-137 (1993).
  17. Valls-Sole, J., Alvarez, R., Tolosa, E. S. Responses of the soleus muscle to transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 93 (6), 421-427 (1994).
  18. Brouwer, B., Qiao, J. Characteristics and variability of lower limb motoneuron responses to transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 97 (1), 49-54 (1995).
  19. Devanne, H., Lavoie, B. A., Capaday, C. Input-output properties and gain changes in the human corticospinal pathway. Experimental Brain Research. 114 (2), 329-338 (1997).
  20. Capaday, C., Lavoie, B. A., Barbeau, H., Schneider, C., Bonnard, M. Studies on the corticospinal control of human walking. I. Responses to focal transcranial magnetic stimulation of the motor cortex. Journal of Neurophysiology. 81 (1), 129-139 (1999).
  21. Terao, Y., et al. Predominant activation of I1-waves from the leg motor area by transcranial magnetic stimulation. Brain Research. 859 (1), 137-146 (2000).
  22. Christensen, L. O., Andersen, J. B., Sinkjaer, T., Nielsen, J. Transcranial magnetic stimulation and stretch reflexes in the tibialis anterior muscle during human walking. Journal of Physiology. 531 (Pt 2), 545-557 (2001).
  23. Bawa, P., Chalmers, G. R., Stewart, H., Eisen, A. A. Responses of ankle extensor and flexor motoneurons to transcranial magnetic stimulation). Journal of Neurophysiology. 88 (1), 124-132 (2002).
  24. Soto, O., Valls-Sole, J., Shanahan, P., Rothwell, J. Reduction of intracortical inhibition in soleus muscle during postural activity. Journal of Neurophysiology. 96 (4), 1711-1717 (2006).
  25. Barthelemy, D., et al. Impaired transmission in the corticospinal tract and gait disability in spinal cord injured persons. Journal of Neurophysiology. 104 (2), 1167-1176 (2010).
  26. Barthelemy, D., et al. Functional implications of corticospinal tract impairment on gait after spinal cord injury. Spinal Cord. 51 (11), 852-856 (2013).
  27. Beaulieu, L. D., Masse-Alarie, H., Brouwer, B., Schneider, C. Brain control of volitional ankle tasks in people with chronic stroke and in healthy individuals. Journal of Neurological Science. 338 (1-2), 148-155 (2014).
  28. Palmer, J. A., Hsiao, H., Awad, L. N., Binder-Macleod, S. A. Symmetry of corticomotor input to plantarflexors influences the propulsive strategy used to increase walking speed post-stroke. Clinical Neurophysiology. 127 (3), 1837-1844 (2016).
  29. Palmer, J. A., Needle, A. R., Pohlig, R. T., Binder-Macleod, S. A. Atypical cortical drive during activation of the paretic and nonparetic tibialis anterior is related to gait deficits in chronic stroke. Clinical Neurophysiology. 127 (1), 716-723 (2016).
  30. Palmer, J. A., Hsiao, H., Wright, T., Binder-Macleod, S. A. Single Session of Functional Electrical Stimulation-Assisted Walking Produces Corticomotor Symmetry Changes Related to Changes in Poststroke Walking Mechanics. Physical Therapy. , (2017).
  31. Palmer, J. A., Zarzycki, R., Morton, S. M., Kesar, T. M., Binder-Macleod, S. A. Characterizing differential poststroke corticomotor drive to the dorsi- and plantarflexor muscles during resting and volitional muscle activation. Journal of Neurophysiology. 117 (4), 1615-1624 (2017).
  32. Charalambous, C. C., Dean, J. C., Adkins, D. L., Hanlon, C. A., Bowden, M. G. Characterizing the corticomotor connectivity of the bilateral ankle muscles during rest and isometric contraction in healthy adults. Journal of Electromyography and Kinesiology. 41, 9-18 (2018).
  33. Kleim, J. A., Kleim, E. D., Cramer, S. C. Systematic assessment of training-induced changes in corticospinal output to hand using frameless stereotaxic transcranial magnetic stimulation. Nature Protocols. 2 (7), 1675-1684 (2007).
  34. Shellock, F. G., Spinazzi, A. MRI safety update 2008: part 2, screening patients for MRI. American Journal of Roentgenology. 191 (4), 1140-1149 (2008).
  35. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Screening questionnaire before TMS: an update. Clinical Neurophysiology. 122 (8), 1686 (2011).
  36. Conti, A., et al. Navigated transcranial magnetic stimulation for "somatotopic" tractography of the corticospinal tract. Neurosurgery. 10, 542-554 (2014).
  37. Comeau, R. . Transcranial Magnetic Stimulation. , 31-56 (2014).
  38. Cram, J. R., Criswell, E. . Cram’s Introduction to Surface Electromyography. , (2011).
  39. Hermens, H. J., Freriks, B., Merletti, R., Stegeman, D., Blok, J., Rau, G., Disselhorst-Klug, C., Hagg, G. . European Recommendations for Surface ElectroMyoGraphy: Results of the Seniam Project (SENIAM). , (1999).
  40. Awiszus, F. TMS and threshold hunting. Supplements to Clinical Neurophysiology. 56, 13-23 (2003).
  41. Sinclair, C., Faulkner, D., Hammond, G. Flexible real-time control of MagStim 200(2) units for use in transcranial magnetic stimulation studies. Journal of Neuroscience Methods. 158 (2), 133-136 (2006).
  42. Alkadhi, H., et al. Reproducibility of primary motor cortex somatotopy under controlled conditions. American Journal of Neuroradiology. 23 (9), 1524-1532 (2002).
  43. Rossini, P. M., et al. Applications of magnetic cortical stimulation. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology Supplement. 52, 171-185 (1999).
  44. Borckardt, J. J., Nahas, Z., Koola, J., George, M. S. Estimating resting motor thresholds in transcranial magnetic stimulation research and practice: a computer simulation evaluation of best methods. Journak for ECT. 22 (3), 169-175 (2006).
  45. Livingston, S. C., Friedlander, D. L., Gibson, B. C., Melvin, J. R. Motor evoked potential response latencies demonstrate moderate correlations with height and limb length in healthy young adults. The Neurodiagnostic Journal. 53 (1), 63-78 (2013).
  46. Cacchio, A., et al. Reliability of TMS-related measures of tibialis anterior muscle in patients with chronic stroke and healthy subjects. Journal of Neurological Science. 303 (1-2), 90-94 (2011).
  47. Saisanen, L., et al. Factors influencing cortical silent period: optimized stimulus location, intensity and muscle contraction. Journal of Neuroscience Methods. 169 (1), 231-238 (2008).
  48. Ertekin, C., et al. A stable late soleus EMG response elicited by cortical stimulation during voluntary ankle dorsiflexion. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Electromyography and Motor Control. 97 (5), 275-283 (1995).
  49. Tarkka, I. M., McKay, W. B., Sherwood, A. M., Dimitrijevic, M. R. Early and late motor evoked potentials reflect preset agonist-antagonist organization in lower limb muscles. Muscle Nerve. 18 (3), 276-282 (1995).
  50. Ziemann, U., et al. Dissociation of the pathways mediating ipsilateral and contralateral motor-evoked potentials in human hand and arm muscles. Journal of Physiology. 518 (Pt 3), 895-906 (1999).
  51. McCambridge, A. B., Stinear, J. W., Byblow, W. D. Are ipsilateral motor evoked potentials subject to intracortical inhibition?. Journal of Neurophysiology. 115 (3), 1735-1739 (2016).
  52. Tazoe, T., Perez, M. A. Selective activation of ipsilateral motor pathways in intact humans. Journal of Neuroscience. 34 (42), 13924-13934 (2014).
  53. Chen, R., Yung, D., Li, J. Y. Organization of ipsilateral excitatory and inhibitory pathways in the human motor cortex. Journal of Neurophysiology. 89 (3), 1256-1264 (2003).
  54. Wassermann, E. M., Pascual-Leone, A., Hallett, M. Cortical motor representation of the ipsilateral hand and arm. Experimental Brain Research. 100 (1), 121-132 (1994).
  55. Kesar, T. M., Stinear, J. W., Wolf, S. L. The use of transcranial magnetic stimulation to evaluate cortical excitability of lower limb musculature: Challenges and opportunities. Restorative Neurology and Neuroscience. 36 (3), 333-348 (2018).
  56. Lefaucheur, J. P. Why image-guided navigation becomes essential in the practice of transcranial magnetic stimulation. Neurophysiologie Clinique/Clinical Neurophysiology. 40 (1), 1-5 (2010).
  57. Sparing, R., Hesse, M. D., Fink, G. R. Neuronavigation for transcranial magnetic stimulation (TMS): where we are and where we are going. Cortex. 46 (1), 118-120 (2010).
  58. Sparing, R., Buelte, D., Meister, I. G., Pauš, T., Fink, G. R. Transcranial magnetic stimulation and the challenge of coil placement: a comparison of conventional and stereotaxic neuronavigational strategies. Human Brain Mapping. 29 (1), 82-96 (2008).
  59. Gugino, L. D., et al. Transcranial magnetic stimulation coregistered with MRI: a comparison of a guided versus blind stimulation technique and its effect on evoked compound muscle action potentials. Clinical Neurophysiology. 112 (10), 1781-1792 (2001).
  60. Jung, N. H., et al. Navigated transcranial magnetic stimulation does not decrease the variability of motor-evoked potentials. Brain Stimulation. 3 (2), 87-94 (2010).
  61. Terao, Y., Ugawa, Y. Basic mechanisms of TMS. J Clin Neurophysiol. 19 (4), 322-343 (2002).
  62. Madhavan, S., Rogers, L. M., Stinear, J. W. A paradox: after stroke, the non-lesioned lower limb motor cortex may be maladaptive. European Journal of Neuroscience. 32 (6), 1032-1039 (2010).
  63. Kujirai, T., et al. Corticocortical inhibition in human motor cortex. Journal of Physiology. 471, 501-519 (1993).
  64. Ziemann, U. Intracortical inhibition and facilitation in the conventional paired TMS paradigm. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology Supplement. 51, 127-136 (1999).
  65. Cavaleri, R., Schabrun, S. M., Chipchase, L. S. The number of stimuli required to reliably assess corticomotor excitability and primary motor cortical representations using transcranial magnetic stimulation (TMS): a systematic review and meta-analysis. Systematic Reviews. 6 (1), 48 (2017).
  66. Goldsworthy, M. R., Hordacre, B., Ridding, M. C. Minimum number of trials required for within- and between-session reliability of TMS measures of corticospinal excitability. 神经科学. 320, 205-209 (2016).
  67. Cavaleri, R., Schabrun, S. M., Chipchase, L. S. Determining the Optimal Number of Stimuli per Cranial Site during Transcranial Magnetic Stimulation Mapping. Neuroscience Journal. 2017, 6328569 (2017).
  68. Groppa, S., et al. A practical guide to diagnostic transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 123 (5), 858-882 (2012).
  69. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord and roots: basic principles and procedures for routine clinical application. Report of an IFCN committee. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 91 (2), 79-92 (1994).
  70. Rothwell, J. C., et al. Magnetic stimulation: motor evoked potentials. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology Supplement. 52, 97-103 (1999).
  71. Silbert, B. I., Patterson, H. I., Pevcic, D. D., Windnagel, K. A., Thickbroom, G. W. A comparison of relative-frequency and threshold-hunting methods to determine stimulus intensity in transcranial magnetic stimulation. Clinical Neurophysiology. 124 (4), 708-712 (2013).
  72. Obata, H., Sekiguchi, H., Nakazawa, K., Ohtsuki, T. Enhanced excitability of the corticospinal pathway of the ankle extensor and flexor muscles during standing in humans. Experimental Brain Research. 197 (3), 207-213 (2009).
  73. Tokuno, C. D., Taube, W., Cresswell, A. G. An enhanced level of motor cortical excitability during the control of human standing. Acta Physiological (Oxf). 195 (3), 385-395 (2009).
  74. Obata, H., Sekiguchi, H., Ohtsuki, T., Nakazawa, K. Posture-related modulation of cortical excitability in the tibialis anterior muscle in humans. Brain Research. 1577, 29-35 (2014).
  75. Remaud, A., Bilodeau, M., Tremblay, F. Age and Muscle-Dependent Variations in Corticospinal Excitability during Standing Tasks. PLoS ONE. 9 (10), e110004 (2014).
  76. Baudry, S., Collignon, S., Duchateau, J. Influence of age and posture on spinal and corticospinal excitability. Experimental Gerontology. 69, 62-69 (2015).
  77. Petersen, N. T., et al. Suppression of EMG activity by transcranial magnetic stimulation in human subjects during walking. Journal of Physiology. 537 (Pt 2), 651-656 (2001).
  78. Schubert, M., Curt, A., Jensen, L., Dietz, V. Corticospinal input in human gait: modulation of magnetically evoked motor responses. Experimental Brain Research. 115 (2), 234-246 (1997).
  79. Schubert, M., Curt, A., Colombo, G., Berger, W., Dietz, V. Voluntary control of human gait: conditioning of magnetically evoked motor responses in a precision stepping task. Experimental Brain Research. 126 (4), 583-588 (1999).
  80. Ngomo, S., Leonard, G., Moffet, H., Mercier, C. Comparison of transcranial magnetic stimulation measures obtained at rest and under active conditions and their reliability. Journal of Neuroscience Methods. 205 (1), 65-71 (2012).
  81. Niskanen, E., et al. Group-level variations in motor representation areas of thenar and anterior tibial muscles: Navigated Transcranial Magnetic Stimulation Study. Human Brain Mapping. 31 (8), 1272-1280 (2010).
  82. Thordstein, M., Saar, K., Pegenius, G., Elam, M. Individual effects of varying stimulation intensity and response criteria on area of activation for different muscles in humans. A study using navigated transcranial magnetic stimulation. Brain Stimulation. 6 (1), 49-53 (2013).
  83. Vaalto, S., et al. Long-term plasticity may be manifested as reduction or expansion of cortical representations of actively used muscles in motor skill specialists. Neuroreport. 24 (11), 596-600 (2013).
  84. Forster, M. T., Limbart, M., Seifert, V., Senft, C. Test-retest reliability of navigated transcranial magnetic stimulation of the motor cortex. Neurosurgery. 10, 55-56 (2014).
  85. Saisanen, L., et al. Non-invasive preoperative localization of primary motor cortex in epilepsy surgery by navigated transcranial magnetic stimulation. Epilepsy Research. 92 (2-3), 134-144 (2010).

Tags

Keyword Extraction:Navigated Transcranial Magnetic StimulationCorticospinal PathwaysAnkle MusclesBilateral AssessmentMotor-evoked PotentialsLower ExtremityTibialis AnteriorStrokeMotor ControlGaitNeuronavigationMRIMontreal Neurological Institute AtlasSkin ModelLeg Motor AreaMotor MappingElectrodesTibialis AnteriorLateral Soleus

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Charalambous, C. C., Liang, J. N., Kautz, S. A., George, M. S., Bowden, M. G. Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation. J. Vis. Exp. (144), e58944, doi:10.3791/58944 (2019).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image