JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
العربية

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Neuroscience

قياس فترة الصمت المعاكسة الناجمة عن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة أحادي النبضة للتحقيق في تثبيط القشرية الشوكية M1

Published: August 23, 2022
doi:
10.3791/64231
, , , , , , , , , , ,
1Neuromodulation Center and Center for Clinical Research Learning, Spaulding Rehabilitation Hospital and Massachusetts General Hospital,Harvard Medical School, 2Universidad de Investigación para la Generación y Síntesis de Evidencia en Salud, Universidad San Ignacio de Loyola, 3Research and Development,Soterix Medical, 4City College of New York

Summary

يعد تقييم فترة الصمت المقابلة (cSP) علامة حيوية واعدة لفهرسة استثارة القشرة والاستجابة العلاجية. نعرض بروتوكولا لتقييم cSP مخصص لدراسة تثبيط M1 القشري النخاعي للأطراف العلوية والسفلية.

Abstract

فترة الصمت المعاكس (cSP) هي فترة قمع في نشاط العضلات الكهربائية الخلفية التي تم التقاطها بواسطة تخطيط كهربية العضل (EMG) بعد إثارة جهد المحرك (MEP). للحصول على هذا ، يتم استنباط MEP بواسطة نبضة تحفيز مغناطيسي عبر الجمجمة فوق عتبة (TMS) يتم تسليمها إلى القشرة الحركية الأولية (M1) للعضلة المستهدفة المختارة ، بينما يوفر المشارك تقلصا طوعيا موحدا للعضلات المستهدفة. cSP هو نتيجة للآليات المثبطة التي تحدث بعد MEP. يوفر تقييما زمنيا واسعا لتثبيط العمود الفقري في ~ 50 مللي ثانية الأولي ، والتثبيط القشري بعد ذلك. حاول الباحثون فهم الآلية البيولوجية العصبية وراء cSP بشكل أفضل للتحقق من صحتها كعلامة حيوية تشخيصية وبديلة وتنبؤية محتملة للأمراض العصبية والنفسية المختلفة. لذلك ، توضح هذه المقالة طريقة لقياس M1 cSP للأطراف السفلية والعلوية ، بما في ذلك مجموعة مختارة من العضلات المستهدفة ، ووضع القطب ، ووضع الملف ، وطريقة قياس تحفيز الانقباض الطوعي ، وإعداد الشدة ، وتحليل البيانات للحصول على نتيجة تمثيلية. لديها هدف تعليمي يتمثل في إعطاء إرشادات مرئية في أداء بروتوكول cSP ممكن وموثوق وقابل للتكرار للأطراف السفلية والعلوية ومناقشة التحديات العملية لهذه التقنية.

Introduction

فترة الصمت (SP) هي فترة من الصمت العضلي (EMG) الذي يتبع الجهد الحركي (MEP) الناجم عن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) المطبق أثناء تقلص العضلات المستمر. يمكن تطبيق نبض TMS فوق العتبة إما على القشرة الحركية الأولية المقابلة أو المماثلة (M1) للعضلة المستهدفة التي يتم تسجيل نشاط EMG منها مما يؤدي إلى ظاهرتين: فترة الصمت المقابلة (cSP) وفترة الصمت المماثل (iSP).

على الرغم من أن iSP و cSP يشتركان في ميزات متشابهة ، إلا أنهما قد يعكسان مكونات مختلفة قليلا. يعتقد أن الأول يعكس تثبيط عبر الثفن وبالتالي يكون بالكامل من أصل قشري 1,2. على العكس من ذلك ، يتم التحقيق في cSP كبديل محتمل لتثبيط القشرية الشوكية ، على الأرجح بوساطة مستقبلات حمض جاما أمينوبتيريك (GABA) B داخل M13،4،5.

دعما لدور cSP في المسارات بوساطة GABA ، وجدت الأعمال السابقة زيادة في مدة cSP بعد تناوله عن طريق الفم للمكونات المعززة ل GABA5،6،7،8. ومع ذلك ، تشارك عمليات العمود الفقري أيضا في تغيير مدته. ترتبط المرحلة السابقة (<50 مللي ثانية) من cSP بانخفاض قيم H-reflex3-a المنعكس الذي هو نتاج الدوائر العصبية الطرفية والذي يحدد استثارة الخلايا العصبية الشوكية9. يعتقد أن معالجة العمود الفقري تتم بوساطة من خلال تنشيط خلايا رينشو ، والخلايا العصبية الحركية بعد فرط الاستقطاب ، وتثبيط ما بعد المشبكي بواسطة الخلايا العصبية الشوكية10،11،12،13،14.

على الرغم من مساهمة العمود الفقري ، ينتج cSP بشكل أساسي عن تنشيط الخلايا العصبية المثبطة القشرية ، المسؤولة عن توليد الجزء الأخير من cSP (50-200 مللي ثانية) 3،10،13،15،16. في هذا الصدد ، ارتبط الجزء المبكر من مدة cSP بآليات تثبيط العمود الفقري ، في حين أن cSPs الطويلة تتطلب آليات مثبطة قشرية أكبر3،13،17،18.

لذلك ، يعد cSP مرشحا واعدا للعلامات الحيوية لسوء التكيف القشري الشوكي بسبب الاضطرابات العصبية ، في حين أن فترات cSP الأكثر أهمية من المحتمل أن تعكس زيادة في تثبيط القشرية الشوكية والعكس صحيح 5,11. وفقا لذلك ، وجدت الأعمال السابقة ارتباطا بين مدة cSP وأمراض مثل خلل التوتر العضلي ومرض باركنسون والألم المزمن والسكتة الدماغية وغيرها من الحالات العصبية التنكسية والنفسية19،20،21،22. لتوضيح ذلك ، في مجموعة هشاشة العظام في الركبة ، ارتبط تثبيط أعلى داخل القشرة (كما هو مفهرس بواسطة cSP) بعمر أصغر ، وتنكس غضروفي أكبر ، وأداء معرفي أقل في مقياس مونتريال للتقييم المعرفي23. علاوة على ذلك ، يمكن أن تؤدي تغييرات cSP أيضا إلى مؤشر طولي لاستجابة العلاج واستعادة المحرك24،25،26،27،28،29،30.

على الرغم من أن دور cSP واعد في مجال الطب النفسي العصبي ، فإن أحد الجوانب الصعبة في تقييمه هو أنه يمكن أن يكون حساسا جدا لاختلافات البروتوكول. على سبيل المثال ، يمكن تمييز مدة cSP (~ 100-300 مللي ثانية) 11 بين الأطراف العلوية والسفلية. وجد Salerno et al. متوسط مدة cSP يبلغ 121.2 مللي ثانية (± 32.5) للعضلة الظهرية بين العظام (FDI) الأولى و 75.5 مللي ثانية (± 21) للعضلة الظنبوبية الأمامية (TA) ، في عينة من مرضى الألم العضلي الليفي31. وبالتالي ، فإن الأدبيات تنقل عددا لا يحصى من الاختلافات في المعلمات المستخدمة لاستنباط cSPs ، والتي بدورها تعرض للخطر إمكانية المقارنة عبر الدراسات وتؤخر الترجمة إلى الممارسة السريرية. ضمن مجموعة سكانية مماثلة ، كانت البروتوكولات غير متجانسة فيما يتعلق بإعداد نبض TMS فوق العتبة المستخدم لتحفيز M1 والعضلات المستهدفة ، على سبيل المثال. علاوة على ذلك ، فشل الباحثون في الإبلاغ بشكل صحيح عن المعلمات المستخدمة في بروتوكولاتهم.

لذلك ، فإن الهدف هو توفير إرشادات مرئية حول كيفية تطبيق بروتوكول cSP مجدي وموثوق وسهل التكرار لتقييم استثارة M1 القشرية الشوكية للأطراف العلوية والسفلية ومناقشة التحديات المنهجية العملية لهذا الإجراء. أيضا ، للمساعدة في توضيح سبب اختيار المعلمات ، أجرينا مراجعة غير شاملة للأدبيات على Pubmed / MEDLINE لتحديد الأوراق المنشورة حول cSP في مجموعات الألم المزمن وإعادة التأهيل ، باستخدام مصطلح البحث: إعادة التأهيل (شبكة) أو إعادة التأهيل أو الألم المزمن أو السكتة الدماغية ومصطلحات مثل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة ونبضة واحدة أو فترة الصمت القشري. لم يتم تحديد معايير إدراج للاستخراج ، ويتم عرض النتائج المجمعة في الجدول 1 لأغراض التوضيح فقط.

Protocol

يتضمن هذا البروتوكول أبحاثا حول مواضيع بشرية وهو متحالف مع المبادئ التوجيهية المؤسسية والأخلاقية للجان الأخلاقية المحلية وإعلان هلسنكي. تم الحصول على موافقة مستنيرة من الأشخاص لاستخدام بياناتهم في الدراسة. 1. إجراءات ما قبل التجربة فحص الموضوع. فحص الموضوع ?…

Representative Results

بعد اتباع الإجراء خطوة بخطوة ، سيؤدي توصيل نبضة TMS فوق العتبة (120٪ من RMT) إلى استنباط MEP يمكن ملاحظته في تسجيل EMG للعضلة المستهدفة ، وفترة لاحقة من قمع نشاط EMG في الخلفية من حوالي 150 مللي ثانية إلى 300 مللي ثانية (الشكل 2). من نمط EMG هذا ، من الممكن حساب مقاييس cSP. أكثر النتائج المبلغ ?…

Discussion

يمكن أن يختلف SI الافتراضي لاستنباط MEP و SPs وفقا للسكان. وقد تبين أن الشدة المنخفضة التي تصل إلى 80٪ RMT تثير cSP في الأفراد الأصحاء39 ، ولا تزال الدراسات التي أجريت على كل من السكان الأصحاء والمرضى تستخدم شدة تصل إلى 150٪ RMT49،50،51. على ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

لا شكر وتقدير.

Materials

Alcohol pads Medline Preparation with 70% isopropyl alcohol
Conductive gel Weaver and Company Used on the electrode
Echo Pinch JTECH medical 0902A302 Digital dynamometer.
Mega-EMG Soterix Medical NS006201 Digital multiple channel EMG with built in software.
MEGA-TMS coil Soterix Medical NS063201 8 shaped TMS coil
Mega-TMS stimulator Soterix Medical 6990061 Single Pulse TMS
Neuro-MEP.NET Soterix Medical EMG software used to analyse the muscles eletrical activity.
Swim cap Kiefer
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Li, J. Y., Lai, P. H., Chen, R. Transcallosal inhibition in patients with callosal infarction. Journal of Neurophysiology. 109 (3), 659-665 (2013).
  2. Wassermann, E. M., Fuhr, P., Cohen, L. G., Hallett, M. Effects of transcranial magnetic stimulation on ipsilateral muscles. Neurology. 41 (11), 1795-1799 (1991).
  3. Fuhr, P., Agostino, R., Hallett, M. Spinal motor neuron excitability during the silent period after cortical stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 81 (4), 257-262 (1991).
  4. Meyer, B. U., Röricht, S., Gräfin von Einsiedel, H., Kruggel, F., Weindl, A. Inhibitory and excitatory interhemispheric transfers between motor cortical areas in normal humans and patients with abnormalities of the corpus callosum. Brain. 118, 429-440 (1995).
  5. Hupfeld, K. E., Swanson, C. W., Fling, B. W., Seidler, R. D. TMS-induced silent periods: A review of methods and call for consistency). Journal of Neuroscience Methods. 346, 108950 (2020).
  6. Siebner, H. R., Dressnandt, J., Auer, C., Conrad, B. Continuous intrathecal baclofen infusions induced a marked increase of the transcranially evoked silent period in a patient with generalized dystonia. Muscle Nerve. 21 (9), 1209-1212 (1998).
  7. Vallence, A. M., Smalley, E., Drummond, P. D., Hammond, G. R. Long-interval intracortical inhibition is asymmetric in young but not older adults. Journal of Neurophysiology. 118 (3), 1581-1590 (2017).
  8. Manconi, F. M., Syed, N. A., Floeter, M. K. Mechanisms underlying spinal motor neuron excitability during the cutaneous silent period in humans. Muscle Nerve. 21 (10), 1256-1264 (1998).
  9. Romanò, C., Schieppati, M. Reflex excitability of human soleus motoneurones during voluntary shortening or lengthening contractions. The Journal of Physiology. 390, 271-284 (1987).
  10. Cantello, R., Gianelli, M., Civardi, C., Mutani, R. Magnetic brain stimulation: the silent period after the motor evoked potential. Neurology. 42 (10), 1951-1959 (1992).
  11. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clinical Neurophysiology. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  12. Classen, J., Benecke, R. Inhibitory phenomena in individual motor units induced by transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 97 (5), 264-274 (1995).
  13. Inghilleri, M., Berardelli, A., Cruccu, G., Manfredi, M. Silent period evoked by transcranial stimulation of the human cortex and cervicomedullary junction. The Journal of Physiology. 466, 521-534 (1993).
  14. Roick, H., von Giesen, H. J., Benecke, R. On the origin of the postexcitatory inhibition seen after transcranial magnetic brain stimulation in awake human subjects. Experimental Brain Research. 94 (3), 489-498 (1993).
  15. Chen, R., Lozano, A. M., Ashby, P. Mechanism of the silent period following transcranial magnetic stimulation. Evidence from epidural recordings. Experimental Brain Research. 128 (4), 539-542 (1999).
  16. Schnitzler, A., Benecke, R. The silent period after transcranial magnetic stimulation is of exclusive cortical origin: evidence from isolated cortical ischemic lesions in man. Neuroscience Letters. 180 (1), 41-45 (1994).
  17. Cantello, R., Tarletti, R., Civardi, C. Transcranial magnetic stimulation and Parkinson’s disease. Brain Research. Brain Research Reviews. 38 (3), 309-327 (2002).
  18. Ziemann, U., Netz, J., Szelényi, A., Hömberg, V. Spinal and supraspinal mechanisms contribute to the silent period in the contracting soleus muscle after transcranial magnetic stimulation of human motor cortex. Neuroscience Letters. 156 (1-2), 167-171 (1993).
  19. Paci, M., Di Cosmo, G., Perrucci, M. G., Ferri, F., Costantini, M. Cortical silent period reflects individual differences in action stopping performance. Scientific Reports. 11 (1), 15158 (2021).
  20. Poston, B., Kukke, S. N., Paine, R. W., Francis, S., Hallett, M. Cortical silent period duration and its implications for surround inhibition of a hand muscle. The European Journal of Neuroscience. 36 (7), 2964-2971 (2012).
  21. Vidor, L. P., et al. Association of anxiety with intracortical inhibition and descending pain modulation in chronic myofascial pain syndrome. BMC Neuroscience. 15, 42 (2014).
  22. Bradnam, L., et al. Afferent inhibition and cortical silent periods in shoulder primary motor cortex and effect of a suprascapular nerve block in people experiencing chronic shoulder pain. Clinical Neurophysiology. 127 (1), 769-778 (2016).
  23. Simis, M., et al. Increased motor cortex inhibition as a marker of compensation to chronic pain in knee osteoarthritis. Scientific Reports. 11 (1), 24011 (2021).
  24. List, J., et al. Cortical reorganization due to impaired cerebral autoregulation in individuals with occlusive processes of the internal carotid artery. Brain Stimulation. 7 (3), 381-387 (2014).
  25. Gray, W. A., Palmer, J. A., Wolf, S. L., Borich, M. R. Abnormal EEG responses to TMS during the cortical silent period are associated with hand function in chronic stroke. Neurorehabilitation and Neural Repair. 31 (7), 666-676 (2017).
  26. Braune, H. J., Fritz, C. Transcranial magnetic stimulation-evoked inhibition of voluntary muscle activity (silent period) is impaired in patients with ischemic hemispheric lesion. Stroke. 26 (4), 550-553 (1995).
  27. Goodwill, A. M., Teo, W. -. P., Morgan, P., Daly, R. M., Kidgell, D. J. Bihemispheric-tDCS and upper limb rehabilitation improves retention of motor function in chronic stroke: A pilot study. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 258 (2016).
  28. Cincotta, M., et al. Suprathreshold 0.3 Hz repetitive TMS prolongs the cortical silent period: potential implications for therapeutic trials in epilepsy. Clinical Neurophysiology. 114 (10), 1827-1833 (2003).
  29. Langguth, B., et al. Transcranial magnetic stimulation for the treatment of tinnitus: effects on cortical excitability. BMC Neuroscience. 8, 45 (2007).
  30. Priori, A., et al. Rhythm-specific pharmacological modulation of subthalamic activity in Parkinson’s disease. Experimental Neurology. 189 (2), 369-379 (2004).
  31. Salerno, A., et al. Motor cortical dysfunction disclosed by single and double magnetic stimulation in patients with fibromyalgia. Clinical Neurophysiology. 111 (6), 994-1001 (2000).
  32. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Screening questionnaire before TMS: an update. Clinical Neurophysiology. 122 (8), 1686 (2011).
  33. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety of, T.M.S.C.G. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  34. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  35. Hermens, H. J., Freriks, B., Disselhorst-Klug, C., Rau, G. Development of recommendations for SEMG sensors and sensor placement procedures. Journal of Electromyography and Kinesiology. 10 (5), 361-374 (2000).
  36. Groppa, S., et al. A practical guide to diagnostic transcranial magnetic stimulation: report of an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 123 (5), 858-882 (2012).
  37. Daskalakis, Z. J., et al. An automated method to determine the transcranial magnetic stimulation-induced contralateral silent period. Clinical Neurophysiology. 114 (5), 938-944 (2003).
  38. Orth, M., Rothwell, J. C. The cortical silent period: intrinsic variability and relation to the waveform of the transcranial magnetic stimulation pulse. Clinical Neurophysiology. 115 (5), 1076-1082 (2004).
  39. Säisänen, L., et al. Factors influencing cortical silent period: optimized stimulus location, intensity and muscle contraction. Journal of Neuroscience Methods. 169 (1), 231-238 (2008).
  40. Kojima, S., et al. Modulation of the cortical silent period elicited by single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulation. BMC Neuroscience. 14 (1), 43 (2013).
  41. Poston, B., Kukke, S. N., Paine, R. W., Francis, S., Hallett, M. Cortical silent period duration and its implications for surround inhibition of a hand muscle. The European Journal of Neuroscience. 36 (7), 2964-2971 (2012).
  42. Kimiskidis, V. K., et al. Silent period to transcranial magnetic stimulation: construction and properties of stimulus-response curves in healthy volunteers. Experimental Brain Research. 163 (1), 21-31 (2005).
  43. Chipchase, L., et al. A checklist for assessing the methodological quality of studies using transcranial magnetic stimulation to study the motor system: an international consensus study. Clinical Neurophysiology. 123 (9), 1698-1704 (2012).
  44. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clinical Neurophysiology. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  45. Zeugin, D., Ionta, S. Anatomo-Functional origins of the cortical silent period: Spotlight on the basal ganglia. Brain Sciences. 11 (6), 705 (2021).
  46. Person, R. S., Kozhina, G. V. Investigation of the silent period by a poststimulus histogram method. Neurophysiology. 10 (2), 123-129 (1978).
  47. Stinear, C. M., Coxon, J. P., Byblow, W. D. Primary motor cortex and movement prevention: where Stop meets Go. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 33 (5), 662-673 (2009).
  48. Mathis, J., de Quervain, D., Hess, C. W. Dependence of the transcranially induced silent period on the ‘instruction set’ and the individual reaction time. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 109 (5), 426-435 (1998).
  49. Chandra, S. R., Issac, T. G., Nagaraju, B. C., Philip, M. A study of cortical excitability, central motor conduction, and cortical inhibition using single pulse transcranial magnetic stimulation in patients with early frontotemporal and Alzheimer’s Dementia. Indian Journal of Psychological Medicine. 38 (1), 25-30 (2016).
  50. Bocci, T., et al. Spinal direct current stimulation modulates short intracortical inhibition. Neuromodulation. 18 (8), 686-693 (2015).
  51. Zunhammer, M., et al. Modulation of human motor cortex excitability by valproate. Psychopharmacology (Berl). 215 (2), 277-280 (2011).
  52. Ho, K. H., Nithi, K., Mills, K. R. Covariation between human intrinsic hand muscles of the silent periods and compound muscle action potentials evoked by magnetic brain stimulation: evidence for common inhibitory connections. Experimental Brain Research. 122 (4), 433-440 (1998).
  53. Acler, M., Fiaschi, A., Manganotti, P. Long-term levodopa administration in chronic stroke patients. A clinical and neurophysiologic single-blind placebo-controlled cross-over pilot study. Restorative Neurology and Neuroscience. 27 (4), 277-283 (2009).
  54. Volz, M. S., et al. Dissociation of motor task-induced cortical excitability and pain perception changes in healthy volunteers. PLoS One. 7 (3), 34273 (2012).
  55. Veldema, J., Nowak, D. A., Gharabaghi, A. Resting motor threshold in the course of hand motor recovery after stroke: a systematic review. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 18 (1), 158 (2021).
  56. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  57. Ortu, E., et al. Primary motor cortex hyperexcitability in Fabry’s disease. Clinical Neurophysiology. 124 (7), 1381-1389 (2013).
  58. Goodwill, A. M., Teo, W. P., Morgan, P., Daly, R. M., Kidgell, D. J. Bihemispheric-tDCS and upper limb rehabilitation improves retention of motor function in chronic stroke: A pilot study. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 258 (2016).
  59. Mayorga, T., et al. Motor-Evoked potentials of the abductor hallucis muscle and their relationship with foot arch functional anatomy. Journal of American Podiatric Medical Association. 107 (5), 467-470 (2017).
  60. Matsugi, A., et al. Cerebellar transcranial magnetic stimulation reduces the silent period on hand muscle electromyography during force control. Brain Science. 10 (2), 63 (2020).
  61. van Kuijk, A. A., Pasman, J. W., Geurts, A. C., Hendricks, H. T. How salient is the silent period? The role of the silent period in the prognosis of upper extremity motor recovery after severe stroke. Journal of Clinical Neurophysiology. 22 (1), 10-24 (2005).
  62. Wu, L., Goto, Y., Taniwaki, T., Kinukawa, N., Tobimatsu, S. Different patterns of excitation and inhibition of the small hand and forearm muscles from magnetic brain stimulation in humans. Clinical Neurophysiology. 113 (8), 1286-1294 (2002).
  63. Hunter, S. K., Todd, G., Butler, J. E., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Recovery from supraspinal fatigue is slowed in old adults after fatiguing maximal isometric contractions. Journal of Applied Physiology. 105 (4), 1199-1209 (2008).
  64. Yoon, T., Schlinder-Delap, B., Keller, M. L., Hunter, S. K. Supraspinal fatigue impedes recovery from a low-intensity sustained contraction in old adults. Journal of Applied Physiology. 112 (5), 849-858 (2012).
  65. Kennedy, D. S., McNeil, C. J., Gandevia, S. C., Taylor, J. L. Effects of fatigue on corticospinal excitability of the human knee extensors. Experimental Physiology. 101 (12), 1552-1564 (2016).
  66. Goodall, S., Howatson, G., Thomas, K. Modulation of specific inhibitory networks in fatigued locomotor muscles of healthy males. Experimental Brain Research. 236 (2), 463-473 (2018).
  67. Neva, J. L., et al. Multiple measures of corticospinal excitability are associated with clinical features of multiple sclerosis. Behavioural Brain Research. 297, 187-195 (2016).
  68. Caumo, W., et al. Motor cortex excitability and BDNF levels in chronic musculoskeletal pain according to structural pathology. Frontiers in Human Neuroscience. 10, 357 (2016).
  69. Chen, M., Deng, H., Schmidt, R. L., Kimberley, T. J. Low-Frequency repetitive transcranial magnetic stimulation targeted to premotor cortex followed by primary motor cortex modulates excitability differently than premotor cortex or primary motor cortex stimulation alone. Neuromodulation. 18 (8), 678-685 (2015).
  70. van Kuijk, A. A., et al. Definition dependent properties of the cortical silent period in upper-extremity muscles, a methodological study. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 11, 1 (2014).
  71. van Kuijk, A. A., et al. Stimulus-response characteristics of motor evoked potentials and silent periods in proximal and distal upper-extremity muscles. Journal of Electromyography and Kinesiology. 19 (4), 574-583 (2009).
  72. Vernillo, G., Temesi, J., Martin, M., Millet, G. Y. Mechanisms of fatigue and recovery in upper versus lower limbs in men. Medicine and Science in Sports and Exercise. 50 (2), 334-343 (2018).
  73. Chen, M., et al. Evaluation of the cortical silent period of the laryngeal motor cortex in healthy individuals. Frontiers in Neuroscience. 11, 88 (2017).
  74. Masakado, Y., Akaboshi, K., Nagata, M., Kimura, A., Chino, N. Motor unit firing behavior in slow and fast contractions of the first dorsal interosseous muscle of healthy men. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 97 (6), 290-295 (1995).
  75. Petersen, N. T., Pyndt, H. S., Nielsen, J. B. Investigating human motor control by transcranial magnetic stimulation. Experimental Brain Research. 152 (1), 1-16 (2003).
  76. Dharmadasa, T., et al. The effect of coil type and limb dominance in the assessment of lower-limb motor cortex excitability using TMS. Neuroscience Letters. 699, 84-90 (2019).
  77. 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).
  78. Proessl, F., et al. Characterizing off-target corticospinal responses to double-cone transcranial magnetic stimulation. Experimental Brain Research. 239 (4), 1099-1110 (2021).
  79. Dharmadasa, T., et al. The effect of coil type and limb dominance in the assessment of lower-limb motor cortex excitability using TMS. Neuroscience Letters. 699, 84-90 (2019).
  80. 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).

Tags

Contralateral Silent PeriodTranscranial Magnetic StimulationM1 Corticospinal InhibitionFDI MuscleEMGMuscle ContractionHotspot

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Rebello-Sanchez, I., Parente, J., Pacheco-Barrios, K., Marduy, A., Pimenta, D. C., Lima, D., Slawka, E., Cardenas-Rojas, A., Rosa, G. R., Nazim, K., Datta, A., Fregni, F. Measuring Contralateral Silent Period Induced by Single-Pulse Transcranial Magnetic Stimulation to Investigate M1 Corticospinal Inhibition. J. Vis. Exp. (186), e64231, doi:10.3791/64231 (2022).
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