Misurazione del periodo di silente controlaterale indotto dalla stimolazione magnetica transcranica a impulso singolo per studiare l'inibizione corticospinale M1

Il periodo di silenzio (SP) è un periodo di silenzio elettromiografico (EMG) che segue un potenziale motorio evocato (MEP) indotto dalla stimolazione magnetica transcranica (TMS) applicata durante la contrazione muscolare sostenuta. L’impulso TMS soprasoglia può essere applicato alla corteccia motoria primaria controlaterale o omolaterale (M1) del muscolo bersaglio da cui viene registrata l’attività EMG producendo due fenomeni: periodo di silente controlaterale (cSP) e periodo di silente omolaterale (iSP).

Anche se iSP e cSP condividono caratteristiche simili, possono riflettere componenti leggermente diversi. Si ritiene che il primo rifletta l’inibizione transcallosa e quindi sia interamente di origine ^{corticale 1,2}. Al contrario, cSP è studiato come un possibile surrogato dell’inibizione corticospinale, molto probabilmente mediata dai recettori B dell’acido gamma-aminobutirrico (GABA) all’interno di M1 ^3,4,5.

A sostegno del ruolo di cSP nelle vie mediate da GABA, lavori precedenti hanno riscontrato un aumento della durata del cSP dopo somministrazione orale di componenti potenzianti il GABA 5,6,7,8. Tuttavia, i processi spinali sono anche coinvolti nell’alterare la sua durata. La fase precedente (<50 ms) del cSP è associata a valori ridotti del riflesso H^3-a che è un prodotto dei neurocircuiti periferici e che quantifica l’eccitabilità dei neuroni spinali⁹. Si ritiene che l’elaborazione spinale sia mediata attraverso l’attivazione delle cellule di Renshaw, la post-iperpolarizzazione del motoneurone e l’inibizione postsinaptica da parte degli interneuroni spinali 10,11,12,13,14.

Nonostante il contributo spinale, cSP deriva principalmente dall’attivazione dei neuroni inibitori corticali, che sono responsabili della generazione della parte successiva del cSP (50-200 ms)3,10,13,15,16. A tale riguardo, la prima parte della durata della cSP è stata associata a meccanismi di inibizione spinale, mentre i cSP lunghi richiedono meccanismi inibitori corticali più grandi 3,13,17,18.

Pertanto, cSP è un promettente biomarcatore candidato per il disadattamento corticospinale dovuto a disturbi neurologici, mentre durate più significative di cSP riflettono potenzialmente un aumento dell’inibizione corticospinale e viceversa ^5,11. Di conseguenza, lavori precedenti hanno trovato un’associazione tra la durata del cSP e patologie come distonia, morbo di Parkinson, dolore cronico, ictus e altre condizioni neurodegenerative e psichiatriche 19,20,21,22. Per illustrare, in una coorte di osteoartrosi del ginocchio, una maggiore inibizione intracorticale (come indicizzato da cSP) è stata associata a età più giovane, maggiore degenerazione della cartilagine e minori prestazioni cognitive nella scala di valutazione cognitiva di Montreal²³. Inoltre, le variazioni della cSP potrebbero anche indicizzare longitudinalmente la risposta al trattamento e il recupero motorio 24,25,26,27,28,29,30.

Per quanto promettente sia il ruolo del cSP nel campo della neuropsichiatria, un aspetto impegnativo della sua valutazione è che può essere troppo sensibile alle variazioni del protocollo. Ad esempio, la durata del cSP (~100-300 ms)¹¹ è distinguibile tra arti superiori e inferiori. Salerno et al. hanno trovato una durata media del cSP di 121,2 ms (± 32,5) per il primo muscolo interosseo dorsale (FDI) e 75,5 ms (± 21) per il muscolo tibiale anteriore (TA), in un campione di pazienti con fibromialgia³¹. Pertanto, la letteratura trasmette una miriade di divergenze nei parametri utilizzati per ottenere cSP, che a sua volta mette a repentaglio la comparabilità tra gli studi e ritarda la traduzione nella pratica clinica. All’interno di una popolazione simile, i protocolli sono stati eterogenei per quanto riguarda l’impostazione dell’impulso TMS sopra soglia utilizzata per stimolare M1 e il muscolo bersaglio, per esempio. Inoltre, i ricercatori non sono riusciti a riportare correttamente i parametri utilizzati nei loro protocolli.

Pertanto, l’obiettivo è quello di fornire una linea guida visiva su come applicare un protocollo cSP fattibile, affidabile e facilmente riproducibile per valutare l’eccitabilità corticospinale M1 degli arti superiori e inferiori e discutere le sfide metodologiche pratiche di tale procedura. Inoltre, per aiutare a illustrare il ragionamento per la scelta dei parametri, abbiamo condotto una revisione della letteratura non esaustiva su Pubmed / MEDLINE per identificare articoli pubblicati su cSP nelle popolazioni di dolore cronico e riabilitazione, utilizzando il termine di ricerca: Riabilitazione (Mesh) o riabilitazione o dolore cronico o ictus e termini come stimolazione magnetica transcranica e singolo impulso o periodo di silenzio corticale. Non sono stati definiti criteri di inclusione per l’estrazione e i risultati aggregati sono visualizzati nella tabella 1 solo a scopo illustrativo.