Оценка контралатерального молчаливого периода (cSP) является многообещающим биомаркером для индексации возбудимости коры головного мозга и ответа на лечение. Мы демонстрируем протокол оценки cSP, предназначенный для изучения кортикоспинального торможения М1 верхних и нижних конечностей.
Контралатеральный период молчания (cSP) – это период подавления фоновой электрической мышечной активности, зафиксированной электромиографией (ЭМГ) после двигательного вызванного потенциала (MEP). Для этого MEP вызывается импульсом надпороговой транскраниальной магнитной стимуляции (TMS), доставляемым в первичную моторную кору (M1) выбранной целевой мышцы, в то время как участник обеспечивает стандартизированное произвольное сокращение целевой мышцы. cSP является результатом ингибирующих механизмов, которые возникают после MEP; Он обеспечивает широкую временную оценку спинального торможения в начальном ~ 50 мс и коркового торможения после. Исследователи попытались лучше понять нейробиологический механизм, лежащий в основе cSP, чтобы подтвердить его как потенциальный диагностический, суррогатный и прогностический биомаркер для различных нервно-психических заболеваний. Таким образом, в этой статье описывается метод измерения M1 cSP нижних и верхних конечностей, включая выбор целевой мышцы, размещение электродов, позиционирование катушки, метод измерения стимуляции произвольного сокращения, настройку интенсивности и анализ данных для получения репрезентативного результата. Его образовательная цель состоит в том, чтобы дать наглядное руководство по выполнению выполнимого, надежного и воспроизводимого протокола cSP для нижних и верхних конечностей и обсудить практические проблемы этой техники.
Период молчания (SP) – это период электромиографического (ЭМГ) молчания, который следует за моторно-вызванным потенциалом (MEP), вызванным транскраниальной магнитной стимуляцией (TMS), применяемой во время устойчивого сокращения мышц. Надпороговый импульс ТМС может быть применен либо к контралатеральной, либо к ипсилатеральной первичной моторной коре (M1) целевой мышцы, из которой регистрируется активность ЭМГ, что приводит к двум явлениям: контралатеральному периоду молчания (cSP) и ипсилатеральному периоду молчания (iSP).
Несмотря на то, что iSP и cSP имеют схожие функции, они могут отражать немного разные компоненты. Считается, что первый отражает транскаллезальное торможение и, таким образом, полностью имеет корковое происхождение 1,2. И наоборот, cSP исследуется как возможный суррогат кортикоспинального ингибирования, скорее всего, опосредованного рецепторами гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) B в M1 3,4,5.
Подтверждая роль цСП в ГАМК-опосредованных путях, в предыдущих работах было обнаружено увеличение продолжительности цСП после перорального приема ГАМК-усиливающих компонентов 5,6,7,8. Тем не менее, спинальные процессы также участвуют в изменении его продолжительности. Более ранняя фаза (<50 мс) cSP связана со снижением значений Н-рефлекса3-а, который является продуктом периферической нейросхемы и количественно определяет возбудимость спинальных нейронов9. Считается, что спинальная обработка опосредована активацией клеток Реншоу, мотонейроном после гиперполяризации и постсинаптическим ингибированием спинальными интернейронами 10,11,12,13,14.
Несмотря на вклад позвоночника, cSP возникает главным образом в результате активации корковых тормозных нейронов, которые отвечают за генерацию более поздней части cSP (50-200 мс)3,10,13,15,16. В этом отношении ранняя часть продолжительности cSP была связана с механизмами спинального торможения, тогда как длительные cSP требуют более крупных корковых ингибирующих механизмов 3,13,17,18.
Таким образом, cSP является многообещающим кандидатом на биомаркер кортикоспинальной дезадаптации из-за неврологических расстройств, тогда как более значимые длительности cSP потенциально отражают увеличение кортикоспинального торможения и наоборот 5,11. Соответственно, в предыдущих работах была обнаружена связь между продолжительностью cSP и такими патологиями, как дистония, болезнь Паркинсона, хроническая боль, инсульт и другие нейродегенеративные и психические состояния 19,20,21,22. Чтобы проиллюстрировать, в когорте остеоартрита коленного сустава более высокое интракортикальное ингибирование (индексируемое cSP) было связано с более молодым возрастом, большей дегенерацией хряща и меньшими когнитивными характеристиками в Монреальской шкале когнитивной оценки23. Кроме того, изменения cSP также могут продольно индексировать реакцию на лечение и восстановление моторики 24,25,26,27,28,29,30.
Какой бы многообещающей ни была роль cSP в области нейропсихиатрии, сложным аспектом его оценки является то, что он может быть слишком чувствителен к вариациям протокола. Например, длительность cSP (~100-300 мс)11 различима между верхними и нижними конечностями. Salerno et al. обнаружили среднюю продолжительность cSP 121,2 мс (± 32,5) для первой дорсальной межкостной мышцы (FDI) и 75,5 мс (± 21) для передней большеберцовой мышцы (TA) в выборке пациентов с фибромиалгией31. Таким образом, в литературе отмечается множество расхождений в параметрах, используемых для выявления cSP, что, в свою очередь, ставит под угрозу сопоставимость между исследованиями и задерживает перевод в клиническую практику. В аналогичной популяции протоколы были неоднородными в отношении, например, настройки надпорогового импульса ТМС, используемой для стимуляции M1 и целевой мышцы. Вдобавок ко всему, исследователи не смогли должным образом сообщить о параметрах, используемых в их протоколах.
Таким образом, цель состоит в том, чтобы предоставить визуальное руководство о том, как применять осуществимый, надежный и легко воспроизводимый протокол cSP для оценки кортикоспинальной возбудимости верхних и нижних конечностей M1, а также обсудить практические методологические проблемы этой процедуры. Кроме того, чтобы проиллюстрировать обоснование выбора параметров, мы провели неисчерпывающий обзор литературы на Pubmed/MEDLINE для выявления опубликованных работ по cSP в популяциях с хронической болью и реабилитацией, используя поисковый запрос: Реабилитация (Mesh) или реабилитация или хроническая боль или инсульт и такие термины, как транскраниальная магнитная стимуляция и одиночный импульс или кортикальный период молчания. Критерии включения для извлечения не были определены, и объединенные результаты показаны в таблице 1 только в иллюстративных целях.
Системы СИ по умолчанию для выявления MEP и SP могут варьироваться в зависимости от численности населения. Было показано, что интенсивность до 80% RMT вызывает cSP у здоровых людей39, тем не менее, в исследованиях как здоровых, так и больных популяций использовалась интенсивность д…
The authors have nothing to disclose.
Никаких подтверждений.
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 |