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

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

M1 Kortikospinal İnhibisyonunu Araştırmak için Tek Darbeli Transkraniyal Manyetik Stimülasyonun İndüklediği Kontralateral Sessiz Dönemin Ölçülmesi

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

Kontralateral sessiz dönem (cSP) değerlendirmesi, kortikal uyarılabilirliği ve tedavi yanıtını indekslemek için umut verici bir biyobelirteçtir. Üst ve alt ekstremitelerin M1 kortikospinal inhibisyonunu incelemek için amaçlanan cSP’yi değerlendirmek için bir protokol gösteriyoruz.

Abstract

Kontralateral sessiz dönem (cSP), bir motor uyarılmış potansiyel (MEP) sonrasında elektromiyografi (EMG) ile yakalanan arka plan elektriksel kas aktivitesinde bir baskılanma periyodudur. Bunu elde etmek için, bir MEP, seçilen hedef kasın birincil motor korteksine (M1) verilen bir suprathreshold transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) darbesi ile ortaya çıkarken, katılımcı standartlaştırılmış bir gönüllü hedef kas kasılması sağlar. cSP, MEP’den sonra ortaya çıkan inhibitör mekanizmaların bir sonucudur; Başlangıçtaki ~50 ms’lik spinal inhibisyonun ve sonrasında kortikal inhibisyonun geniş bir zamansal değerlendirmesini sağlar. Araştırmacılar, farklı nöropsikiyatrik hastalıklar için potansiyel bir tanısal, vekil ve öngörücü biyobelirteç olarak doğrulamak için cSP’nin arkasındaki nörobiyolojik mekanizmayı daha iyi anlamaya çalışmışlardır. Bu nedenle, bu makalede, hedef kas seçimi, elektrot yerleştirme, bobin konumlandırma, gönüllü kasılma stimülasyonunu ölçme yöntemi, yoğunluk kurulumu ve temsili bir sonuç elde etmek için veri analizi dahil olmak üzere alt ve üst ekstremitelerin M1 cSP’sini ölçmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Alt ve üst ekstremiteler için uygulanabilir, güvenilir ve tekrarlanabilir bir cSP protokolünün gerçekleştirilmesinde görsel bir kılavuz vermek ve bu tekniğin pratik zorluklarını tartışmak için eğitim amacına sahiptir.

Introduction

Sessiz dönem (SP), sürekli kas kasılması sırasında uygulanan transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) tarafından indüklenen motor uyarılmış bir potansiyeli (MEP) takip eden bir elektromiyografik (EMG) sessizlik periyodur. Suprathreshold TMS pulse, EMG aktivitesinin kaydedildiği hedef kasın kontralateral veya ipsilateral primer motor korteksine (M1) uygulanabilir ve iki fenomen verir: kontralateral sessiz dönem (cSP) ve ipsilateral sessiz dönem (iSP).

iSP ve cSP benzer özellikleri paylaşsa da, biraz farklı bileşenleri yansıtabilir. Birincisinin transkallozal inhibisyonu yansıttığı ve dolayısıyla tamamen kortikal kökenli olduğu düşünülmektedir 1,2. Tersine, cSP, büyük olasılıkla M1 3,4,5 içindeki gama-aminobütirik asit (GABA) B reseptörlerinin aracılık ettiği kortikospinal inhibisyonun olası bir vekili olarak araştırılmaktadır.

GABA aracılı yollarda cSP’nin rolünü destekleyen önceki çalışmalar, GABA arttırıcı bileşenlerin oral uygulamasından sonra cSP süresinde bir artış bulmuştur 5,6,7,8. Yine de, spinal süreçler de süresini değiştirmede rol oynar. CSP’nin erken fazı (<50 ms), periferik nörodevrenin bir ürünü olan ve spinal nöronların uyarılabilirliğini ölçen azalmış H-refleks değerleri3-a refleksi ile ilişkilidir9. Spinal işlemenin, Renshaw hücrelerinin aktivasyonu, hiperpolarizasyon sonrası motonöron ve spinal internöronlar 10,11,12,13,14 tarafından postsinaptik inhibisyon yoluyla aracılık ettiği düşünülmektedir.

Spinal katkıya rağmen, cSP esas olarak cSP’nin (50-200 ms) sonraki kısmını üretmekten sorumlu olan kortikal inhibitör nöronların aktivasyonundan kaynaklanır 3,10,13,15,16. Bu bakımdan, cSP süresinin erken kısmı spinal inhibisyon mekanizmaları ile ilişkilendirilirken, uzun cSP’ler daha büyük kortikal inhibitör mekanizmalar talep eder 3,13,17,18.

Bu nedenle, cSP nörolojik bozukluklara bağlı kortikospinal maladaptasyon için umut verici bir biyobelirteç adayıdır, oysa daha önemli cSP süreleri potansiyel olarak kortikospinal inhibisyondaki artışı yansıtır ve bunun tersi de 5,11’dir. Buna göre, önceki çalışmalar cSP süresi ile distoni, Parkinson Hastalığı, kronik ağrı, inme ve diğer nörodejeneratif ve psikiyatrik durumlar gibi patolojiler arasında bir ilişki bulmuştur 19,20,21,22. Göstermek gerekirse, bir diz osteoartrit kohortunda, Montreal bilişsel değerlendirme ölçeği23’te daha yüksek bir intrakortikal inhibisyon (cSP tarafından indekslendiği gibi) daha genç yaş, daha fazla kıkırdak dejenerasyonu ve daha az bilişsel performans ile ilişkiliydi. Ayrıca, cSP değişiklikleri uzunlamasına tedavi yanıtını ve motor iyileşmeyide endeksleyebilir 24,25,26,27,28,29,30.

CSP’nin nöropsikiyatri alanındaki rolü ne kadar umut verici olsa da, değerlendirmesinin zorlu bir yönü, protokol varyasyonlarına karşı çok hassas olabileceğidir. Örneğin, cSP süresi (~100-300 ms)11 üst ve alt ekstremiteler arasında ayırt edilebilir. Salerno ve ark., fibromiyalji hastalarının bir örneğinde ilk dorsal interosseöz kas (DYY) için ortalama 121.2 ms (± 32.5) ve tibialis anterior kası (TA) için 75.5 ms (± 21) ortalama cSP süresi bulmuşlardır31. Bu nedenle, literatür, cSP’leri ortaya çıkarmak için kullanılan parametrelerde sayısız farklılık aktarmakta ve bu da çalışmalar arasında karşılaştırılabilirliği tehlikeye atmakta ve klinik pratiğe çeviriyi geciktirmektedir. Benzer bir popülasyonda, protokoller, örneğin M1’i ve hedef kası uyarmak için kullanılan eşik üstü TMS nabız ayarı ile ilgili heterojen olmuştur. Bunun da ötesinde, araştırmacılar protokollerinde kullanılan parametreleri düzgün bir şekilde rapor edemediler.

Bu nedenle amaç, üst ve alt ekstremitelerin M1 kortikospinal uyarılabilirliğini değerlendirmek için uygulanabilir, güvenilir ve kolayca tekrarlanabilir bir cSP protokolünün nasıl uygulanacağına dair görsel bir kılavuz sağlamak ve bu prosedürün pratik metodolojik zorluklarını tartışmaktır. Ayrıca, parametrelerin seçiminin gerekçesini göstermeye yardımcı olmak için, arama terimini kullanarak, kronik ağrı ve rehabilitasyon popülasyonlarında cSP hakkında yayınlanmış makaleleri tanımlamak için Pubmed / MEDLINE hakkında kapsamlı olmayan bir literatür taraması yaptık: Rehabilitasyon (Mesh) veya rehabilitasyon veya kronik ağrı veya inme ve transkraniyal manyetik stimülasyon ve tek nabız veya kortikal sessiz dönem gibi terimler. Ayıklama için hiçbir dahil etme kriteri tanımlanmamıştır ve havuza alınmış sonuçlar yalnızca örnek amacıyla Tablo 1’de görüntülenmektedir.

Protocol

Bu protokol, insan denekler üzerinde yapılan araştırmaları içerir ve yerel etik komitelerin kurumsal ve etik kuralları ve Helsinki Deklarasyonu ile ittifak halindedir. Çalışmada verilerini kullanmak için deneklerden bilgilendirilmiş onam alınmıştır. 1. Deney öncesi prosedürler Konunun taranması. Konuyu intrakraniyal implantlar, epilepsi, nöbet öyküsü ve hamilelik açısından tarayın. Güncel güvenlik önlemlerine uyulmasını sağlamak için…

Representative Results

Adım adım prosedürü izledikten sonra, eşik üstü bir TMS darbesinin (RMT’nin% 120’si) verilmesi, hedef kasın EMG kaydında gözlemlenebilir bir MEP ve ardından yaklaşık 150 ms ila 300 ms arasında bir arka plan EMG aktivitesi baskılama periyodu ortaya çıkaracaktır (Şekil 2). Bu EMG modelinden cSP metriklerini hesaplamak mümkündür. En çok bildirilen sonuçlar, göreceli ve mutlak SP’nin süresidir (ms aralığında). Göreceli SP, MEP başlangıcından EMG aktivitesinin yen…

Discussion

MEP ve SP’leri ortaya çıkarmak için varsayılan SI, popülasyona göre değişebilir. % 80 RMT kadar düşük yoğunlukların sağlıklı bireylerde cSP’yi ortaya çıkardığı gösterilmiştir39, hala hem sağlıklı hem de hastalıklı popülasyonlar üzerinde yapılan çalışmalar,% 150 RMT 49,50,51 kadar yüksek yoğunluklar kullanmıştır. Bu heterojenlik kaynağı hedef popülasyonun doğasın…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Teşekkür yok.

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