行動観察中のコルチコ脊髄興奮性変調

1. ビデオ刺激の準備 モデルを委託して、4 つのアクション シーケンスを実行します。 最初の 2 つのアクション シーケンスでは、カメラに面したテーブルにモデルを取り付けます。彼女の近くのテーブルの上に3つのマグカップを置き、4番目のマグカップをフォアグラウンドのテーブルの反対側に遠くに置きます。シュガースプーンに手を伸ばしてつかんでアクションを開始するようにモデルに指示します。 3つのマグカップに砂糖を注いで彼女の行動を開始するようにモデルに指示します。3つ目のマグカップに砂糖を注ぎ終えたら、4番目のマグカップにも砂糖を注ぐかのように手首を動かすようにモデルに指示します。 3つのマグカップに砂糖を注いで彼女の行動を開始するようにモデルに指示します。彼女が3番目のマグカップに砂糖を注ぎ終えたら、モデルに手首を動かして元の位置に戻してもらいます。 最後の 2 つのアクション シーケンスで、カメラに面したテーブルにモデルをもう一度取り付けます。彼女の近くのテーブルの上に3つのエスプレッソコーヒーカップを置き、フォアグラウンドのテーブルの反対側に彼女からさらに4つ離れたところに置きます。魔法瓶に手を伸ばしてつかんで、アクションを開始するようにモデルに指示します。 3つのエスプレッソコーヒーカップにコーヒーを注いで、彼女のアクションを開始するようにモデルに指示します。彼女が3番目のカップにコーヒーを注ぎ終わったら、モデルに4番目のカップにもコーヒーを注ぐつもりであるかのように手首を動かしてもらいます。 3つのエスプレッソコーヒーカップにコーヒーを注いで、彼女のアクションを開始するようにモデルに指示します。彼女が3番目のカップにコーヒーを注ぎ終わったら、モデルに手首を動かして元の位置に戻してもらいます。 精密グリップ(PG;)を使用して砂糖スプーンを拾って保持するようにモデルに指示する。 すなわち、人差し指で親指の反対)と全体の手の把握(WHG;)を使用して自然な方法で魔法瓶を拾って保持する。 すなわち、親指と他の指の反対)。 各ビデオクリップの冒頭で、モデルに、彼女の手がテーブルの上に置かれて起こりやすい位置にあることを示すように指示します。 モデルが約900ミリ秒後に手の届く動きを始める手配をします。 モデルの指を約 450 msec 後の最初のオブジェクトと接触するように調整します。 モデルが手を動かし始め、後で2番目のアクションステップを実行します。 デジタイズ手法を使用して、モデルの動きのポストホック運動学的解析を実行する 手動でモデルの手首にマーカーを割り当てることによって、各動きをフレームごとにマークします。 モデルの動きを追跡します。軌道偏差を特定する:手の軌道が社会的および非社会的な条件のために多様化し始める瞬間。TMS刺激タイミングでアクションシーケンスを特徴付け、最も顕著な運動学的イベントをロックします。 2. 計器の準備 4つの焼結型Ag/AgClバイポーラと1つの単極表面電極(15kΩ、1.5mmタッチプルーフ安全ソケット)をセンサーエリア(直径9mm)で、メインEMGアンプにリンクされた孤立したポータブルExG入力ボックスに接続します。信号伝送用のツイン光ファイバケーブルは推奨されますが、必須ではありません。 個々の休息運動閾値(rMT)評価のためのスクリプトを管理し、ビデオ刺激の提示とTMS刺激は、モニター(解像度1,280 x 1,024ピクセル、リフレッシュ周波数75、0.5 cd/m2)セットでPCで実行されているE-PrimeプレゼンテーションソフトウェアによるEMG登録と同期します。 一連の単一フレーム(それぞれ 30 ミリ秒、30 fps)、最初と最後のフレームをそれぞれ 500 ミリ秒と 1,000 ミリ秒で選択することで、アニメーション効果を得ます。 3. 参加者募集 正常または正常に修正されたビジョンを持つ右利きの参加者のみを募集します。標準利手在庫アンケート31を使用して、利手を確認します。 TMS32,33に対する禁忌を持つ候補者が存在するかどうか確認します。 TMSの主な既知の健康リスクが発作誘導であるという事実を考慮して、通常の発作リスク(てんかん、脳神経外科、脳損傷の個人的/家族歴に基づく)または神経活性薬を受けている被験者を除外する。 胎児へのTMSのリスクは不明であるとして妊婦を除外する。 研究に関する基本的な情報をすべての参加者に提供し、書面によるインフォームド・コンセント・フォームに署名するよう依頼する。 おそらく、音減衰ファラデーの部屋で実験を行う:これは推奨されますが、必須ではありません。 参加者に快適なアームチェアに座ら。 完全な腕のサポートに彼/彼女の右腕を配置します。 参加者の頭を頭の残りの部分に固定します。画面からの視線距離は、刺激表示のサイズに基づいて決定されるべきである。 コイルの急速な電流変化速度が変化する磁界を誘導することができるので、すべての金属物体(イヤリング、ネックレスなど)と磁場に敏感な物体(携帯電話、クレジットカード)を取り除くように参加者に依頼します。 参加者に視覚刺激を注意深く見て、注意の良いレベルを維持するように指示します。内容について後で質問されることを説明する。 4. TMS刺激とMEP記録 最大自主的な筋肉の活性化中に触診することにより、電極をADMおよびFDI筋肉の上に配置する場所を決定します。すべての電極の位置(地面用)の皮膚をきれいにします。ガーゼパッドを使用して、サイト全体に研磨スキンプレッピングジェルを塗布します。軽く皮膚にこすり、きれいなガーゼパッドで余分なものを取り除きます。 各々の筋肉の上に少量の水溶性EEG導電ペーストを含む2つの表面電極を配置し、自己接着パッドを用いて皮膚に取り付ける。 右のADMとFDIの筋肉腹の上に活性電極を配置し、イプシララルメタカルポファルゲザル関節の上に参照電極を配置することにより、腹腱モンタージュを実行します。参加者の左手首に導電ペーストを含む単一の接地電極を取り付けます。 ExG 入力ボックスの共通入力に電極を接続し、インピーダンス値をチェックします。しきい値(>5 Ω)を超えた場合は、皮膚を再び準備します。 Magstim 200刺激装置に接続された70mmの8個のコイルを使用して、手の領域に対応する左一次運動皮質(M1)上の頭皮にシングルパルスTMSを提供します。注: 基本的な TMS 刺激装置は、電源、エネルギー貯蔵要素、および装置オペレータからの制御入力を受け入れるプロセッサによって正確に制御される高電力スイッチによって構成されます。TMS刺激装置の基本的な動作機構は、隣接する導電性物質(皮質組織など)に電流を誘導できる変化する磁場を作り出すものです。組織刺激は、組織に十分な密度の電流を誘導することによって誘発され、これは磁束密度34の時間変化率に比例する。8個のコイルの図を用いて、誘起電界の等電位線は楕円を形成し、その長軸はコイル接合部35における電流流れの方向に平行である。 コイルを裂き間に対して45°の角度に置き、中央のスルカスに対して垂直に位置づけます:脳内の誘導電流が中央のスルカス36,37に対してほぼ垂直に流れるときに最も低い運動閾値が達成される。 ハンドルを横方向および尾方向に指し示して、心前回38を通して後頭脳電流を誘導する。低いが超閾値、刺激強度において、TMS誘導電流は、コルチコ脊髄ニューロンに直接的または間接的に投影するニューロンの軸索を優先的に興奮させる。阻害性シナプスと興奮性シナプスの両方が活性化されるが、そのような刺激強度では、正味の効果は、コルチコ脊髄ニューロンにおける興奮性シナプス後の潜在能力である。 下前頭回のパースオペルクラリスの上に最適な頭皮位置(OSP)を見つけます。OSP上のわずかに超閾値強度の刺激は、常に対側ADMおよびFDI筋肉から最高レベルのMEP活性を生み出す。 10-20国際システム(C3位置に対応する刺激部位)を使用して、手の筋肉にモータ誘発電位(MEP)を引き出すためのOSPを確立し、ターゲット領域の周りに約0.5cmのステップでコイルの交差点を移動し、一定の強度でTMSパルスを送達します。 ターゲット領域が正しく特定された後、機械的な支持を使用してコイルを安定させ、一貫した位置を維持します。 ニューロナビゲーションシステムを使用して、実験全体を通して一定のコイル位置を維持し、データ収集中に参加者の頭部の小さな動きによる偏りを防ぎます。 パッシブ球形マーカーをコイルと参加者の頭の両方に適用します。 コンピュータ画面上でマーカーを再現するために、光デジタイザを使用してマーカーの位置を記録します。 空間的なコイルの位置と方向の違いを検出し、デカルト座標のそれぞれに対して2〜3mmの許容差を採用します。 初期および実際のコイル配置に関する3次元オンライン情報を利用して、必要に応じて実験セッション中にリアルタイムでTMSコイルの正確な位置を変更できるようにします。 OSP上の各参加者の「個々の安静運動閾値」(rMT)を決定するには、10回の連続試験のうち5回で、リラックスした筋肉で信頼性の高いMEP(≥50 μVピークからピーク振幅)を生成するために必要な最小刺激強度を検出します。OSP と rMT より高いしきい値の筋肉を決定して、あまり興奮性の低い筋肉を含む差動変調の損失を避けます。 録音セッション全体で刺激強度を固定値(rMTの110%)に保ちます。 バンドパスフィルタ(20 Hz-1 kHz)を使用して、未加工の筋信号を記録します。増幅後、信号(5 kHzサンプリングレート)をデジタル化し、オフライン分析のためにコンピュータに保存します。 参加者が実験セッションの開始時にコンピュータ画面上の黒い背景に白色の固定クロスを受動的に見ている間に10 MEPを記録します。 実験セッションの最後にさらに 10 個の MEP を記録します。 TMS パルスの後の適切な ADM および FDI の筋肉からの EMG データを、可能な 5 つの時点の 1 つ (図 1)に記録します。 モデルの手が最初に砂糖スプーンまたは魔法瓶(T1)と接触するとき。 モデルが3杯目のカップ/マグカップに砂糖/コーヒーを注ぎ終えたら(T2)。 モデルが3番目のカップ/マグカップ(T3)から手を引っ張り始めるとき。 モデルの腕が開始位置に戻り始めたり、4番目のカップ/マグカップ(それぞれ非社会的、社会的条件)に向かって動き始めたりすると(T4)。 モデルの腕が出発点に戻ったとき、または4番目のカップ/マグカップ(それぞれ非社会的および社会的条件)に達すると(T5)。 ビデオ間に 10 秒の休憩間隔を挿入します。休憩時間の最初の5秒間にメッセージを表示させ、参加者に手を静かに完全にリラックスさせておくことを思い出させます。メッセージが消えたら、残りの5秒間、固定十字架が表示されるように調整します。 5. 報告会 セッションの最後に実験計画に関する詳細情報を参加者に提供します。 6. データ分析 ポストホック運動学的解析を実行します。 X 軸と Y 軸を水平および垂直方向として識別する基準フレームを設定し、ビデオ サンプルをフレームごとに分析します。 基準単位の測定として、カメラの視野と運動の平面で既知の長さを使用します。 モデルの手首にマーカーを割り当てて、アームキネマティックを測定します。 モデルの右手がテーブル上の傾向のある位置に置かれている時間として開始位置を定義します。時空間と時間で手首の軌道を追跡し、軌道経路を抽出し、モデルの二重ステップアクションを特徴づける顕著な運動学的事象を特定します。 EMG データを分析します。 各筋肉の EMG トレースを、参照マーカー (TMS 刺激) に対して同じ長さの異なるセグメント (エポック) にセグメント化します。TMSパルスが配信される前のタイムウィンドウを100ミリ秒、TMSパルスの後に200ミリ秒に設定します。これにより、バックグラウンドアクティビティの可能性を確認できます。 EMGの各チャンネルでは、すべてのセグメントのピークを検索するために、時間枠の正確な範囲 (例えば10〜40ミリ秒)を選択します。 各セグメント内の正と負のピークを考慮に入れたアルゴリズムを適用し、ピークからピークまでのμVでEMG曲線の最大振幅を計算します。 バックグラウンドアクティビティによるMEP測定の汚染を避けるために、100 μVを超えるバックグラウンドEMG活性を有する試験を排除します。 平均から標準偏差(外れ値)から2標準偏差以上を逸脱したものを除く各条件のADMおよびFDI筋肉とは別に、平均ピークからピークへのMEP振幅を計算します。 実験セッションの開始時と終了時に、各参加者の各筋肉から記録された2つの一連のMEP振幅を比較し、TMSに関連するコルチコ脊髄興奮性変動をチェックする。2つの系列の平均振幅はまた、各筋肉のデータ正規化手順のための個々のベースライン値を個別に設定することを可能にする39. 参加者の個々のベースライン値(MEP比 = MEPで得られた/MEPベースライン)39を使用して、比率を計算する値。