L'uso della stimolazione magnetica transcranica (TMS) per studiare il controllo motorio umano richiede l'integrazione di sistemi di acquisizione dati per controllare l'erogazione della TMS e registrare contemporaneamente il comportamento umano. Il presente manoscritto fornisce una metodologia dettagliata per l'integrazione di sistemi di acquisizione dati allo scopo di studiare il movimento umano tramite TMS.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Combinazione di più sistemi di acquisizione dati per studiare uscita corticospinale e Multi-segmento Biomeccanica
In questo articolo
Sommario
Abstract
Le tecniche di stimolazione magnetica transcranica consentono un'indagine approfondita sui meccanismi neurali che sono alla base del comportamento umano. Ad oggi, l'uso della TMS per studiare il movimento umano è stato limitato dalle sfide legate alla tempistica precisa della consegna della TMS alle caratteristiche del movimento in corso e, anche, dalla caratterizzazione accurata della cinematica e della cinetica. Per superare queste sfide tecniche, i sistemi di consegna e acquisizione TMS dovrebbero essere integrati con un sistema di tracciamento del movimento online. Il presente manoscritto descrive in dettaglio le innovazioni tecniche che integrano più sistemi di acquisizione per facilitare e far progredire l'uso della TMS per studiare il movimento umano. Utilizzando i sistemi software e hardware disponibili in commercio, viene fornito un approccio passo-passo sia all'assemblaggio hardware che agli script software necessari per eseguire studi TMS attivati da caratteristiche specifiche di un movimento. L'approccio è focalizzato sullo studio dei movimenti di allungamento degli arti superiori, planari, multiarticolari. Tuttavia, lo stesso sistema integrativo è suscettibile di una moltitudine di studi sofisticati sul controllo motorio umano.
Introduzione
Transcranial stimolazione magnetica (TMS) è un metodo non invasivo per stimolare la corteccia umana. 3,5 Esistono diversi protocolli TMS che vengono utilizzati per capire funzione corticale come impulsi singoli e multipli, stimolazione dual-site per sondare connettività funzionale, e impulsi ripetitivi per promuovere la plasticità neurale. 4,6-8 protocolli TMS possono anche essere combinati per far avanzare l'attuale comprensione dei processi corticali umani e orientare le strategie di riabilitazione neurali. Oltre a stimolare la corteccia, TMS può essere utilizzato anche per comprendere la funzione sub-corticale dalla stimolazione del tratt....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Protocollo
NOTA: Il seguente protocollo può essere applicata ad una varietà di esperimenti. Di seguito sono riportati i dettagli riguardanti un esperimento che coinvolge un braccio compito di raggiungere guidato visivamente ad uno dei sei obiettivi spaziali visualizzate sul monitor di un computer. TMS, per sondare eccitabilità corticospinale, viene attivato da entrambi i segnali analogici che emergono dal movimento (ad esempio, EMG o ingresso elettrogoniometro) segnali digitali generati dal software di acquisizione dati basato spazzata-o. Questo studio è stato approvato dal Comitato Etico McMaster di ricerca in accordo con la Dichiarazione di Helsinki. Viene fornito un....
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Risultati
La figura 3 mostra i risultati di un singolo trial. In questo studio, la figura 3A mostra la posizione iniziale del partecipante e, dopo un uditivo 'go' cue, il partecipante trasferisce più rapidamente e accuratamente possibile al bersaglio (cioè., La posizione finale). Il software di acquisizione dati basato spazzata-ha innescato un impulso TMS basato su EMG insorgenza nel muscolo bicipite brachiale. Ciò ha permesso la misura della prod.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Discussione
Il presente manoscritto descrive in dettaglio un metodo innovativo per integrare la TMS e i sistemi di motion capture nel contesto di un compito visuo-motorio. Per fare progressi rapidi e significativi nello studio del controllo motorio umano, è essenziale che le metodologie consentano una comunicazione precisa su più sistemi hardware e software. Il paradigma presentato potrebbe essere utilizzato per studiare una varietà di interessi di ricerca, tra cui il contributo corticale all'apprendimento motorio, la neurofisiolo.......
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori ringraziano il finanziamento del Natural Sciences and Engineering Research Council ad AJN.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Polhemus FASTRAK | Polhemus Inc. | Dispositivo di rilevamento del movimento elettromagnetico a 6 gradi di libertà con 4 sensori | |
| Presentazione | Neurobehavioural Systems Inc. | Un software completamente programmabile per esperimenti che coinvolgono l'acquisizione di dati e la somministrazione di stimoli | |
| Esoscheletro costruito da Cutom | 80/20 Inc. - Il set di erettori industriali | Varia | Varie parti utilizzate per costruire l'esoscheletro |
| Brainsight | Rogue Research Inc. | Software di neuronavigazione per tracciare la posizione della bobina durante l'esperimento |
Riferimenti
- Chen, R., Yung, D., Li, J. Y. Organization of ipsilateral excitatory and inhibitory pathways in the human motor cortex. J Neurophysiol. 89 (3), 1256-1264 (2003).
- Criswell, E. Cram's Introduction to Surface Electromyorgaphy. , 2nd edn, Jones and Barlett Publishers. Mississauga, Canada. (2011).
- Di Lazzaro, V., et al.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Ristampe e permessi
