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의학

Mit Hilfe Transkranielle Magnetstimulation auf die menschliche neuromuskuläre System zu studieren

Published: January 20, 2012
doi:
10.3791/3387
, ,
1Ohio Musculoskeletal and Neurological Institute (OMNI) and the Department of Biomedical Sciences,Ohio University

Summary

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine nicht-invasive Tool, um Einblick in die Physiologie und Funktion des menschlichen Nervensystems zu gewinnen. Hier präsentieren wir unsere TMS Techniken zur kortikalen Erregbarkeit der oberen Extremität und lumbalen Muskulatur zu studieren.

Abstract

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) wird seit mehr als 20 Jahre 1 gewesen, und hat exponentiell in der Popularität in den letzten zehn Jahren gewachsen. Während die Verwendung von TMS hat das Studium der vielen Systeme und Prozesse in dieser Zeit erweitert, umfasst der ursprünglichen Anwendung und vielleicht eine der häufigsten Anwendungen von TMS Studium der Physiologie, Plastizität und Funktion des menschlichen neuromuskulären Systems. Einzel-Puls-TMS an den Motor angelegte Kortex erregt Pyramidenneuronen transsynaptically 2 (Abbildung 1) und führt zu einer messbaren elektromyographischen Reaktion, die zur Untersuchung und Beurteilung der Integrität und Erregbarkeit der kortikospinalen-Darm-Trakt des Menschen 3 kann. Zusätzlich jüngsten Fortschritte in der magnetischen Stimulation ermöglicht nun für die Partitionierung der kortikalen gegen spinale Erregbarkeit 4,5. Zum Beispiel kann paired-Puls TMS verwendet, um intrakortikale fazilitatorischen und hemmenden Eigenschaften beurteilen durch die Kombination von einem Zustand seinIng. Reiz und ein Testreiz an verschiedenen Interstimuluszeiten 3,4,6-8. In diesem Video-Beitrag zeigen wir Ihnen die methodischen und technischen Aspekte dieser Techniken. Insbesondere werden wir zeigen, single-pulse und gepaarte-pulse TMS Techniken wie der flexor carpi radialis (FCR) Muskel-sowie die Rückenstrecker (ES) Muskulatur angewendet. Unsere Laboruntersuchungen der FCR Muskel, wie es von Interesse für unsere Forschung über die Auswirkungen des Handgelenkes Hand gegossen Immobilisierung auf reduzierte Muskelleistung 6,9 ist, und wir untersuchen die ES Muskeln durch diese Muskeln klinische Relevanz, wie es zu Schmerzen im unteren Rücken bezieht 8. Mit dieser angegeben ist, müssen wir beachten, dass TMS benutzt wurde, um viele Muskeln der Hand, Arm und Beinen zu studieren, und wiederholen soll, dass unsere Demonstrationen in der FCR-und ES Muskelgruppen nur einige Beispiele für TMS genutzt, um das menschliche neuromuskuläre Studie ausgewählt Systems.

Protocol

1. Einzel-und Paired-Pulse TMS des FCR und ES Muskeln Grundlegende Sicherheitshinweise: Vor der Durchführung TMS auf ein menschliches Subjekt ist es notwendig, erste Bildschirm sie für grundlegende Sicherheitsvorkehrungen, wie es um die Exposition gegenüber einem magnetischen Feld bezieht. In unserem Labor haben wir folgen der Screening-Richtlinien her durch das Institut für Magnetresonanz-Sicherheit, Bildung und Forschung 10 gesetzt. In unserem Labor haben wir auch routinemä?…

Discussion

Das übergeordnete Ziel dieses Artikels ist es, Wissenschaftler und Kliniker eine visuelle Darstellung unserer Laboratorien der transkraniellen Magnetstimulation bieten. Doch neben der Bereitstellung einer Visualisierung dieser Experimente, unten diskutieren wir grundlegende Fragen, die bei der Durchführung von TMS auf diese Weise einen kurzen Überblick über die Physiologie des TMS Antworten und diskutieren auch unsere Verwendung von TMS in Bezug auf die Nutzung von andere.

Allgemeine Proble…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde zum Teil durch einen Zuschuss aus dem Osteopathic Heritage Foundations zu BC Clark finanziert. Wir möchten Staat ein besonderes Dankeschön an Marissa McGinley für ihre Unterstützung bei der Schaffung von vielen der Figur Grafiken.

Materials

Name of the Equipment Company Catalogue number Comments (optional)
Transcranial Magnetic Stimulator 2002
Transcranial Magnetic Stimulator Bi-Stim2
Figure-Eight 70-mm coil
Double Cone Coil		 The Magstim Company NA TMS equipment (including coils)
Biodex System 4 Biodex NA Dynamometer
Biopac MP150 Data Acquisition System Biopac MP150WSW A-D converter for EMG and force
AcqKnowledge 4.0 Data acquisition software Biopac ACK100W  
Nikomed Trace 1 ECG electrodes Nikomed 2015 EMG electrodes
Constant Current Stimulator Digitimer DS7A Peripheral nerve stimulator
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Transcranial Magnetic StimulationTMSHuman Neuromuscular SystemPyramidal NeuronsElectromyographic ResponseCorticospinal TractIntracortical Facilitatory And Inhibitory PropertiesFlexor Carpi RadialisErector SpinaeWrist-hand Cast Immobilization

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Goss, D. A., Hoffman, R. L., Clark, B. C. Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System. J. Vis. Exp. (59), e3387, doi:10.3791/3387 (2012).
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