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Medicine

Utilizzando la Stimolazione Magnetica Transcranica per studiare il sistema neuromuscolare umano

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

Summary

Stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un strumento non invasivo per ottenere informazioni sulla fisiologia e la funzione del sistema nervoso umano. Qui, presentiamo le nostre tecniche di TMS per studiare l'eccitabilità corticale dell'arto superiore e della muscolatura lombare.

Abstract

Stimolazione magnetica transcranica (TMS) è stato in uso da oltre 20 anni 1, ed è cresciuta in modo esponenziale in popolarità negli ultimi dieci anni. Mentre l'uso di TMS ha ampliato allo studio di molti sistemi e dei processi in questo periodo, l'applicazione originale e forse uno degli usi più comuni di TMS comporta studiare la, la plasticità fisiologia e la funzione del sistema neuromuscolare umano. TMS singolo impulso applicato alla corteccia motoria eccita i neuroni piramidali transsynaptically 2 (Figura 1) e si traduce in una risposta misurabile elettromiografici che può essere utilizzato per studiare e valutare l'integrità e l'eccitabilità del tratto corticospinale negli esseri umani 3. Inoltre, i recenti progressi nella stimolazione magnetica consente ora per il partizionamento di eccitabilità corticale rispetto a 4,5 spinale. Per esempio, accoppiato impulsi TMS può essere utilizzata per valutare le proprietà facilitazione intracorticale e inibitori combinando una condizioneING stimolo ed uno stimolo test a intervalli diversi interstimulus 3,4,6-8. In questo articolo il video ci mostrerà gli aspetti metodologici e tecnici di queste tecniche. In particolare, dimostreremo singolo impulso ea due impulsi tecniche di TMS applicata al flessore radiale del carpo (FCR) muscolare così come la erettori spinali (ES) muscolatura. Il nostro laboratorio studia i muscoli FCR in quanto è di interesse per la nostra ricerca sugli effetti del polso-mano gessato sul rendimento muscolare ridotto 6,9, e studiamo i muscoli ES a causa di questi muscoli rilevanza clinica, in quanto riguarda il mal di schiena 8. Con questo detto, dobbiamo notare che TMS è stata utilizzata per studiare molti muscoli della mano, il braccio e le gambe, e dovrebbe ribadire che le nostre manifestazioni in FCR e gruppi muscolari sono solo ES selezionati esempi di TMS viene utilizzato per studiare la neuromuscolare umano sistema.

Protocol

1. TMS singoli e associati-Pulse dei muscoli FCR e ES Precauzioni di base di sicurezza: Prima di effettuare TMS su un soggetto umano, è necessario prima schermata loro per le misure di sicurezza di base in quanto riguarda l'esposizione ad un campo magnetico. Nel nostro laboratorio seguiamo le linee guida di screening indicati dall'Istituto per la Risonanza Magnetica di sicurezza, dell'istruzione e della ricerca 10. Nel nostro laboratorio abbiamo anche regolarmente escl…

Discussion

L'obiettivo generale di questo articolo è quello di fornire agli scienziati e medici un resoconto visivo dei nostri laboratori uso di stimolazione magnetica transcranica. Tuttavia, oltre a fornire una visualizzazione di questi esperimenti, sotto discutiamo questioni fondamentali da considerare quando si esegue TMS in questo modo, fornire una breve panoramica della fisiologia di risposte TMS, e anche discutere il nostro uso di TMS per quanto riguarda l'utilizzo di altri.

Problemi genera…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato finanziato in parte da un finanziamento della Fondazione Heritage Osteopathic a BC Clark. Vorremmo stato un ringraziamento speciale a Marissa McGinley per la sua assistenza nella creazione di molte delle grafiche figura.

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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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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