반대쪽 침묵 기간(cSP) 평가는 피질 흥분성 및 치료 반응을 색인화하는 유망한 바이오마커입니다. 우리는 상지 및 하지의 M1 피질 척수 억제를 연구하기 위한 cSP를 평가하기 위한 프로토콜을 시연합니다.
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방법 논문
M1 피질 척수 억제를 조사하기 위해 단일 펄스 경두개 자기 자극에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정
이 논문에서
요약
초록
반대쪽 침묵 기간(cSP)은 운동 유발 전위(MEP) 후 근전도 검사(EMG)에 의해 포착된 배경 전기적 근육 활동을 억제하는 기간입니다. 이를 얻기 위해 MEP는 선택된 표적 근육의 일차 운동 피질(M1)에 전달되는 역치 경두개 자기 자극(TMS) 펄스에 의해 유도되는 반면, 참가자는 표준화된 자발적 표적 근육 수축을 제공합니다. cSP는 MEP 이후에 발생하는 억제 메커니즘의 결과입니다. 초기 ~50ms의 척추 억제와 이후의 피질 억제에 대한 광범위한 시간적 평가를 제공합니다. 연구자들은 cSP의 이면에 있는 신경생물학적 메커니즘을 더 잘 이해하여 다양한 신경정신병 질환에 대한 잠재적인 진단, 대리 및 예측 바이오마커로 검증하려고 노력했습니다. 따라서 본 논문에서는 대상 근육의 선택, 전극 배치, 코일 위치, 자발적 수축 자극 측정 방법, 강도 설정 및 대표적인 결과를 얻기 위한 데이터 분석을 포함하여 하지와 상지의 M1 cSP를 측정하는 방법을 설명합니다. 하지와 상지에 대해 실현 가능하고 신뢰할 수 있으며 재현 가능한 cSP 프로토콜을 수행하는 시각적 지침을 제공하고 이 기술의 실질적인 문제를 논의하는 교육 목표를 가지고 있습니다.
서론
침묵 기간(SP)은 지속적인 근육 수축 동안 적용된 경두개 자기 자극(TMS)에 의해 유도된 운동 유발 전위(MEP)를 따르는 근전도(EMG) 침묵 기간입니다. 역치상 TMS 펄스는 EMG 활동이 기록되는 표적 근육의 반대쪽 또는 동측 일차 운동 피질(M1)에 적용될 수 있으며, 이는 반대쪽 침묵 기간(cSP)과 동측 침묵 기간(iSP)의 두 가지 현상을 생성합니다.
iSP와 cSP는 유사한 기능을 공유하지만 약간 다른 구성 요소를 반영할 수 있습니다. 첫 번째는 transcallosal 억제를 반영하는 것으로 생각되므로 전적으로 피질기원 1,2. 반대로, cSP는 M1 3,4,5 내의 감마-아미노부티르산(GABA) B 수용체에 의해 매개될 가능성이 가장 높은 피질 척수 억제의 가능한 대리자로 조사됩니다.
GABA 매개 경로에서 cSP의 역할을 뒷받침하는 이전 연구에서는 GABA 강화 성분
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프로토콜
이 프로토콜은 인간 대상에 대한 연구를 포함하며 지역 윤리위원회의 제도적 및 윤리적 지침 및 헬싱키 선언과 제휴합니다. 연구에서 데이터를 사용하기 위해 피험자로부터 정보에 입각한 동의를 얻었습니다.
1. 실험 전 절차
- 주제의 스크리닝. 두개내 임플란트, 간질, 발작 병력 및 임신에 대해 피험자를 선별합니다. 설문지 지침을 사용하여 최신 안전 예방 조치를 준수하는지 확인하십시오32.
- TMS를 사용한 전자기 펄스의 전달은 파편, 동맥류 클립 또는 용접 파편과 같은 강자성 물질의 두개내 임플란트가 있는 개인에게는 금기입니다. 발작 가능성이 높은 개인에게 예방 조치를 취하십시오.
- TMS 평가는 이 집단을 다룰 때 보수적인 입장을 취하도록 권고받는 임산부에게 태아 위험을 초래하지 않습니다. 소아 인구에 TMS를 적용하고 특정 발달 단계(즉, 천문 폐쇄, 피질 흥분성의 성숙 및 외이도의 성장)에서 조심스럽게 진행하는 것이 안전합니다33.
- 재료 준비. 이 절차의 경우 TMS 및 EMG 장치 외에 수영 모자, 알코올 패드(70% 이소프로필 알코올 준비),....
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결과
단계별 절차를 따른 후 역치 TMS 펄스(RMT의 120%)를 전달하면 대상 근육의 EMG 기록에서 관찰 가능한 MEP를 유도하고 이후 약 150ms에서 300ms의 배경 EMG 활동 억제 기간을 유도합니다(그림 2). 해당 EMG 패턴에서 cSP 메트릭을 계산할 수 있습니다. 가장 많이 보고된 결과는 상대 및 절대 SP의 기간(ms 범위)입니다. 상대적 SP는 MEP 시작부터 EMG 활동의 재발까지 측정됩니다. 한 가지 대안은 증폭된 모터 자극 출력(프로토콜에 따라 MSO = RMT의 120%)을 사용하여 상대 SP의 시작을 설정하는 것입니다. 네트워크 레벨에서의 실제 발병은 알 수 없으므로, 실험 신뢰도를 높이기 위해 MEP 개시를 초기 시작점으로 선택한다13. 한편, 절대 SP는 MEP의 끝에서 자발적인 EMG 활동의 재출현이 시작될 때까지 측정할 수 있습니다. 예를 들어, 정성적 비교를 위한 참조로 피험자의 휴식 EMG 활동 .......
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토론
MEP 및 SP를 유도하는 기본 SI는 모집단에 따라 달라질 수 있습니다. 80% RMT의 낮은 강도는 건강한 사람에게서 cSP를 유발하는 것으로 나타났으며39, 여전히 건강한 인구와 질병에 걸린 인구 모두에 대한 연구에서는 150% RMT의 높은 강도를 사용했습니다 49,50,51. 이러한 이질성의 원인은 표적 모집단의 특성에 내재되어 있을 수 있지만, 서로 다른 SI가 독립적으로(근육 수축력에 관계없이) MEP 39,49,52에 따른 조용한 EMG 활동 기간을 지시하는 것으로 나타났기 때문에 무시해서는 안 됩니다. 110%에서 120%까지의 RMT는 광.......
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공개 사항
Abhishek Datta는 Soterix Medical Inc.의 CEO, 공동 설립자 및 CTO이며 Kamran Nazin은 같은 회사의 최고 제품 책임자입니다. Soterix Medical Inc.는 이 비디오 출판물 제작에 사용된 자료를 제공했습니다. 나머지 저자는 경쟁하는 재정적 이익이 없다고 선언합니다.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 알코올 패드 | 70% 이소프로필 알코올 | ||
| Mega-EMG | Soterix Medical | NS006201 | 소프트웨어가 내장된 디지털 다중 채널 EMG. |
| MEGA-TMS 코일 | Soterix Medical | NS063201 | 8 모양 TMS 코일 |
| Mega-TMS 자극기 | Soterix Medical | 6990061 | Single Pulse TMS |
| Neuro-MEP.NET | 근육의 전기 활동을 분석하는 데 사용되는 | Soterix Medical | |
| 스윔 캡 | Kiefer |
참고문헌
- Li, J. Y., Lai, P. H., Chen, R. Transcallosal inhibition in patients with callosal infarction. Journal of Neurophysiology. 109 (3), 659-665 (2013).
- Wassermann, E. M., Fuhr, P., Cohen, L. G., Hallett, M. Effects of transcranial magnetic stimulation on ipsilateral muscles.
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재인쇄 및 허가
