Neurofysiologi af surroundhæmning i den menneskelige motoriske cortex

Mål:

Formålet med denne protokol er at forbedre forståelsen af ​​de neurofysiologiske mekanismer, der ligger til grund for fænomenet surround-hæmning i den menneskelige motoriske cortex. Det er kendt, at patienter med fokal hånddystoni har unormal motorisk surround-hæmning. Imidlertid er fysiologien af ​​dette fænomen stadig uklar. De 3 underundersøgelser, der foreslås under denne protokol, vil integrere flere neurofysiologiske teknikker til at udforske forskellige aspekter af motorisk surround-hæmning. Formålet med delstudie 1 er (a) at identificere EEG-korrelationen af ​​motorisk SI (b) for at bestemme forholdet mellem kort interval intracortical inhibering (SICI) og SI, som begge er kompromitteret hos patienter med FHD og (c) for at afgøre, om der er et oscillerende frekvensbånd, der er relevant for SI. Resultaterne fra dette delstudie vil kaste lys over de hæmmende mekanismer, der er kritiske for motorisk SI. Delstudie 2 har til formål at bestemme indflydelsen af ​​parietal konditionering på motorisk surroundhæmning. Hvis konditionering af parietal cortex forbedrer SI, kan vi konkludere, at det parieto-motoriske hæmmende netværk kan være involveret i motorisk SI, og at dette netværk kan blive påvirket i fokal hånddystoni. Delstudie 3 vil udforske SI under forskellige motoriske opgaver.

Undersøgelsespopulation:

Vi har til hensigt at studere op til 95 raske frivillige i alt. Op til 30 deltagere vil blive rekrutteret til delstudie 1, 35 til delstudie 2 og 30 til delstudie 3.

Design:

Delstudie 1: Dette vil være en eksplorativ undersøgelse. Deltagerne vil udføre en auditiv cued pegefingerbevægelsesopgave, og motorisk fremkaldte potentialer vil blive fremkaldt ved at stimulere det motoriske hotspot af en surroundmuskel ved hjælp af transkraniel magnetisk stimulation (TMS). EEG vil blive optaget løbende. Enkelte eller parrede TMS-impulser (med postero-anterior eller antero-posterior strøm) vil blive leveret enten mens individet er i hvile eller ved bevægelsesstart. TMS-fremkaldte potentialer (TEP'er) vil blive opnået ved tidslåst gennemsnit af alle forsøgene i hver tilstand. Amplituderne af de forskellige toppe af TEP'et vil blive sammenlignet på tværs af forhold, som kan være korreleret med graden af ​​SI eller SICI. De komponenter i TEP'en, der er mest relevante for motorisk SI, vil således blive identificeret.

Delstudie 2: Dette vil være et hypotesedrevet studie. Vores primære hypotese er, at parietal konditionering vil påvirke motorisk SI hos raske frivillige. Deltagerne vil udføre en auditiv cued pegefingerbevægelsesopgave, og motorisk fremkaldte potentialer vil blive fremkaldt ved at stimulere det motoriske hotspot af en surroundmuskel ved hjælp af transkraniel magnetisk stimulering. To spoler, den ene placeret over den motoriske cortex og den anden over et hæmmende område af den inferior parietale lobule, vil levere TMS-impulser med et fast inter-stimulus-interval. Pulserne afgives enten mens forsøgspersonen er i hvile eller ved bevægelsesstart. Forholdet mellem den gennemsnitlige MEP-amplitude opnået med parietal konditionering og den opnået med motorisk cortex-stimulering alene ved bevægelsesstart vil afsløre enhver parieto-motorisk indflydelse på SI.

Delstudie 3: Dette vil være et eksplorativt studie. Deltagerne vil blive bedt om at udføre forskellige motoriske opgaver såsom aktivering af en iboende håndmuskel på forskellige niveauer af aktivering, sekventiel muskelaktivering eller mere komplekse opgaver såsom skrivning. Enkelte TMS-impulser vil blive leveret ved primær motorisk cortex i hvile, ved starten af ​​de motoriske opgaver eller under de motoriske opgaver. MEP'er vil blive målt i de aktive og omgivende muskler. Forholdet mellem MEP-amplituder under forskellige aktiveringsniveauer i de aktive og surround-musklerne vil afsløre

modulering af SI under disse opgaver.

Resultatmål:

For delstudie 1 vil vores udfaldsmål være (1) amplituder af de forskellige TEP-toppe (2) grad af surround-hæmning og kortinterval intracortical inhibering (3) korrelation mellem dem og relevante topamplituder (4) power og cortico-cortical sammenhæng på forskellige frekvensbånd.

MEP-amplitude vil være det primære resultatmål i delstudie 2 og 3.