Surround-inhibition neurofysiologia ihmisen motorisessa aivokuoressa

Tavoitteet:

Tämän protokollan tarkoituksena on parantaa ymmärrystä neurofysiologisista mekanismeista, jotka ovat taustalla surround-inhibitioilmiössä ihmisen motorisessa aivokuoressa. Tiedetään, että potilailla, joilla on fokaalinen käsidystonia, on epänormaali motorinen surround-esto. Tämän ilmiön fysiologia on kuitenkin edelleen epäselvä. Tämän protokollan mukaisesti ehdotetut kolme alatutkimusta yhdistävät useita neurofysiologisia tekniikoita motorisen surround-inhibitin eri näkökohtien tutkimiseksi. Alatutkimuksen 1 tavoitteet ovat (a) tunnistaa motorisen SI:n EEG-korrelaatti (b) määrittääkseen lyhyen aikavälin intrakortikaalisen eston (SICI) ja SI:n välisen suhteen, jotka molemmat ovat vaarassa potilailla, joilla on FHD ja (c) sen määrittämiseksi, onko SI:lle relevanttia värähtelevää taajuuskaistaa. Tämän alatutkimuksen tulokset valaisevat motorisen SI:n kannalta kriittisiä estomekanismeja. Alatutkimuksen 2 tarkoituksena on määrittää parietaalisen ehdointumisen vaikutus motoriseen surround-inhibitioon. Jos parietaalisen aivokuoren kuntoutus tehostaa SI:tä, voimme päätellä, että parietomotorinen estoverkosto voi olla osallisena motorisessa SI:ssä ja että tämä verkosto voi vaikuttaa fokaalisen käden dystonian yhteydessä. Osatutkimuksessa 3 tutkitaan SI:tä erilaisten motoristen tehtävien aikana.

Tutkimuspopulaatio:

Aiomme tutkia yhteensä jopa 95 tervettä vapaaehtoista. Osatutkimukseen 1 rekrytoidaan enintään 30 osallistujaa, osatutkimukseen 2 35 ja osatutkimukseen 3 30 osallistujaa.

Design:

Alatutkimus 1: Tämä on esitutkimus. Osallistujat suorittavat kuulolla ohjatun etusormen liiketehtävän, ja motoriset potentiaalit saadaan aikaan stimuloimalla surround-lihaksen motorista hotspotia käyttämällä transkraniaalista magneettistimulaatiota (TMS). EEG tallennetaan jatkuvasti. Yksittäisiä tai parillisia TMS-pulsseja (postero-anterior- tai antero-posterior-virralla) annetaan joko kohteen ollessa levossa tai liikkeen alkaessa. TMS:n aiheuttamat potentiaalit (TEP) saadaan laskemalla aikalukittu keskiarvo kaikista kokeista kussakin tilassa. TEP:n eri piikkien amplitudeja verrataan olosuhteiden välillä, jotka voivat korreloida SI- tai SICI-asteen kanssa. Siten tunnistetaan TEP:n komponentit, jotka ovat tärkeimmät moottorin SI:n kannalta.

Alatutkimus 2: Tämä on hypoteesilähtöinen tutkimus. Ensisijainen hypoteesimme on, että parietaalinen ehtiminen vaikuttaa motoriseen SI:hen terveillä vapaaehtoisilla. Osallistujat suorittavat kuulolla ohjatun etusormen liiketehtävän ja motoriset herätepotentiaalit saadaan aikaan stimuloimalla surround-lihaksen motorista hotspotia käyttämällä transkraniaalista magneettista stimulaatiota. Kaksi kelaa, joista toinen on sijoitettu motorisen aivokuoren päälle ja toinen alemman parietaalilohkon estoalueen päälle, välittävät TMS-pulsseja kiinteällä ärsykkeiden välisellä aikavälillä. Pulssit annetaan joko kohteen ollessa levossa tai liikkeen alkaessa. Keskimääräisen MEP-amplitudin suhde, joka on saatu parietaalisella ehdoinnilla ja suhde, joka saadaan pelkällä motorisella aivokuoren stimulaatiolla liikkeen alkaessa paljastaa minkä tahansa parietomotorisen vaikutuksen SI:hen.

Alatutkimus 3: Tämä on esitutkimus. Osallistujia pyydetään suorittamaan erilaisia ​​motorisia tehtäviä, kuten aktivoimaan sisäinen käsilihas eri aktivaatiotasoilla, peräkkäinen lihasaktivaatio tai monimutkaisempia tehtäviä, kuten kirjoittaminen. Yksittäisiä TMS-pulsseja annetaan ensisijaiseen motoriseen aivokuoreen levossa, motoristen tehtävien alkaessa tai motoristen tehtävien aikana. MEP:t mitataan aktiivisista ja ympäröivistä lihaksista. MEP-amplitudien suhteet aktiivisten ja surround-lihasten eri aktivaatiotasojen aikana paljastavat

SI:n modulaatio näiden tehtävien aikana.

Tulostoimenpiteet:

Alatutkimuksessa 1 tulosmittauksemme ovat (1) eri TEP-huippujen amplitudit (2) surround-inhibitioaste ja lyhyen aikavälin aivokuorensisäinen esto (3) korrelaatio niiden ja asiaankuuluvien huippuamplitudien välillä (4) teho ja kortikokortikaalinen koherenssia eri taajuuskaistoilla.

MEP-amplitudi on ensisijainen tulosmitta alatutkimuksissa 2 ja 3.