Neurofysiologie van surround-inhibitie in de menselijke motorische cortex

Doelstellingen:

Het doel van dit protocol is het verbeteren van het begrip van de neurofysiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan het fenomeen van surround-remming in de menselijke motorische cortex. Het is bekend dat patiënten met focale handdystonie abnormale remming van de motorische omgeving hebben. De fysiologie van dit fenomeen is echter nog steeds onduidelijk. De 3 substudies die onder dit protocol worden voorgesteld, zullen verschillende neurofysiologische technieken integreren om verschillende aspecten van motorische surroundremming te onderzoeken. De doelstellingen van deelonderzoek 1 zijn (a) het identificeren van het EEG-correlaat van motorische SI (b) het bepalen van de relatie tussen korte interval intracorticale remming (SICI) en SI, die beide gecompromitteerd zijn bij patiënten met FHD en (c) om te bepalen of er een oscillerende frequentieband is die relevant is voor SI. De resultaten van dit deelonderzoek zullen licht werpen op de remmende mechanismen die cruciaal zijn voor motorische SI. Deelstudie 2 is gericht op het bepalen van de invloed van pariëtale conditionering op motorische surround inhibitie. Als conditionering van de pariëtale cortex SI verbetert, kunnen we concluderen dat het pariëto-motorische remmende netwerk mogelijk betrokken is bij motor SI en dat dit netwerk kan worden beïnvloed bij focale handdystonie. Deelstudie 3 onderzoekt SI tijdens verschillende motorische taken.

Studiepopulatie:

We zijn van plan om in totaal tot 95 gezonde vrijwilligers te bestuderen. Er worden maximaal 30 deelnemers geworven voor deelonderzoek 1, 35 voor deelonderzoek 2 en 30 voor deelonderzoek 3.

Ontwerp:

Deelonderzoek 1: Dit wordt een verkennend onderzoek. Deelnemers zullen een auditieve wijsvingerbewegingstaak uitvoeren en motor evoked potentials zullen worden opgewekt door de motorische hotspot van een omringende spier te stimuleren met behulp van transcraniële magnetische stimulatie (TMS). EEG zal continu worden geregistreerd. Enkele of gepaarde TMS-pulsen (met postero-anterieure of antero-posterieure stroom) worden afgegeven terwijl de proefpersoon in rust is of bij het begin van de beweging. TMS-evoked potentials (TEP's) zullen worden verkregen door tijdgebonden middeling van alle proeven in elke conditie. De amplitudes van de verschillende pieken van de TEP zullen worden vergeleken tussen condities die gecorreleerd kunnen zijn met de mate van SI of SICI. De componenten van de TEP die het meest relevant zijn voor motor SI zullen dus worden geïdentificeerd.

Deelonderzoek 2: Dit wordt een hypothesegedreven onderzoek. Onze primaire hypothese is dat pariëtale conditionering de motorische SI bij gezonde vrijwilligers zal beïnvloeden. Deelnemers zullen een auditieve wijsvingerbewegingstaak uitvoeren en motorisch opgewekte potentialen zullen worden opgewekt door de motorische hotspot van een omliggende spier te stimuleren met behulp van transcraniële magnetische stimulatie. Twee spoelen, één boven de motorische cortex en de andere boven een remmend gebied van de onderste pariëtale lobulus, zullen TMS-pulsen afgeven met een vast interstimulusinterval. De pulsen worden afgegeven terwijl het onderwerp in rust is of bij het begin van beweging. De verhouding van de gemiddelde MEP-amplitude verkregen met pariëtale conditionering tot die verkregen met alleen motorische cortexstimulatie bij het begin van de beweging zal elke pariëto-motorische invloed op SI onthullen.

Deelonderzoek 3: Dit wordt een verkennend onderzoek. Deelnemers wordt gevraagd om verschillende motorische taken uit te voeren, zoals het activeren van een intrinsieke handspier op verschillende activeringsniveaus, sequentiële spieractivatie of complexere taken zoals schrijven. Afzonderlijke TMS-pulsen worden afgegeven aan de primaire motorische cortex in rust, bij het begin van de motorische taken of tijdens de motorische taken. EP-leden zullen worden gemeten in de actieve en omliggende spieren. De verhoudingen van MEP-amplitudes tijdens verschillende activatieniveaus in de actieve en omringende spieren zullen onthullen

modulatie van SI tijdens deze taken.

Uitkomstmaten:

Voor deelonderzoek 1 zijn onze uitkomstmaten (1) amplitudes van de verschillende TEP-pieken (2) mate van surroundremming en intracorticale remming met korte intervallen (3) correlatie daartussen en relevante piekamplitudes (4) vermogen en cortico-corticale coherentie op verschillende frequentiebanden.

MEP-amplitude zal de primaire uitkomstmaat zijn in deelonderzoek 2 en 3.