Protocollo di stimolazione magnetica transcranica online per misurare la fisiologia corticale associata con l'inibizione di risposta

L'obiettivo generale di questo esperimento è quantificare l'eccitabilità e l'inibizione della corteccia motoria primaria durante un compito di inibizione della risposta motoria utilizzando la stimolazione magnetica transcranica, nota anche come TMS. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della ricerca sul controllo motorio per comprendere i cambiamenti fisiologici corticali durante il completamento del compito motorio e l'inibizione della risposta. Il vantaggio principale di questa tecnica è l'uso della tecnologia di stimolazione magnetica transcranica non invasiva per esplorare la fisiologia della corteccia motoria primaria durante un compito comportamentale del segnale di arresto adatto ai bambini.

Questo metodo può fornire informazioni sui disturbi del movimento pediatrici. Può anche essere applicato a qualsiasi condizione neuropsichiatrica che influisce sulla regolazione motoria, come il disturbo da deficit di attenzione e iperattività e il disturbo dello spettro autistico. A dimostrare la procedura saranno David Huddleston e Alyssa Roeckner del nostro laboratorio.

Inizia esaminando il partecipante per le controindicazioni alla TMS utilizzando un questionario standardizzato. Dimostra come funziona il TMS erogando un impulso magnetico sull'avambraccio dell'operatore. Successivamente, eroga un impulso TMS sull'avambraccio del partecipante, in modo che possa sentire il polso.

Quindi, posiziona i tappi per le orecchie nelle orecchie del partecipante per proteggere l'udito. Successivamente, chiedi al soggetto di abdurre il dito indice dominante per identificare il primo muscolo interosseo dorsale, o FDI. Posizionare l'elettrodo negativo sulla pancia dell'FDI, quindi posizionare l'elettrodo positivo tra il secondo e il terzo giunto metacarpo-falangeo, o MCP, e l'elettrodo di terra sul quinto giunto MCP.

Posizionare le mani del partecipante con gli aspetti ulnari di entrambe le braccia e le mani completamente appoggiate su un cuscino senza bisogno di sforzo antigravitazionale. Infine, chiedi al partecipante di estendere l'indice dominante mentre il terzo e il quinto dito sono flessi. Quindi, posiziona un pad del controller di gioco sul cuscino, in modo che il dito indice poggi sul pulsante che usi per l'attività di Slater-Hammel dell'auto da corsa.

Inizia ottenendo le misurazioni TMS della linea di base, utilizzando una bobina TMS circolare da 90 millimetri posizionata tangenzialmente al cranio sopra il vertice con l'impugnatura rivolta verso l'occipite per produrre una corrente indotta da posteriore a anteriore su M1. Quindi, utilizzare una matita di cera per contrassegnare la posizione del cuoio capelluto una volta individuato il punto caldo per assicurarsi che l'erogazione dell'impulso TMS avvenga nella stessa regione corticale. Eseguire 20 prove di MEP FDI indotte da TMS a impulso singolo al basale utilizzando un'intensità del 120% della soglia del motore a riposo, abbreviata in RMT, con entrambe le mani a riposo. Infine, eseguire 20 prove di misure TMS a impulsi accoppiati al basale dell'inibizione intracorticale a breve intervallo M1 a riposo utilizzando un intervallo interstimolo di tre millisecondi.

Inizia visualizzando l'attività di inibizione della risposta di Slater-Hammel dell'auto da corsa su un monitor direttamente di fronte al partecipante. Inizia l'esperimento addestrando prima il partecipante al compito comportamentale, dicendo al soggetto che l'auto sul lato sinistro del monitor inizierà a muoversi dopo che il pulsante è stato premuto dall'adduzione del dito indice dominante. Quindi, dì al partecipante che l'obiettivo delle prove di go è quello di sollevare il dito il più vicino possibile, ma prima, all'obiettivo di 800 millisecondi, come rappresentato da una linea verticale sullo schermo.

Chiedi al partecipante di esercitarsi con 10 prove go. Successivamente, fornisci formazione per l'attività di arresto, dicendo al partecipante che la seconda serie di prove prevede che l'auto si fermi casualmente prima dell'obiettivo di 800 millisecondi. Dì al bambino di tenere il dito indice sul pulsante, senza alzare il dito, ogni volta che l'auto si ferma casualmente.

Informare il partecipante che se viene presentato un segnale di stop e il dito viene sollevato prima della bandiera a scacchi, apparirà un messaggio "troppo presto". Informa il bambino che verrà visualizzato un messaggio eccezionale dopo le prove di arresto riuscite. Chiedi al bambino di esercitarsi con 10 prove di arresto.

Dopo che il partecipante si è esercitato con le prove solo di accesso e solo di arresto, comunicagli che il blocco di pratica successivo contiene un misto di prove di accesso e arresto. Chiedi al bambino di eseguire 20 prove di go e stop misto come pratica finale. Successivamente, in preparazione dell'esperimento di Slater-Hammel online, ricorda al partecipante di spingere verso il basso l'indice dominante per iniziare il percorso, di sollevare il dito per le prove di go e di tenere il dito sul pulsante per interrompere le prove.

Dì al bambino che gli impulsi TMS verranno erogati durante l'attività di Slater-Hammel e che ci saranno tre blocchi di prove TMS di Slater-Hammel online. Posizionare la bobina circolare da 90 millimetri sul vertice utilizzando il segno a matita di cera precedente per stimolare preferenzialmente l'M1 dominante e impostare l'intensità dell'impulso di condizionamento al 60% RMT e l'impulso di prova al 120% RMT. Infine, inizia l'esperimento TMS di Slater-Hammel online.

Qui, i dati neurofisiologici rappresentativi in diverse condizioni di prova utilizzando le stime medie dei minimi quadrati calcolate dal modello di regressione. Per le ampiezze MEP, le variabili indipendenti sesso, vista e blocco di prova non erano significative nel modello di regressione. La condizione del polso TMS e la sua interazione con la condizione di prova erano significative.

Tutti i confronti a coppie di ampiezze MEP a singolo impulso tra le tre condizioni del compito erano insignificanti. Tuttavia, le differenze tra l'arresto fallito e l'arresto riuscito e l'arresto fallito erano significative. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in circa un'ora se eseguita correttamente.

Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di istruire i bambini su come eseguire correttamente durante l'attività di Slater-Hammel. La configurazione degli elettrocateteri EMG e la tecnica utilizzata durante l'acquisizione dei dati sono importanti per ottenere dati affidabili. Seguendo questa procedura, è possibile eseguire altri metodi come l'utilizzo simultaneo di due bobine TMS durante l'attività comportamentale per esplorare come altre regioni corticali regolano il sistema motorio durante le attività motorie.

Dopo il suo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della ricerca sul controllo motorio per esplorare la fisiologia del sistema motorio in pazienti con problemi di controllo motorio come la sindrome di Tourette, la distonia, l'ADHD e il disturbo dello spettro autistico. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire la TMS nei bambini durante un compito comportamentale.