기본 모터 피 질 내에서 intracortical 저해 관심의 초점을 변경 하 여 변조 될 수 있습니다.

이 두 가지 경두개 자기 자극 프로토콜의 전반적인 목표는 서로 다른 주의 집중 초점 하에서 운동 과제를 수행하는 동안 일차 운동 피질 또는 M1 내의 피질 내 억제 회로의 활성을 조사하는 것입니다. 많은 연구에서 내부 주의 집중 초점에 비해 외부 주의 집중 초점의 이점이 입증되었지만, 그 기저에 있는 신경 메커니즘에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 외부 주의 집중 초점은 운동 성능의 향상에도 불구하고 일반적으로 근육 활동의 감소를 동반하므로, 우리는 여기에 억제 메커니즘이 관여할 것이라고 추측했습니다.

적용된 TMS 방법, 즉 subTMS와 SICI를 통해 주의 집중 대상이 일차 운동 피질 내 억제 회로의 활동에 미치는 영향을 더 잘 이해할 수 있습니다. 역치 하 경두개 자기 자극 기법의 주요 장점은 낮은 자극 강도로 인해 움직임 아티팩트가 발생하지 않는다는 점입니다. 반면, 전통적인 쌍펄스 프로토콜은 더 높은 자극 강도를 사용하므로 근육 수축을 유발합니다.

하지만 이 방법은 잘 확립되어 있으며, GABA 작동성 부비동에 미치는 영향이 충분히 조사되었습니다. 먼저 피험자를 테스트 의자에 앉히고, 피험자의 1m 앞에 모니터를 배치하십시오. 다음으로, 왼쪽 팔을 테이블 아래 왼쪽 다리 위에 올려놓아 편안하고 이완된 상태가 되도록 하십시오.

피험자의 오른팔을 회내 위치로 맞춘 커스텀 벨트 부목에 고정합니다. 손가락 관절을 맞춤 제작된 장치의 회전축에 맞춥니다. 최적의 위치를 찾으면, 실험의 매 세션마다 동일한 위치를 사용할 수 있도록 부목의 전후방 및 내외측 위치 사진을 촬영합니다.

먼저 고니오미터의 회전축과 중수지절관절을 일직선으로 맞춥니다. 최대 수의적 수축이 가능하도록 힘 변환기를 배치합니다. 그런 다음, 참가자에게 검지 손가락의 최대 등척성 외전을 3회 수행하도록 요청하며, 각 수축 사이에 30초의 휴식 시간을 둡니다. 이후 Fmax를 결정합니다.

주의할 점은 참가자가 주의 집중 대상에 대한 어떠한 지시도 받지 않은 상태에서 힘 변환기에 대항하여 레버를 밀어야 한다는 것입니다. 최대 수축 후, 힘 변환기를 제거하여 검지 손가락이 횡단면에서 자유롭게 움직일 수 있도록 합니다. 그런 다음, Fmax의 30%에 해당하는 양의 물을 병에 채우고 장치의 밧줄에 Fmax 무게추를 부착하십시오.

피험자가 검지 손가락을 외전시켜 무게에 저항함으로써 손가락을 표적 위치에 유지하게 합니다. 과제 수행에 실패할 때까지 작업을 계속하게 하십시오. 녹화 소프트웨어의 녹화 버튼을 눌러 고니오미터 신호 기록을 시작하고, 과제 수행에 실패할 때까지 기다립니다.

과제 실패 지점에 도달하면, 녹화 소프트웨어의 녹화 중지 버튼을 눌러 녹화를 중단하고 컴퓨터에 고니오미터 신호를 저장합니다. 마지막으로, 보조기에서 피험자의 손을 제거합니다. 먼저 은-염화은 양극 표면 전극을 전극 간 거리 1 cm의 복부-건 배치(belly-tendon montage)로 FDI 근육에 부착합니다.

FDI 근육의 EMG 케이블과 고니오미터 케이블을 EMG 증폭기 및 AD 변환기에 연결합니다. 마지막으로, 표면 전극을 사용하여 뇌 자극으로 인해 유발된 FDI 근육의 전기생리학적 반응에서 근육 활동을 기록하고 측정합니다. 먼저 양면테이프를 사용하여 피험자의 이마에 반사 마커를 부착하는 것으로 시작합니다.

TMS 자극기에 연결된 8자형 코일을 사용하여 반대측 운동 영역에 자극을 전달합니다. 그다음, 표준 매핑 절차를 수행하여 FDI 근육에서 운동유발전위(MEP)를 유도하기 위한 두개골 대비 코일의 최적 위치, 즉 핫스팟(hot spot)을 찾습니다. 이를 위해 코일을 정수리에서 앞쪽으로 약 0.5 centimeters 지점의 중앙선 위에 배치하고, 코일 핸들이 반대측 이마 방향으로 45도 각도가 되도록 합니다.

최대 자극 강도(maximum stimulator output, MSO)의 25% 미만에서 강도를 시작하여 참가자가 TMS 자극에 익숙해지도록 합니다. 그 다음, 자극 강도를 점차 높이면서 코일을 내측-외측 및 전두-후두 방향으로 이동시켜 핫스팟(hot spot)을 찾습니다. 핫스팟을 찾으면 뉴로내비게이션 시스템으로 최적의 위치를 기록합니다.

자극기의 출력 강도를 조절하여 활동성 운동 역치(AMT)를 결정합니다. 다음으로, Fmax의 10%에 해당하는 무게만큼 물병을 채웁니다. 피험자가 이완되고 편안한 자세를 유지하도록 합니다.

그다음, 이전에 결정된 AMT에서 2%MOS씩 단계적으로 감소시켜 subTMS 유도 EMG 억제를 유발하기 위한 최적의 강도를 찾습니다. 이후, 참가자가 목표 힘에 맞출 수 있도록 몇 차례의 연습 시행을 수행하게 합니다. 참가자가 Fmax의 10% 강도로 네 번의 개별적인 검지 손가락 등척성 외전(isometric index finger abduction)을 수행하도록 하고 FDI의 EMG 신호를 기록합니다.

각 조건에 대해 무작위 ISI를 사용하여 TMS를 적용한 시험 40회와 적용하지 않은 시험 40회를 균형 잡힌 순서로 기록하십시오. 이전에 결정된 최적 자극 강도를 동일하게 사용하십시오. subTMS EMG 억제의 시작점은 TMS 이후 20~50 ms 시간 창 내에서 TMS 적용 시험과 미적용 시험 간의 차이가 최소 4 ms 동안 음수 값을 나타내는 시점으로 정의합니다.

마지막으로, paired pulse TMS를 수행하기 위해 코일을 M1의 hot spot으로 이동합니다. 자극기의 강도를 설정하고, paired pulse와 single-pulse TMS 사이의 간격인 ISI를 2.5 milliseconds로, 빈도를 0.25 hertz로 설정합니다. 마지막으로, 대상자에게 Fmax의 10% 강도로 네 번의 개별적인 등척성 검지 외전(isometric index finger abduction)을 수행하도록 요청하고 FDI의 EMG 신호를 기록합니다. 등척성 수축 동안, 각 조건에 대해 20회의 TMS 자극을 상쇄 균형(counterbalanced) 순서로 기록합니다.

단기 간격 피질내 억제(short-interval intracortical inhibition)의 양은 대조군 MEP 단일 펄스와 조건화된 MEP 쌍 펄스 사이의 비율로 정의됩니다. 참가자가 내부가 아닌 외부 주의 집중 방식을 채택했을 때 TTF가 연장되었습니다. 역치 미만 강도를 사용하므로, 자극으로 인해 운동 수행을 방해할 수 있는 근육 경련은 유발되지 않습니다.

결과에 따르면, IF를 사용했을 때보다 EF를 사용했을 때 subTMS로 유도된 EMG 억제가 즉각적으로 강화되었습니다. 또한, EF를 채택했을 때 참가자들은 더 많은 단기 간격 피질 내 억제를 보였습니다. 이는 subTMS 결과와 잘 일치하며, 피질 내 억제 회로를 구성하는 GABA 작동성 뉴런이 주의 집중 유형에 따라 M1 내에서 다르게 조절됨을 시사합니다. 숙달되면, 이 프로토콜은 적절하게 수행될 경우 약 90분 내에 완료할 수 있습니다.

역치 하 TMS 절차를 시도할 때, FDI 근육에서 subTMS로 유도된 EMG 억제를 얻기 위해서는 적절한 자극 강도를 설정하는 것이 중요합니다. 이를 위해 자극이 있는 시행 40회와 자극이 없는 시행 40회를 각각 평균하는 것이 중요합니다. M1 내의 피질 내 억제를 측정하는 subTMS 및 쌍펄스 TMS 프로토콜 외에도, 내부 주의 집중과 비교하여 외부 주의 집중 시 과제 효율성을 높이는 데 관여할 수 있는 추가적인 메커니즘을 밝히기 위해 주변 억제 측정과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.

이 영상을 시청한 후, 여러분은 일차 운동 피질에 subTMS 및 paired-pulse TMS를 적용하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이러한 방법들은 서로 다른 주의 집중 초점이 일차 운동 피질의 활동에 미치는 영향을 조사하는 데 사용될 수 있습니다.