İnsan Nöromusküler Sistem Eğitim Transkraniyal Manyetik Uyarım kullanımı

Bu prosedürün genel amacı, motor evoke potansiyelleri ortaya çıkarmak için transkraniyal manyetik stimülasyon uygulamaktır. Bu işlem önce flexor carpi radialis kasında, ardından erektör spinae kaslarında gerçekleştirilir. Bu süreç, öncelikle ilgili kasların üzerindeki cildin elektromiyografik kayıtlar için hazırlanması ve deneğin transkraniyal manyetik stimülasyon için biyomekanik olarak konumlandırılmasıyla sağlanır.

Sıcak nokta (hotspot), motor korteks üzerindeki stimülasyon konumunun, en büyük motor evoke potansiyellerini ortaya çıkaran bölümü olarak tanımlanır. Bir sonraki adım, motor eşiğin belirlenmesidir. Bu noktada, motor evoke potansiyel genliğini ve sessiz dönem süresini nicelleştirmek için tek darbeli transkraniyal manyetik stimülasyon uygulanır.

İntrakortikal kolaylaştırma ile kısa ve uzun aralıklı intrakortikal inhibisyonu nicelleştirmek için eşli puls transkraniyal manyetik stimülasyon da uygulanır. Nihayetinde, insanlarda kortikospinal ve kortiko-kortikal eksitabilitenin in vivo indeksleri, transkraniyal manyetik stimülasyon ve elektromiyografinin kombine kullanımıyla değerlendirilebilir. Genel olarak, bu yöntemde yeni olan kişiler zorluk çekebilirler; çünkü TMS'nin ince teknik yönlerini yalnızca yazılı bir açıklamadan türetmek ve anlamak zor olabilir ve insan deneklerle deney ve testler yaparken sadece deneme yanılma yoluyla öğrenmeye çalışmak, prosedürlerin uygulanmasında birçok zorluk ve engel teşkil eder.

Benim yanı sıra, Ohio Kas-İskelet ve Nöroloji Enstitüsü bünyesinde çalışan bir araştırmacı olan David Gus Jr. da burada olacaktır. TMS deneyine başlamadan önce, önce denekleri Manyetik Rezonans Güvenliği Eğitim ve Araştırma Enstitüsü tarafından belirlenen tarama kılavuzlarına göre tarayın ve epilepsi veya nöbet öyküsü olan bireyleri çalışma dışı bırakın. Ardından, bipolar elektrot düzenlemesi kullanarak yüzey elektrotlarını deneğin ön kolundaki FCR kaslarının üzerine yerleştirin.

Elektrotlar, tıraşlanmamış ve örülmüş cilt üzerindeki kasın üzerine boylamsal olarak yerleştirilmelidir. Ayrıca, baş üzerindeki stimülasyon konumlarını işaretlemek için bir ROC başlığı yerleştirin. Şimdi denekten, sol kolu bir Biodex system four dinamometresinde uzatılmış pozisyonda dinlenirken oturmasını sağlayın.

Bu protokolde, FCR kaslarını uyarmak için sol kolu kontrol eden beynin sağ tarafını stimüle edeceğiz; 70 milimetrelik sekiz şeklinde bir TMS bobinini, indüklenen akımın lateral posteriordan medial anteriora doğru akmasını sağlayacak şekilde kafa derisine teğet ve orta hatta 45 derece açıyla yerleştireceğiz. Ardından, FCR kası için en büyük motor evoke potansiyelini ortaya çıkaran stimülasyon konumunu belirlemek amacıyla TMS bobinini çok küçük artışlarla hafifçe hareket ettirin. Konum belirlendikten sonra, bu alanı kafa derisi üzerine veya benzeri bir bone üzerine silinmez mürekkeple işaretleyin.

Şimdi, motor uyarılmış potansiyellerin tepeden tepeye genlikleri denemelerin %50'den fazlasında 50 microvolt değerinin üzerine çıkana kadar, kademeli olarak artan stimülasyon yoğunluklarında tekli pulslar uygulayarak FCR için motor eşiği nicelendirin. FCR'nin motor uyarılmış potansiyel genliğini incelemek için, önceden belirlenmiş hotspot bölgesine motor eşiğin %130'una eşit bir yoğunlukta tek bir TMS pulsu uygulayın ve tepeden tepeye genliği hesaplayın. Bu sonuç, median sinirin supramaksimal elektriksel stimülasyonu sonrası gözlemlenen maksimal bileşik kas lifi aksiyon potansiyeline normalize edilebilir.

Kas kasılması sırasında kortekse bir CMS darbesi uygulandığında, aktivite yeniden başlamadan önce elektrikle sessizlikten önce motor evoke potansiyeli oluşur. Bu durum kortiko-kortikospinal inhibasyonun göstergesidir. Bu durum yaygın olarak sessiz dönem olarak adlandırılır.

FCR kortikospinal sessiz dönemini nicelleştirmek için, çalışma katılımcısı maksimal gücün %15'inde bir el bileği fleksiyon kas kasılması gerçekleştirirken, hotspot bölgesine motor eşiğin %130'una eşit bir yoğunlukta tek bir TMS palsi uygulayın. FCR kası için çift palsli TMS kullanarak intrakortikal fasilitasyonu belirlemek için öncelikle 0,5 ile 1 milivolt arasında bir motor uyarılmış potansiyel oluşturmak için gereken uyaran yoğunluğunu belirleyin. Ardından, supra-eşik bir test palsinden 15 milisaniye önce, motor eşiğin %70'inde sub-eşik bir kondisyonlama palsi uygulayın; test palsinden önceki bu zaman diliminde uygulanan bir kondisyonlama palsi, aynı yoğunluktaki tek bir kondisyonsuz palsine göre motor uyarılmış potansiyelin amplitüdünü artıracak veya fasilite edecektir.

Ardından, iki puls arasındaki uyaranlar arası aralığın üç milisaniyeye düşürülmesi hariç, kortikal kolaylaştırmanın ölçümü için açıklanan prosedürün aynısını kullanarak kısa aralıklı intrakortikal inhibisyonu nicelendirmek için çiftli puls TMS uygulayın. Test pulsu öncesindeki bu zaman diliminde verilen koşullandırma pulsu, motor evoked potansiyelin genliğini, aynı şiddetteki tek bir koşullandırılmamış pulstan daha fazla azaltacak veya inhibe edecektir. Çiftli puls TMS kullanarak uzun aralıklı intrakortikal inhibisyonu nicelendirmek için 100 milisaniye ara ile iki özdeş supratreshold test pulsu uygulayın.

FCR kası için, ikinci pulse ilişkili motor uyarılmış potansiyel, birinciye kıyasla daha küçük olacak veya daha fazla inhibe edilecektir. Sıradaki adımda; erector spinae kası stimülasyonu için denekleri, uyluk gövdeye göre 90 derece, alt bacak uyluğa göre yaklaşık 45 derece açı yapacak şekilde, lomber omurga nötr dik pozisyonda ve eller dizlerinin üzerinde olacak şekilde döner tabanlı bir sandalyeye oturtun. Erector spinae kasları için, tıraş edilmiş ve temizlenmiş cilt üzerinde, L3-L5 vertebral seviyesindeki kasların üzerine boylamsal olarak yerleştirilmiş bir elektrot düzenlemesi kullanarak kortikal erector spinae kası stimülasyon bölgesini rahatça belirleyin.

Burada, kafatasının vertex noktasını belirlemek için antropometrik ölçümler kullanıyoruz; nasion ile inion arasındaki sagital düzlem ile trauss arasındaki koronal düzlemin kesişim noktasını buluyoruz ve erektör spinae kaslarını uyarmak için burayı vertex olarak işaretliyoruz. Daha fazla penetrasyon derinliğine sahip olan ve bu nedenle homunkulusun daha derinlerinde yer alan bu kasların temsil alanına ulaşabilen çift konik bir bobin kullanıyoruz. Burada bobin, akımın anteriordan posteriora doğru akacağı şekilde konumlandırılmıştır.

Buradaki bobin, erektör spina kasları için motor eşiği belirlemek amacıyla çift konili bobinin sonraki yeniden konumlandırmalarında bize yardımcı olması için bir lazer ekleme sistemiyle özel olarak modifiye edilmiştir. Sırt kaslarına yapılan stimülasyon iyi tolere edilmediği için üst ekstremite için daha önce gösterilen yöntem kullanılmamalıdır. Bunun yerine, bu stimülasyon yoğunluğunun motor eşiğin üzerinde mi yoksa altında mı olduğunu belirlemek için maksimum stimülatör çıktısının %50'sinde başlangıçta tek bir puls vererek TMS protokolüne başlayın.

Erector spinae kaslarının motor uyarılmış potansiyel genliğini incelemek için, sub motor eşik yoğunluğunun %40 veya %50 üzerinde bir yoğunlukta verteks bölgesine tek bir TMS darbesi uygulayın. ES kaslarını innerve eden periferik sinirler elektriksel stimülasyona erişilebilir olmadığı için bu motor uyarılmış potansiyeller normalize edilemez. ES kas grubuna stimülasyon uygulandığında, homunkulusun aynı genel bölgesinde temsil edilen alt ekstremite kasları da dahil olmak üzere diğer birkaç kas grubunun da eş zamanlı olarak belirgin ve dramatik bir şekilde stimüle olduğu unutulmamalıdır.

Erector spinae kas grubu için intrakortikal fasilitasyonu belirlemek amacıyla çiftli puls TMS kullanmak için, koşullandırma pulsu yoğunluğu gözlemlenen motor eşik altı seviyesine ayarlanmalıdır. Yoğunluk, stimülatör çıktısının %40 veya %50'si olmalı ve test pulsu yoğunluğu, motor eşik altı seviyesinin %40 üzerine, yani stimülatör çıktısının %80 veya %90'ına ayarlanmalıdır. Ardından, kısa aralıklı intrakortikal inhibisyonu nicelleştirmek için, iki puls arasındaki stimülasyonlar arası aralığın üç milisaniyeye düşürülmesi hariç, intrakortikal fasilitasyon ölçümü için açıklanan prosedürün aynısını uygulayın. Deney tamamlandığında, elektrotların ve şapkanın çıkarılmasına yardımcı olun ve deneklerinize katıldıkları için teşekkür etmeyi unutmayın.

Burada görülen EMG izleri, stimülatör çıkışının yüzdesi (%so) olarak ifade edilen kademeli olarak artan uyaran yoğunluklarına verilen motor evoke potansiyel yanıtlarını temsil etmektedir. Düşük yoğunluklarda çok küçük MEP'lerin ortaya çıktığına, ancak %32so'da motor eşiğe ulaşan bir MEP'nin tetiklendiğine dikkat ediniz. Sessiz dönem, denek hafif bir kasılma gerçekleştirdiğinde ve motor kortekse tek bir uyaran uygulandığında gözlemlenir.

Sessiz dönemin ilk kısmı omurilik inhibisyonundan kaynaklanırken, son kısmı kortikal inhibisyona, özellikle GABA B reseptörlerine bağlanmaktadır. Burada, FCR kasının çift darbeli TMS uygulamasıyla motor uyarılmış potansiyel boyutlarındaki değişimi, kısa aralıklı intrakortikal inhibisyon (SICI) veya intrakortikal fasilitasyon (ICF) ölçümünü görüyoruz. Ve burada, erektör spina kaslarından alınan EMG izleri ile kısa aralıklı intrakortikal inhibisyon ve intrakortikal fasilitasyon ölçümüne bir örnek görmekteyiz.

Son olarak, burada uzun aralıklı intrakortikal inhibisyon (LICI) için örnek bir ölçüm görüyoruz. Bu videoyu izledikten sonra, flexor carpi radialis kasına ve erector spinae kas grubuna uygulanan tekli puls ve çiftli puls TMS'nin nasıl gerçekleştirileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Bu kas grupları üzerindeki gösterimlerin, insan nöromüsküler sistemini incelemek için kullanılan TMS uygulamalarının yalnızca seçilmiş örnekleri olduğunu belirtmek gerekir.

İnsan deneklerle çalışmanın, bireylerin sağlığını riske atabileceğini unutmayın. Bir bireyin güçlü bir manyetik alana maruz kalmasının güvenli olduğundan emin olmak önemlidir ve bu prosedür uygulanırken her zaman dikkatli olunmalıdır.