Study on after-effect of electroacupuncture with different time intervals on corticospinal excitability in primary motor cortex / 中国针灸

OBJECTIVES@#To compare the effects of electroacupuncture (EA) with different time intervals on corticospinal excitability of the primary motor cortex (M1) and the upper limb motor function in healthy subjects and observe the after-effect rule of acupuncture.@*METHODS@#Self-comparison before and after intervention design was adopted. Fifteen healthy subjects were included and all of them received three stages of trial observation, namely EA0 group (received one session of EA), EA6h group (received two sessions of EA within 1 day, with an interval of 6 h) and EA48h group (received two sessions of EA within 3 days, with an interval of 48 h). The washout period among stages was 1 week. In each group, the needles were inserted perpendicularly at Hegu (LI 4) on the left side, 23 mm in depth and at a non-acupoint, 0.5 cm nearby to the left side of Hegu (LI 4), separately. Han's acupoint nerve stimulator (HANS-200A) was attached to these two needles, with continuous wave and the frequency of 2 Hz. The stimulation intensity was exerted higher than the exercise threshold (local muscle twitching was visible, and pain was tolerable by healthy subjects, 1-2 mA ). The needles were retained for 30 min. Using the single pulse mode of transcranial magnetic stimulation (TMS) technique, before the first session of EA (T0) and at the moment (T1), in 2 h (T2) and 24 h (T3) after the end of the last session of EA, on the left first dorsal interosseous muscle, the amplitude, latency (LAT), resting motor threshold (rMT) of motor evoked potentials (MEPs) and the completion time of grooved pegboard test (GPT) were detected. Besides, in the EA6h group, TMS was adopted to detect the excitability of M1 (amplitude, LAT and rMT of MEPs) before the last session of EA (T0*).@*RESULTS@#The amplitude of MEPs at T1 and T2 in the EA0 group, at T0* in the EA6h group and at T1, T2 and T3 in the EA48h group was higher when compared with the value at T0 in each group separately (P<0.001). At T1, the amplitude of MEPs in the EA0 group and the EA48h group was higher than that in the EA6h group (P<0.001, P<0.01); at T2, it was higher in the EA0 group when compared with that in the EA6h group (P<0.01); at T3, the amplitude in the EA0 group and the EA6h group was lower than that of the EA48h group (P<0.001). The LAT at T1 was shorter than that at T0 in the three groups (P<0.05), and the changes were not obvious at the rest time points compared with that at T0 (P > 0.05). The GPT completion time of healthy subjects in the EA0 group and the EA48h group at T1, T2 and T3 was reduced in comparison with that at T0 (P<0.001). The completion time at T3 was shorter than that at T0 in the EA6h group (P<0.05); at T2, it was reduced in the EA48h group when compared with that of the EA6h group (P<0.05). There were no significant differences in rMT among the three groups and within each group (P>0.05).@*CONCLUSIONS@#Under physiological conditions, EA has obvious after-effect on corticospinal excitability and upper limb motor function. The short-term interval protocol (6 h) blocks the after-effect of EA to a certain extent, while the long-term interval protocol (48 h) prolongs the after-effect of EA.

Neural Mechanism Underlying Task-Specific Enhancement of Motor Learning by Concurrent Transcranial Direct Current Stimulation / 神经科学通报·英文版

The optimal protocol for neuromodulation by transcranial direct current stimulation (tDCS) remains unclear. Using the rotarod paradigm, we found that mouse motor learning was enhanced by anodal tDCS (3.2 mA/cm2) during but not before or after the performance of a task. Dual-task experiments showed that motor learning enhancement was specific to the task accompanied by anodal tDCS. Studies using a mouse model of stroke induced by middle cerebral artery occlusion showed that concurrent anodal tDCS restored motor learning capability in a task-specific manner. Transcranial in vivo Ca2+ imaging further showed that anodal tDCS elevated and cathodal tDCS suppressed neuronal activity in the primary motor cortex (M1). Anodal tDCS specifically promoted the activity of task-related M1 neurons during task performance, suggesting that elevated Hebbian synaptic potentiation in task-activated circuits accounts for the motor learning enhancement. Thus, application of tDCS concurrent with the targeted behavioral dysfunction could be an effective approach to treating brain disorders.

From Parametric Representation to Dynamical System: Shifting Views of the Motor Cortex in Motor Control / 神经科学通报·英文版

In contrast to traditional representational perspectives in which the motor cortex is involved in motor control via neuronal preference for kinetics and kinematics, a dynamical system perspective emerging in the last decade views the motor cortex as a dynamical machine that generates motor commands by autonomous temporal evolution. In this review, we first look back at the history of the representational and dynamical perspectives and discuss their explanatory power and controversy from both empirical and computational points of view. Here, we aim to reconcile the above perspectives, and evaluate their theoretical impact, future direction, and potential applications in brain-machine interfaces.

Bereitschaftspotential preceding eyelid blinks in Parkinson's disease / Potencial de Bereitschafts precedendo o piscamento ocular na doença de Parkinson

ABSTRACT The Bereitschaftspotential (BP) is a negative wave observed in EEG retrograde averaging, preceding a motor act. The objective was to study the BP preceding voluntary eyelid blinks in Parkinson's disease (PD) patients during off and on phases of levodopa. Methods Ten PD patients in stages 1 and 2 of the Hoehn & Yahr classification were compared to 18 healthy controls. Artifact-free EEG segments of two seconds preceding the onset of the blink potential were averaged and analyzed, and the statistical significance of the measured amplitudes were evaluated by analysis of variance models. Results The presence of a BP in the PD patients was demonstrated. The mean amplitudes at 0 ms were respectively 0.6 µV and 3.3 µV for the BP patients and the normal controls, respectively. Conclusions The BP amplitudes were significantly smaller in PD patients than normal participants. The amplitudes of the BP were not modified by levodopa.

RESUMO O Potencial de Bereitschafts (PB) é uma onda negativa observada retrogradamente no EEG precedendo um ato motor. Objetivo Estudar o PB precedendo o piscamento palpebral voluntário em pacientes com doença de Parkinson (DP) durante as fases off e on da levodopa. Foram comparados dez pacientes com DP nos estágios 1 e 2 de Hoehn & Yahr com 18 controles saudáveis. Os segmentos de EEG livres de artefatos 2 segundos antes do início do potencial foram calculados e analisados e a significância estatística das amplitudes foi medida por modelos de análise de variância. Resultados A presença de PB nos pacientes com DP foi demonstrada. As amplitudes médias a 0 ms foram respectivamente 0,6 μV e 3,3 μV para os pacientes com DP e controles respectivamente. Conclusões As amplitudes do PB foram significativamente menores nos pacientes com DP do que controles. As amplitudes do PB não foram modificadas pela levodopa.

Analysis on Bilateral Hindlimb Mapping in Motor Cortex of the Rat by an Intracortical Microstimulation Method

Intracortical microstimulation (ICMS) is a technique that was developed to derive movement representation of the motor cortex. Although rats are now commonly used in motor mapping studies, the precise characteristics of rat motor map, including symmetry and consistency across animals, and the possibility of repeated stimulation have not yet been established. We performed bilateral hindlimb mapping of motor cortex in six Sprague-Dawley rats using ICMS. ICMS was applied to the left and the right cerebral hemisphere at 0.3 mm intervals vertically and horizontally from the bregma, and any movement of the hindlimbs was noted. The majority (80%+/-11%) of responses were not restricted to a single joint, which occurred simultaneously at two or three hindlimb joints. The size and shape of hindlimb motor cortex was variable among rats, but existed on the convex side of the cerebral hemisphere in all rats. The results did not show symmetry according to specific joints in each rats. Conclusively, the hindlimb representation in the rat motor cortex was conveniently mapped using ICMS, but the characteristics and inter-individual variability suggest that precise individual mapping is needed to clarify motor distribution in rats.

The evaluation of SCI by TMS-MEP and its forensic significance / 法医学杂志

OBJECTIVE@#To find an objective and accurate examination for evaluation of spinal cord injury (SCI) in forensic clinical medicine.@*METHODS@#The onset latency of cortex, peak latency of N1, central motor conduction time (CMCT) and wave width of the abductor pollicis brevis and the anterior tibialis were calculated by transcranial magnetic stimulation-motor evoked potential (TMS-MEP). The data of 68 patients suffered from SCI including 23 cervical levels and 45 thoracolumbar levels were collected and compared with that of 30 normal controls.@*RESULTS@#In experimental group, when the muscle strength of the abductor pollicis brevis or the anterior tibialis decreased or disappeared, the onset latency of cortex, the peak latency of N1, and CMCT prolonged and the wave width broadened. And these indexes of grade 2 and 3 muscle strength in experimental group were higher than that in the control group (P < 0.05).@*CONCLUSION@#The TMS-MEP can determine directly and objectively the motor functional status of pyramidal tract of spinal cord in order to provide more accurate and objective evidences in forensic medicine.

Long lasting structural changes in primary motor cortex after motor skill learning: a behavioural and stereological study

Many motor skills, once acquired, are stored over a long time period, probably sustained by permanent neuronal changes. Thus, in this paper we have investigated with quantitative stereology the generation and persistence of neuronal density changes in primary motor cortex (MI) following motor skill learning (skilled reaching task). Rats were trained a lateralised reaching task during an "early" (22-31 days old) or "late" (362-371 days old) postnatal period. The trained and corresponding control rats were sacrificed at day 372, immediately after the behavioural testing. The "early" trained group preserved the learned skilled reaching task when tested at day 372, without requiring any additional training. The "late" trained group showed a similar capacity to that of the "early" trained group for learning the skilled reaching task. All trained animals ("early" and "late" trained groups) showed a significant inter hemispheric decrease of neuronal density in the corresponding motor forelimb representation area of MI (cortical layers II-III).

Low frequency (0.5Hz) rTMS over the right (non-dominant) motor cortex does not affect ipsilateral hand performance in healthy humans / A inibição do córtex motor não-dominante por meio da estimulação magnética transcraniana a 0, 5Hz não interfere no desempenho manual ipsilateral de sujeitos hígidos

Reduction of excitability of the dominant primary motor cortex (M1) improves ipsilateral hand function in healthy subjects. In analogy, inhibition of non-dominant M1 should also improve ipsilateral performance. In order to investigate this hypothesis, we have used slow repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and the Purdue Pegboard test. Twenty-eight volunteers underwent 10 minutes of either 0.5Hz rTMS over right M1 or sham rTMS (coil perpendicular to scalp). The motor task was performed before, immediately after, and 20 minutes after rTMS. In both groups, motor performance improved significantly throughout the sessions. rTMS inhibition of the non-dominant M1 had no significant influence over ipsilateral or contralateral manual dexterity, even though the results were limited by unequal performance between groups at baseline. This is in contrast to an improvement in left hand function previously described following slow rTMS over left M1, and suggests a less prominent physiological transcallosal inhibition from right to left M1.

A redução da excitabilidade do córtex motor primário (M1) dominante melhora o desempenho manual ipsilateral: a inibição do M1 não-dominante poderia, analogamente, aprimorar a função manual direita. Para investigar esta hipótese, utilizou-se a estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) de baixa frequência e o teste Purdue Pegboard. Submetemos 28 voluntários a 10 minutos de EMTr sobre o M1 direito (0,5 Hz) ou a EMTr placebo (bobina perpendicular ao escalpo). O teste foi executado antes, imediatamente após e 20 minutos após a EMTr. Nos dois grupos, o desempenho manual mostrou significativa melhora entre as sessões. A inibição do M1 não-dominante não influenciou significativamente a destreza motora ipsi ou contralateral, apesar da conclusão limitada pelo desempenho discrepante dos grupos na primeira sessão. Este resultado contrasta com a melhora da função manual esquerda descrita após a EMTr sobre o M1 esquerdo e sugere uma inibição transcalosa fisiológica menos intensa do M1 direito para o esquerdo.

The influence of bromazepam on cortical power distribution

The EEG has been widely employed in the assessment of electrophysiological changes induced by distinct medications. Its sensibility in detecting alterations produced by a specific substance may be enhanced by methods of quantitative analyses (qEEG). The present study aimed at investigating the modulatory effects of bromazepam on brain dynamics. The effects of bromazepam (3mg) on EEG power distribution were tested in 10 healthy individuals, in a double-blind experiment. The electrophysiological measure was analyzed across experimental conditions, moments, and electrodes, in the delta, theta, alpha and beta frequency bands separately. A significant decrease of relative power was observed in delta and theta (main effect of condition). No interactions were observed. Although the expected anxiolytic EEG profile was not observed (increased beta and decreased alpha activity), this specific result may be related to other factors such as dosage used and the subjects' general physiological state, and not necessarily to the drug itself.

O EEG tem sido amplamente empregado na avaliação de mudanças eletrofisiológicas induzidas por medicações distintas.A sensibilidade desta técnica em detectar alterações produzidas por uma substância pode ser aprimorada por métodos de análise quantitativa (EEGq). O presente estudo teve por objetivo investigar os efeitos modulatórios do bromazepam na dinâmica cerebral. Os efeitos de 3mg de bromazepam na distribuição de potência cortical foram observados em 10 indivíduos sadios, em um desenho duplo-cego. A medida eletrofisiológica foi analisada nas diferentes condições experimentais, momentos e eletrodos, em delta, teta, alfa e beta separadamente. Uma diminuição significativa de potência relativa foi observada em delta e teta (efeito principal para condição). Não foram observadas interações. Embora o perfil ansiolítico do EEG (aumento de beta e diminuição de alfa) não tenha sido observado, esteresultado específico pode estar relacionado a outros fatores, tais como dose utilizada e estado fisiológico dos sujeitos, e não necessariamente à droga propriamente dita.

Posterior parietal cortex role in a sensorimotor task performance / Papel do córtex parietal posterior na realização de uma tarefa sensório-motora

This study aimed to elucidate electrophysiological and cortical mechanisms involved in anticipatory actions when individuals had to catch balls in free drop; specifically through quantitative electroencephalography (qEEG) alpha absolute power changes. The sample was composed for 23 health subjects, both sexes, with ages varying between 25 and 40 years, absence of mental and physical illness, right handed and don't make use of any psychoactive or psychotropic substance at the time of the study. The experiment consisted of a task of catching balls in free drop. The three-way ANOVA analysis demonstrated an interaction between moment and position factors in left parietal posterior cortex (PPC) (p=0.001). Through the experimental task employed, this area demonstrated a differentiated activity involving expectation, planning and preparedness in the ball's drop task.

O estudo tentou elucidar mecanismos eletrofisiológicos e corticais envolvidos em ações antecipatórias quando os sujeitos testados tiveram que apreender bolas em queda livre; especificamente através de mudanças na potência absoluta na banda alfa da eletrencefalografia quantitativa (EEGq). A amostra foi composta por 23 sujeitos sadios, ambos os sexos, idade entre variando entre 25 e 40 anos, sem comprometimento físico e mental, destros, e não fazer uso de nenhuma substância psicoativa ou psicotrópicos até o momento do estudo. O experimento consistiu de uma tarefa de apreensão de bolas em queda livre. A análise three-way ANOVA demonstrou uma interação entre os fatores momento e posição no córtex parietal posterior (CPP) esquerdo (p=0,001). Através da tarefa experimental empregada, esta área demonstrou uma atividade diferenciada envolvendo expectativa, planejamento e prontidão na tarefa de queda de bolas.

Uso combinado de resonancia magnética funcional (fMRI) y tractografía para seleccionar tractos específicos de sustancia blanca: experiencia preliminar / Combined use of functional magnetic resonance imaging (FMRI) and tractography to select specific white matter fibers: a preliminary study

Tractography is a magnetic resonance imaging post processing technique, that reveals white matter tracts. The selection of specific tracts is a current research topic in medical imaging. Fibers of a male patient were chosen by using a ROÍ selection generated by activation of the primary motor cortex area (SM1) of the left hand (fMRI), and fiber tracts related to that cortex area (efferent fibers) were obtained. Fibers obtained through this procedure present the typical arrangement of the corticospinal tract motor fibers: originated from the motor cortex, they descend through the posterior limb ofthe internal capsule to converge to the cerebral peduncle until the pons. We have concluded that it is possible to select the corticospinal tract by using a functional Magnetic Resonance Imaging to generate ROÍ selection.

La tractografía es una técnica de postprocesamiento de imágenes de resonancia magnética, que permite visualizar tractos de sustancia blanca. La selección de tractos específicos es un tema actual de investigación a nivel mundial. En un paciente se seleccionaron las fibras utilizando ROÍ generada mediante activación del área motora primaria de la mano izquierda (fMRI), obteniéndose asilas fibras del tracto motor específicas de esta área (fibras eferentes). Las fibras obtenidas presentan la disposición clásica de las fibras motoras en el tracto corticoespinal: se inician en la corteza motora, descienden por el brazo posterior de la cápsula interna integrándose al pedúnculo cerebral y visualizándose hasta la parte del tronco cerebral. Se concluye que es posible seleccionar el tracto corticoespinal mediante ROÍ generado con resonancia magnética funcional.

Cortical asymmetry: catching an object in free fall

The main goal of the present study was to analyze theta asymmetry through quantitative electroencephalography (qEEG) when individuals were exposed to a sequential motor task, i.e. catching a ball. The sample was composed of 23 healthy subjects, male and female, between 25 and 40 years of age. A two-way factor Anova was applied to compare pre and post moments related to the balls' drop and scalp regions (i.e., frontal and parieto-occipital cortices). The first analysis of the frontal region compared electrodes in the left, right and left/right hemispheres combined, with the frontal midline electrode (FZ) included in the analysis. The results showed moment and region main effects. The second analysis compared left versus right hemisphere without the FZ site. The findings demonstrated an interaction effect between moment and region. The first parieto-occipital analysis, comparing left, right and central regions, with PZ included in all regions, showed main effects of moment and region. The second analysis, comparing left, right (without Pz) and central regions strictly demonstrated a region main effect. Thus, we observed an asymmetric pattern in the frontal cortex (i.e., planning and response selection) when the subjects were waiting for the balls' drop. Moreover, the left hemisphere seems to engage differently from the other regions when the central nervous system needs to prepare for a motor action. On the other hand, the parieto-occipital cortex, which is related to attentive processes, demonstrated a more asymmetric activity towards the right region which implies a participation of this area in cognitive strategies in this particular task. Taken together, we concluded that the adopted experimental approach can be useful to explore several others directions combining sensorimotor integration tasks with different pathologies, such as depression, Alzheimer's and Parkinson's diseases.

O objetivo do presente experimento foi avaliar medidas de assimetria na banda teta através da electroencefalografia quantitativa (EEGq) durante a realização da atividade motora de apreensão de uma bola em queda livre. A amostra constituiu-se de 23 sujeitos saudáveis de ambos os sexos, faixa etária entre 25 e 40 anos. Anova two-way foi utilizada para comparar os momentos pré e pós relacionados à queda da bola, e às regiões do escalpo (córtex frontal e parieto-occipital). A primeira análise da região frontal comparou eletrodos nos hemisférios esquerdo, direito e esquerdo/direito combinados, incluindo na análise o eletrodo frontal mediano (FZ). O resultado demonstrou um efeito principal para momento e região. A segunda análise comparou os hemisférios direito e esquerdo, sem o eletrodo FZ. Neste achado verificou-se um efeito principal para a interação entre os fatores momento e região. A primeira análise realizada na região parieto-occipital comparou as regiões esquerda, direita e central, com PZ incluídos em todas as áreas, demonstrou efeito principal para momento e região. A segunda análise comparou as regiões esquerda, direita (sem PZ) e central, e verificou-se um efeito principal para região. Tais achados indicaram um padrão de assimetria no córtex frontal (ex., planejamento e seleção de resposta) no momento em que os sujeitos esperavam a queda da bola. Além disso, o hemisfério esquerdo parece engajar-se diferentemente em relação às outras regiões quando o sistema nervoso central necessita se preparar para uma ação motora. Por outro lado, o córtex parieto-occipital, o qual está envolvido com processos de atenção, demonstrou uma maior assimetria no hemisfério direito, o que implica uma participação dessa área em estratégias cognitivas para uma tarefa particular. Então, podemos concluir que o procedimento experimental adotado pode ser utilizado para explorar diferentes direções combinando tarefas de integração sensório-motora com diferentes...

Changes in quantitative EEG absolute power during the task of catching an object in free fall

The aim of this study was to verify changes in absolute power (qEEG), in theta, during the catch of a free falling object. The sample consisted of 10 healthy individuals, of both genders, with ages between 25 and 40 years. A three-way ANOVA followed by Post-Hoc analysis was applied. The results demonstrated main effects for time and position. In conclusion, a motor task that involves expectation produces deactivation of non-relevant areas in the ipsilateral hemisphere of the active limb. On the other hand, the patterns of results showed activation in areas responsible for planning and selection of motor repertories in the contralateral hemisphere.

O objetivo deste estudo foi verificar mudanças na potência absoluta (EEGq), em teta, durante a pegada de objeto em queda livre. A amostra consistiu de 20 indivíduos saudáveis, de ambos os gêneros, com idade entre 25 e 40 anos. Foi utilizada uma ANOVA three-way seguida de uma análise Post-Hoc. Os resultados demonstraram efeito principal para momento e posição. Concluindo, uma tarefa motora que envolve expectativa produz desativação de áreas não-relevantes no hemisfério ipsilateral do membro ativo. Por outro lado, o padrão dos resultados mostrou ativação em áreas responsáveis por planejamento e seleção de repertórios motores no hemisfério contralateral.

Relief of primary cervical dystonia symptoms by low frequency transcranial magnetic stimulation of the premotor cortex: case report

OBJECTIVE: To evaluate the effect of low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) on the symptoms of a patient with primary segmental dystonia (PSD). METHOD: 1200 TMS pulses at a frequency of 1Hz, over the premotor cortex, with an intensity of 90 percent of the motor threshold (MT), using an eight-shaped coil; a total of 5 sessions were carried out. RESULTS: A reduction of 50 percent in the neck subset of the Burke, Fahn and Marsden torsion dystonia scale (BFM) was observed in our patient. CONCLUSION: The reduction in the BFM scale supports the concept that rTMS of the premotor cortex may reduce specific motor symptoms in PSD.

OBJETIVO: Investigar o efeito da estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) de baixa freqüência nos sintomas de um paciente com distonia segmentar primária (DSP). MÉTODO: 1200 pulsos a uma freqüência de 1Hz, sobre o córtex pré-motor, a uma intensidade de 90 por cento do limiar motor (LM), usando uma bobina em forma de 8. Foram realizadas 5 sessões. RESULTADOS: Uma redução de 50 por cento no sub-item "pescoço" na escala de distonia de torção de Burke, Fahn e Marsden (BFM) foi observada no paciente em questão. CONCLUSÃO: A redução na escala BFM corrobora a idéia de que a EMTr sobre o córtex pré-motor pode reduzir sintomas motores específicos na DSP.

Alterações na coerência cortical inter-hemisférica produzidas pela estimulação elétrica funcional (FES) / Changes in cortical interhemispheric coherence produced by functional electrical stimulation (FES)

O presente estudo teve como objetivo observar alterações corticais produzidas pela estimulação elétrica funcional (FES), através da eletrencefalografia quantitativa (EEGq). Simultaneamente à captação do sinal eletrencefalográfico, realizou-se uma eletroestimulação no antebraço direito para estimulação da extensão do indicador. A amostra consistiu de 45 sujeitos randomizados em 3 grupos de 15. O grupo controle foi submetido a 24 blocos de estimulação com intensidade de corrente zero. O grupo 1 foi submetido a 24 blocos e o grupo 2 a 36 blocos. A coerência entre os pares de eletrodos F3-F4, C3-C4 e P3-P4 foi analisada ao longo dos grupos através de avaliação estatística. Os resultados apontaram para um aumento da coerência inter-hemisférica após a eletroestimulação.

The aim of the present study was to observe cortical alterations produced by functional electrical stimulation (FES), through quantitative electroencephalography (qEEG). Electrostimulation was performed on the right forearm to stimulate the extension of the index finger. EEG activity was recorded simultaneously. The sample consisted of 45 subjects randomly divided into 3 groups of 15 subjects each. The control group was submitted to 24 blocks of stimulation at a current intensity of zero. Group 1 was submitted to 24 blocks and group 2 to 36 blocks. Interhemispheric coherence between F3-F4, C3-C4 and P3-P4 was assessed through a statistical analysis. Results pointed out to increased coherence values after stimulation.

Different Modulation of the Cortical Silent Period by Two Phases of Short Interval Intracortical Inhibition

PURPOSE: To investigate the influence of 2 phases of short interval intracortical inhibition (SICI) on the cortical silent period (SP). MATERIALS AND METHODS: Single- and paired-pulse transcranial magnetic stimulations (TMSs) at 1 and 2.5ms interstimulus intervals (ISIs) were applied to the left motor cortex in 12 healthy subjects while their right hand muscles were moderately activated. Conditioning stimulation intensity was 90% of the active motor threshold (AMT). Test stimulation intensities were 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260% of the AMT and at 100% of the maximal stimulator output, the order of which was arranged randomly. The rectified electromyography area of motor evoked potential (MEP) and duration of the SP were measured off-line using a computerized program. RESULTS: At high-test stimulation intensities, MEP areas were saturated in both single- and paired-pulse stimulations, except that saturated MEPs were smaller for the paired-pulse TMS at 1ms ISI than for the other conditions. As the test stimulation intensity increased, SP was progressively prolonged in both single- and paired-pulse stimulations but was shorter in paired-pulse than single-pulse TMS. Overall, the ratio of SP duration/MEP area was comparable between single- and paired-pulse TMS except for the paired-pulse TMS at 1 ms ISI with a test stimulation intensity at 140-180% of the AMT, in which the ratio was significantly higher than in the single pulse TMS. CONCLUSION: These results suggest that 2 phases of SICI modulate MEP saturation and SP duration differently and provide additional evidence supporting the view that 2 phases of SICI are mediated by different inhibitory mechanisms.

Efeitos da estimulação elétrica do córtex motor na modulação da dor: análise comportamental e eletrofisiológica em ratos / Effects of electrical stimulation of motor cortex on pain modulation: behavior and electrophysiological study in rats

Introdução. Nos últimos a função motora vem sendo associada com a atenuação sensitiva e de dor, logo antes, durante e apos a contração muscular. No entanto as vias anatômicas e funcionais deste fenômeno não são conhecidas. O objetivo deste estudo é o de criar um modelo animal e investigar o efeito da estimulação subliminar do córtex motor (ECM) no limiar nociceptivo e na atividade neuronal subcortical. Método. O limiar nociceptivo foi avaliado por teste plantar e reflexo de retirada da cauda antes e após o implante dos eletródios epidurais sobre o córtex motor da pata posterior orientado por mapa funcional na mesma cepa de ratos. Os mesmos testes foram repetidos antes, durante e após a ECM. Antagonismo sistêmico do por naloxona foi incluído neste protocolo para investigar a relação com mediação opióide. O registro neuronal multiunitário do núcleo centro mediano (CM) e ventral posterolateral (VPL) do tálamo e da substância periaqüeductal (SPM) foi realizado antes, durante e após ECM ipso e contralateral. Resultados. O implante per se não causou alterações no limiar nociceptivo. ECM induziu significativa antinocicepção seletiva na pata contralateral mas não na ipsolateral. Este efeito não mais foi observado 15 minutos após o término da estimulação. Nenhuma alteração motora e comportamental foi observada nos testes de campo aberto. A mesma estimulação no córtex sensitivo e parietal posterior não causou quaisquer alterações de limiar nociceptivo. Administração sistêmica de naloxone reverteu completamente o efeito antes observado com a ECM. O registro neuronal multiunitário evidenciou diminuição na atividade do CM durante e após a ECM contra e ipsolateral. O ritmo de disparos neuronais no VPL também mostrou diminuição apenas com a ECM ipsolateral. No entanto os neurônios da SPM aumentaram significativamente a freqüência de disparos com ECM ipsolateral e não com a contralateral...

Background. The motor function has been associated to sensory and pain attenuation, before during and shortly after the muscle activity. How ever the anatomical and functional basis of this phenomenon is not yet defined. The present study was designed to set an animal model and investigate the effect of subthreshold electrical stimulation of motor cortex (MCS) on pain threshold and neuron activity of thalamus and periaqüedutal gray. Method. Nociceptive thresholds of hind paws and the tail flick reflex were evaluated before and after surgical placement of epidural electrodes; before during and after electrical stimulation of motor cortex. Opioid antagonism was also included in this protocol in order to define neurotransmitter mediation of this process. Multiunit recording of thalamic median center (CM) and ventral posterolateral nuclei (VPL) and lateral periaqüedutal gray (SPM) were performed before and after electrical stimulation of ipso and contralateral motor cortex. Results. The procedure itself did not induce any threshold changes. MCS induced selective antinociception of contralateral paw, but no changes were detected in the nociceptive threshold of the ipsolateral side. This effect disappeared completely 15 minutes after the stimulation was ceased. No behavioral or motor impairment were observed during and after the stimulation session in the open field test. The same stimulation on sensory and posterior parietal cortex did not elicit any changes in behavioral and nociceptive tests. Systemic administration of naloxone completely reversed the previous observed antinociceptive effect. Multiunit recording evidenced decrease in spontaneous neuron firing in CM with short recovery time during ipso and contralateral MCS. Neuron activity in VPL was also significantly decreased during ipsolateral MCS but not with contralateral stimulation. How ever, neuron firing in SPM was significantly...

Magnetoencephalogram recording from secondary motor areas during imagined movements

Este estudo determina se a atividade motora secundária cortical (M2) pode ser gravada durante simulação interna do movimento (IM) das mãos direita e esquerda utilizando-se magnetencefalografia (MEG). Os resultados da simulação dos movimentos estudados foram comparados com um ensaio somato-sensorial com estimulação tactil passiva em um sujeito. Durante o ensaio somato-sensorial dipolos foram detectados em áreas somato-sensoriais (SS) e motoras primarias (MI) tendo como score 94,4-98,4% para SS, 1,6-5,6% para M1 e 0% para M2. Durante o ensaio de simulação dos movimentos também foram detectados dipolos em SS 61,1-68,8%, M1 2,6-9,3% e M2 28,6-29,6%. Estes dados evidenciam a hipótese de que as áreas M2 são ativadas durante a simulação dos movimentos das mãos. Este estudo sugere o desenvolvimento de um teste diagnóstico para pacientes com deficites motores, que avalie a rede somatomotora com interesse específico nas áreas M2.

Análise da distribuição de potência cortical em função do aprendizado de datilografia / Analysis of cortical power distribution as a function of the typewriting skill

O objetivo do presente estudo foi investigar alterações nos padrões eletroencefalográficos de sujeitos normais e destros durante o aprendizado motor de uma tarefa manual. Estudos recentes têm demonstrado que o córtex cerebral é suscetível a modificações em vários aspectos durante a aprendizagem e que tais alterações nos padrões eletrocorticais são resultado da aquisição de habilidades motoras e consolidação de memória. Para tal, a atividade elétrica cortical dos sujeitos foi analisada antes e depois da prática motora. Os dados foram captados pelo Braintech 3000 e analisados pelo programa Neurometrics. Para a análise estatística, variáveis comportamentais tais como tempo e erro foram observadas através de uma ANOVA one-way, blocos como efeito principal. Na variável neurofisiológica, potência absoluta, foi utilizado um teste t pareado a fim de detectar alterações entre os momentos pré e pós-aprendizagem, e diferentes eletrodos, CZ-C3/CZ-C4 em teta e alfa, e O1-P3/T3-F7 em beta. Os resultados principais demonstraram mudança na performance através das variáveis tempo e número de erros. Concomitantemente, foi verificado aumento de potência na banda alfa sobre áreas centrais (CZ-C3/CZ-C4) e diminuição em beta localizada na área temporoparietal esquerda (O1-P3/T3-F7). Alterações na banda teta, como demonstradas em outros experimentos, não ocorreram neste estudo. Tais resultados sugerem uma adaptação do córtex sensório-motor em que a alteração da atividade elétrica cortical é condizente com uma transição ao automatismo motor.

Alterações na distribuição de potência cortical em função da consolidação da memória no aprendizado de datilografia / Changes in cortical power distribution produced by memory consolidation as a function of a typewriting skill

O objetivo do presente estudo foi investigar alterações nos padrões eletroencefalográficos de sujeitos normais e destros durante o aprendizado de uma tarefa motora (datilografia). Estudos têm demonstrado que o córtex cerebral é susceptível a modificações durante a aprendizagem e que alterações nos padrões elétricos corticais ocorrem em função da aquisição de uma habilidade motora e da consolidação da memória. Assim, a atividade elétrica cortical dos sujeitos foi analisada antes e depois da prática motora. Os dados foram captados pelo "Braintech" 3000 e analisados pelo programa "Neurometrics". Para a análise estatística, variáveis comportamentais tais como tempo e erro, foram analisadas através do teste ANOVA "one-way" (diferenças entre blocos). Em seguida, foi utilizado um Teste-t pareado para os pares de eletrodos CZ-C3/CZ-C4, nas bandas de freqüência teta e alfa. Os resultados principais demonstraram mudança na performance através das variáveis comportamentais "tempo" e "número de erros". Concomitantemente, não foram observadas alterações na variável neurofisiológica "Potência Absoluta" na banda teta. Em contrapartida, houve um aumento significativo na banda alfa em áreas centrais (CZ-C3/CZ-C4). Tais resultados sugerem uma adaptação do córtex sensório-motor em função do treinamento de datilografia.