Ексцитабилност на примарниот моторен кортекс кај атлетичарите во карате А студија за транскранијална магнетна стимулација
Винченцо Монда
1 Катедра за експериментална медицина, Универзитет во Кампанија „Луиџи Ванвители“, Неапол, Италија
Ана Валензано
2 Катедра за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Фиоренцо Москатели
2 Оддел за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Моника Салерно
2 Оддел за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Франческо Сеса
2 Оддел за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Антонио I. Тригиани
2 Оддел за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Андреа Виџано
3 Катедра за медицина и хирургија, Универзитет во Салерно, Салерно, Италија
Лора Капраница
4 Катедра за мотор, човечка и здравствена наука, Универзитет во Рим, „Форо Италијако“, Рим, Италија
Габриела Марсала
5 Комплексна структура на аптека, болничко-универзитетска компанија, Фоџа, Италија
Винченцо Де Лука
6 Катедра за психијатрија, Универзитет во Торонто, Торонто, ОН, Канада
Луиџи Циполони
7 Одделение за анатомски, хистолошки, форензички и ортопедски науки, Università degli Studi di Roma La Sapienza, Рим, Италија
Марија Руберто
8 Катедра за медицинско-хируршки и стоматолошки специјалитети, Универзитет во Кампанија „Луиџи Ванвители“, Неапол, Италија
Франческо Презензано
9 Одделение за ментално здравје, физичка и превентивна медицина, Клиника за детска и адолесцентна невропсихијатрија, Универзитет во Кампанија „Луиџи Ванвители“, Неапол, Италија
Марко Каротенуто
9 Одделение за ментално здравје, физичка и превентивна медицина, Клиника за детска и адолесцентна невропсихијатрија, Универзитет во Кампанија „Луиџи Ванвители“, Неапол, Италија
Кристијан Замит
10 Оддел за анатомија, Факултет за медицина и хирургија, Универзитет на Малта, Мсида, Малта
Моника Гелзо
11 Катедра за молекуларна медицина и медицинска биотехнологија, Универзитет во Неапол Федерико Втори, Неапол, Италија
Марселино Монда
1 Катедра за експериментална медицина, Универзитет во Кампанија „Луиџи Ванвители“, Неапол, Италија
Useузепе Цибели
2 Катедра за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Ovanовани Месина
2 Оддел за клиничка и експериментална медицина, Универзитет во Фоџа, Фоџа, Италија
Антониета Месина
1 Катедра за експериментална медицина, Универзитет во Кампанија „Луиџи Ванвители“, Неапол, Италија
Апстракт
Цел: Механизмите вклучени во координацијата на мускулната активност не се целосно познати: да се испитаат адаптивните промени во човечкиот моторен кортекс Транскранијална магнетна стимулација (ТМС) често се користеше. Спортските модели често се користат за да се проучи како обуката може да влијае на возбудливоста на кортикоспиналниот систем: Каратето претставува важен спортски модел за вакви истражувања за неговите високи нивоа на координација што им се потребни на спортистите. Оваа студија имаше за цел да ги испита можните промени во моторниот праг на мирување (rMT) и кортикоспиналниот одговор кај карате спортисти и да утврди дали спортистите се карактеризираат со специфична вредност на rMT.
Методи: Регрутиравме 25 млади каратисти од десна рака и 25 неспортисти кои се натпреваруваа. ТМС беше применет на примарниот моторен кортекс (М1). Моторниот евоциран потенцијал (МЕП) е снимен од две електроди поставени над првиот дорзален меѓуребрен мускул (СДИ). Ние ги разгледавме латенциите и амплитудите на европратеникот на rMT, 110% од rMT и 120% на rMT.
Резултати: Двете групи беа слични за возраста (p> 0,05), висината (p> 0,05) и телесната маса (p> 0,05). ТМС имаше 70-милиметарска серпентина од осум и максимална моќност од 2,2 Т, поставена над левиот моторен кортекс. За време на стимулацијата, механичката рака ја одржуваше серпентина тангентно со скалпот, со рачката на 45 ° во однос на средната линија. Користен е системот за навигација SofTaxic (Е.М.С. Италија, www.emsmedical.net) со цел правилно да се идентификува и повтори стимулацијата за секој субјект. Во споредба со не-спортистите, спортистите покажаа помал праг на одмор во моторот (стр Клучни зборови: нервна пластичност, транскранијална магнетна стимулација, кортикална ексцитабилност, моторен праг, моторен евоциран потенцијал
Вовед
Моторната обука и професионалното искуство доведуваат до големи промени во мозокот (Пенхун и Стил, 2012; Хардвик и сор., 2013; Даи и сор., 2016). Како што претходно беше опишано во многу електрофизиолошки студии, моделите на активирање на невроните во различни области на мозокот се поврзани со разни кортикални мрежи по долготрајна обука (Fourkas et al., 2008; Wei and Luo, 2010; Schlaffke et al., 2014). Набудувајќи го дејството на танцување со огледалните системи, беше опишано дека обучените спортисти покажаа поголеми билатерални активации во моторните кортикални области (Калво-Мерино и сор., 2005). За истражување на различни аспекти на човечката неврофизиологија, со фокус на кортикоспиналната функција, транскранијална магнетна стимулација со еден пулс (TMS) претставува корисна алатка (Фицџералд и сор., 2006). Во класичните експерименти со ТМС, моторните евоцирани потенцијали (европратеници) од мускулните активности се снимаат благодарение на електромиографските (ЕМГ) електроди по стимулација на примарниот моторен кортекс (М1). Интензитетот на прагот може да се дефинира како интензитет што предизвикува европратеници на дадена амплитуда за време на последователни испитувања на мускул. Интензитетот на ТМС може да се постави на процент од овој интензитет на прагот, но бидејќи е различен за секој субјект, треба да се направи мерење на овој праг (Васерман, 1998).
ТМС е добро ценет во карактеризацијата на невромускулните одговори на кортикалната стимулација. Користена е за проучување на патолошки состојби (Ротвел, 2011), механизми на замор кај мали, изолирани мускулни групи (Тејлор и Гандевија, 2008), кортикоспинален придонес кон одењето кај луѓето (Гудал и сор., 2014) и акутни нервни прилагодувања следниве обука за сила (Керол и сор., 2001; Грубер и сор., 2009; Тибуло и сор., 2013; Мокастели и сор., 2016 в).
За да се испитаат адаптивните промени во човечкиот моторен кортекс, широко се користеле ТМС и невровизуелни техники (Пасквал-Леоне и сор., 1995; Мисици и сор., 2011; Чиефи и сор., 2014; Вигиано и сор., 2016), придонесувајќи за разбирање за тоа како мрежите на мозокот организираат оптимални моторни програми кои ја координираат мускулната активност вклучена во неколку задачи на моторно учење (Нилсен и Коен, 2008). Во студиите за ТМС, ексцитабилноста на моторниот кортекс стана основна за проценка на европратеникот на периферните мускули (Ли и сор., 2010). Спортската активност може да биде повторувачка или ситуациона: во повторувачкиот модел, како што се балистички движења на прстите, адаптациите на моторниот кортекс покажаа сличности со процесите на моторно учење. Повторливата обука е поврзана со непосредно зголемување на одговорот на МЕП, а покажано е дека во пресечни студии има слични промени кај субјектите со различен степен на моторна вештина (Селванајагам и сор., 2011).
Општо, каратистите имаат тенденција да покажуваат подобри индекси на физичка подготвеност во споредба со нивната контрола, како што се поголема мускулна издржливост и флексибилност. Покрај тоа, за податоците за студиите ДТИ, атлетските групи покажуваат значително пониска фракционална анизотропија (ФА) и маргинално повисоки просечни вредности на дифузивност (МД) во внатрешниот сегмент на глобус палидус (ГПИ) во споредба со контролната група. Овие откритија сугерираат дека професионалниот спорт е поврзан со промени во интегритетот на белата маса во специфични региони на базалните ганглии (Chang et al., 2015).
Специфичните побарувања на однесувањето на искуството за обука можат многу да влијаат на реорганизацијата на моторниот кортекс. Споредувајќи помалку вешти играчи и контроли што не играат со високо квалификувани рекетни играчи, беше откриена поголема застапеност на моторот на рацете заедно со повисоки амплитуди на МП (Пирс и сор., 2000; Барон и сор., 2017). Слични резултати беа пријавени со анализа на високо квалификувани одбојкари наспроти. тркачи, покажувајќи ги претходните, повисоки преклопувања на репрезентациите на карпи радијалните мускули и медијалниот делтоид (Tyc et al., 2005). Понатаму, неодамнешните студии покажаа дека постои корелација помеѓу моторната координација и кортикалната ексцитабилност (Мокастели и сор., 2016а) и помеѓу заморот на мускулите и ексцитабилноста на кортиката (Москатели и сор., 2016б, в). Целта на оваа студија беше да се провери дали атлетичарите во Карате имаат различен моторен праг на одмор (rMT) и кортикоспинален одговор (европратеник) во споредба со контролите. Покрај тоа, користејќи ја кривата на оперативната карактеристика на приемникот (ROC), испитавме дали спортистите се карактеризираат со специфична вредност на rMT.
материјали и методи
предмети
Запишавме 25 карате спортисти и беа вбројувани 25 натпреварувачи кои не се спортисти (антропометриско мерење во Табела Табела 1). 1) Сите спортисти беа машки и десничари, како што е оценето од Инвентарот за рака на Единбург (Олдфилд, 1971). Сите постапки беа усогласени со директивите од Декларацијата за Хелсинки и беа одобрени од Институционалниот етички комитет на Универзитетот во Фоџа. Спортистите беа кавкаски каратски црни ремени. Тие се натпреваруваа на национално и меѓународно ниво; тие тренираа најмалку пет 2-часовни сесии секоја недела во текот на претходните 5 години. Контролната група беше составена од луѓе кои не се занимаваа со некој натпреварувачки или аматерски спорт. Два дена пред снимките, сите субјекти не вршеле физичка активност. Информирана согласност беше претплатена од сите учесници: беа илустрирани сите можни ризици во корелација со експерименталниот модел. Покрај тоа, медицинска проценка го потврди отсуството на претпоставка за психоактивни или вазоактивни лекови, фактори на ризик и какви било контраиндикации (Росини и сор., 2015). Сите субјекти потпишуваат информирана согласност пред експерименталната задача.
Табела 1
Антропометриски карактеристики на експерименталните групи.
| Возраст (година) | 24,9 ± 4,9 | 26,2 ± 4,5 | > 0,05 |
| Висина (см) | 176,1 ± 3,9 | 176,3 ± 7,2 | > 0,05 |
| Телесна маса (кг) | 78,1 ± 11,4 | 80,7 ± 10,4 | > 0,05 |
Вредностите се изразуваат како средна ± стандардна девијација.
Методологија
Анализата на сигналот беше насочена кон извлекување на три неврофизиолошки параметри: rMT, латентност на MEP и амплитуда на MEP. МЕП е електричен потенцијал снимен од мускул по директна стимулација на моторниот кортекс ако неговиот интензитет е поголем од rMT. Овој праг може да се дефинира како најмал интензитет потребен за да се има 50% веројатност да се добие 50 μV европарламентарец кога мускулот е целосно опуштен. Оваа вредност варира меѓу популацијата и различните мускули. rMT се мери во мирување, изразено како процент од максималниот излез на стимулаторот.
Затоа, за да се обезбеди ист релативен интензитет на стимулација за секој субјект, интензитетот на стимулација беше поставен на 110-120% од rMT, „основната единица за дозирање“ (Боркард и сор., 2006). Латентност на европратеникот (т.е. брзината со која се шири нервниот сигнал од моторниот кортекс до мускулот) и амплитудите (т.е. големината на ексцитабилноста на кортикоспиналот) на rMT, 110% од rMT (110% rMT) и 120% од rMT (120% rMT) се мери со помош на снимките.
Латентноста на европратеникот беше времето помеѓу самиот активирач (почеток на квадратниот бран) и почетокот на мускулната реакција. За состојбата rMT, просечно се одговори на пет одговори. За 110% рМТ и 120% рМТ услови, во просек имавме десет последователни одговори.
Статистичка анализа
Табела 2
Моторот предизвика потенцијални резултати на латентност и амплитуда.
| rMtensensity | Латентност (ms) | 22,16 ± 1,7 | 24,75 ± 1,1 | 0,05 | 3,61 |
Вредностите се изразени во просечна ± стандардна девијација. rMT, праг на моторот во мирување.