Neuroimage . 2007 Nov 7; [Epub ahead of print] |
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High frequency rTMS modulation of the sensorimotor networks: Behavioral changes and fMRI correlates.
Yoo WK , You SH , Ko MH , Tae Kim S , Park CH , Park JW , Hoon Ohn S , Hallett M , Kim YH
Department of Physical and Rehabilitation Medicine, Hallym University Sacred Heart Hospital , 896, Pyoungchon-dong, Dongan-ku, Anyang , 431-070, Republic of Korea .
Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the primary motor cortex (M1) may induce functional modulation of motor performance and sensory perception. To address the underlying neurophysiological modulation following 10 Hz rTMS applied over M1, we examined cortical activation using 3T functional magnetic resonance imaging (fMRI), as well as the associated motor and sensory behavioral changes. The motor performance measure involved a sequential finger motor task that was also used as an activation task during fMRI. For sensory assessment, current perception threshold was measured before and after rTMS outside the MR scanner, and noxious mechanical stimulation was used as an activation task during fMRI. We found that significant activation in the bilateral basal ganglia, left superior frontal gyrus, bilateral pre-SMA, right medial temporal lobe, right inferior parietal lobe, and right cerebellar hemisphere correlated with enhanced motor performance in subjects that received real rTMS compared with sham-stimulated controls. Conversely, significant deactivation in the right superior and middle frontal gyri, bilateral postcentral and bilateral cingulate gyri, left SMA, right insula, right basal ganglia, and right cerebellar hemisphere were associated with an increase in the sensory threshold. Our findings reveal that rTMS induced rapid changes in the sensorimotor networks associated with sensory perception and motor performance and demonstrate the complexity of such intervention. |
Estimulação magnética de alta frequência (EMTr rápida) e modulação das redes sensório-motoras : mudanças comportamentais e correlações com fMRI (ressonancia magnética funcional)
A estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) do córtex motor primário (M1 ) podem induzir modulação funcional do desempenho motor e da percepção sensorial. Para lidar com a modulação neurofisiológica subjacente após 10 Hz rTMS aplicados sobre M1 , examinamos a ativação cortical utilizando ressonância magnética funcional ( fMRI) de 3 Tesla, assim como os mudanças motoras e sonsório-comportamentais associadas. A medida de desempenho do motor envolveu uma tarefa motora de dedos seqüencial que também foi usada como uma tarefa de ativação durante fMRI . Para a avaliação sensorial , o limiar de percepção atual foi medida antes e após a EMTr fora do scanner de ressonância magnética , e estimulação mecânica nociva foi usado como uma tarefa de ativação durante fMRI . Descobrimos que a ativação significativa nos gânglios da base bilateral , giro frontal superior, bilateral pré- SMA, lobo temporal medial direito , direito lóbulo parietal inferior, e hemisfério cerebelar direito correlacionaram com melhor desempenho motor em indivíduos que receberam EMTr real em comparação aos controles estimulados por placebo. Por outro lado , a desativação significativa nos giros frontal superior e médio direito , pós-central bilateral e giros cingulado bilateral , SMA , insula direita, gânglios da base direita, e hemisfério cerebelar direito foram associados com um aumento do limiar sensorial. Nossos resultados revelam que a EMTr induz mudanças rápidas nas redes sensório-motores associados à percepção sensorial e desempenho motor, demonstrando a complexidade de tal intervenção.
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