title: Inhibition of the contralesional premotor cortex to enhance Motor function of the affected Hand after stroke
title: Hemmung des kontraläsionellen dorsalen prämotorischen Kortex zur Verbesserung der motorischen Funktion der betroffenen Hand nach Schlaganfall mit 1 Hz rTMS
Creators: name: Maus, Susanne
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2014
Subjects: Rehabilitation
Magnetische Stimulation
interhemisphärische Kompetition
rTMS
Medizin, Gesundheit
PMd
Hirninfarkt
interhemispheric competition
dPM

description: Hemmung des kontraläsionellen
      dorsalen prämotorischen Kortex zur Verbesserung der
      motorischen Funktion der betroffenen Hand nach Schlaganfall
      mit 1 Hz rTMS. Nach Schlaganfällen zeigt sich häufig eine
      gesteigerte Aktivität und Erregbarkeit innerhalb motorischer
      Areale der kontraläsionellen Hemisphäre bei Bewegungen der
      betroffenen Hand. Murase N et al., 2004. In funktionellen MRT
      Studien konnte bei subakuten Schlaganfallpatienten gezeigt
      werden, dass eine negative Korrelation zwischen dem Grad der
      aufgabenbezogenen Aktivierung mehrerer Regionen der
      kontraläsionellen Hemisphäre und dem motorischen Outcome nach
      Schlaganfall besteht. Nowak D A, Grefkes C, Fink G R, 2008;
      Ward N S et al., 2003. Innerhalb des Konzeptes der
      inter-hemisphärischen Kompetition wird angenommen, dass es zu
      einer verstärkten Hem-mung von Seiten des kontraläsionellen
      M1 kommt, welche die motorische Verarbeitung und
      Funktionserholung innerhalb des ipsiläsionellen Netzwerkes
      behindert. Nowak et al., 2009. Murase N et al., 2004. Mehrere
      unabhängige Machbarkeitsstudien erbrachten, dass eine Hemmung
      des kontraläsionellen M1 durch 1 Hz rTMS die neuronale
      Aktivität innerhalb motorischer Areale des kontraläsionellen
      Hemisphäre signifikant hemmt und zur gleichen Zeit die
      motorische Funktion der betroffenen Hand nach Schlaganfall
      ver-bessert. Murase N et al., 2004. Beim Menschen ist die
      neuronale Konnektivität zwischen dorsalem prämotorischen
      Kortex (PMd) und dem primär motorischen Kortex (M1) innerhalb
      einer Hemisphäre dicht und für die Kontrolle von
      Handbewegungen äußerst wichtig. Chouinard P A, Paus T, 2006.
      Die Hemmung des PMd durch 1 Hz rTMS löst eine lang anhaltende
      Verminderung der Erregbarkeit des ipsiläsionellen M1 aus. Das
      Konzept der interhemisphärischen Kompetititon nach
      Schlaganfall zugrundelegend erscheint es sinnvoll zu fragen
      ob 1 Hz rTMS über dem kontraläsionellen PMd eine
      vergleichbare Steigerung der motorischen Funktion der
      betroffenen Hand nach Schlaganfall hervorrufen kann wie bei 1
      Hz rTMS über dem kontraläsionellen M1 be-obachtet wurde. In
      unserer Studie untersuchten wir ob 1 Hz rTMS über dem
      kontra-läsionellen PMd die kortikospinale Erregbarkeit
      (motorisch evozierte Potentiale, MEP), die langanhaltende
      kortikale Hemmung des kontraläsionellen M1(kortikale
      Innervations-stille, CSP Dauer), die interhemisphärische
      Hemmung vom kontraläsionellen M1 zum ipsiläsionellen M1
      (ipsilaterale Innervationsstille, ISP Dauer) und die
      motorische Hand-funktion der betroffenen Hand (Jebsen-Taylor
      Test, JTT) im Vergleich zu gesunden Kontrollen beeinflusst.
      Material und Methoden: Wir untersuchten 15 gesunde,
      rechtshändige Probanden und 14 rechtshändige Patienten mit
      einer sensomotorischen Beeinträchtigung einer Hand nach
      erstmaligem linken oder rechten Media-Infarkt. Sowohl
      Patienten, als auch gesunde Probanden erhielten eine hemmende
      1 Hz rTMS über dem linken (Gesunde) oder kontraläsionellen
      PMd (Patienten) mittels einer 15 minütigen Stimulation mit
      900 Pulsen und 110% der motorischen Ruheschwelle. Zur
      Stimulation benutzten wir eine achtförmige 70 mm Spule und
      einen Magstim Super Rapid Stimulator (Magstim Company, Dyfed,
      UK). Um die Veränderungen der kortikospinalen Erregbarkeit zu
      untersuchen, leiteten wir die MEP und die CSP von der nicht
      betroffenen/rechten Hand ab. Die ISP wurde von der
      betroffenen/linken Hand abgeleitet. Alle Tests wurden vor und
      nach der Stimulation durchgeführt. Ergebnisse und
      Interpretation: 1 Hz rTMS über dem dorsalen prämotorischen
      Kortex versursachte eine signifikante Verminderung der
      kortikospinalen Erregbarkeit des kontraläsionellen/linken
      primären motorischen Kortex und eine Zunahme der
      langanhaltenden intrakortikalen Hemmung des
      kontraläsionellen/linken primär motorischen Kortex sowohl bei
      gesunden Pro-banden, als auch bei Patienten. Die
      interhemisphärische Hemmung vom linken/ kontraläsionellen
      Kortex zum rechten/ipsiläsionellen Kortex wurde bei gesunden
      Probanden und Patienten durch unsere prämotorische rTMS nicht
      beeinflußt. Die motorische Handfunktion für die betroffene
      Hand zeigte sich bei Patienten im JTT verbessert. Bei den
      gesunden Probanden zeigte sich kein Effekt.
description: Inhibition of the contralesional
      dorsal premotor cortex to enhance motor function of the
      affected hand after stroke with 1 Hz rTMS Since several years
      novel electrophysiological treatment strategies such as
      transcranial magnetic stimulation (rTMS) are under
      exploration in motor rehabilitation after stroke. Nowak D A
      et al., 2009. After stroke, enhanced activity and
      excitability within motor areas of the contralesional
      hemisphere for movements of the affected hand is a frequent
      finding. Murase N et al., 2004. Functional MRI studies showed
      a negative correlation between the degree of task-related
      activation in several regions of the contralesional
      hemisphere and the outcome in subacute stroke patients. Nowak
      D A, Grefkes C, Fink G R, 2008; Ward N S et al., 2003. Within
      the concept of interhemispheric competition enhanced
      inhibition from contralesional M1 is supposed to hamper motor
      processing and recovery of motor function within the
      ipsilesional motor network. Nowak D A et al., 2009. Murase N
      et al., 2004. Several independent proof-of principle studies
      have shown that inhibition of contralesional M1 by means of 1
      Hz rTMS significantly reduces enhanced neural activity within
      motor areas of the contralesional hemisphere and at the same
      time improves motor function of the affected hand after
      stroke. Murase N et al., 2004. In humans neural connectivity
      between dorsal premotor cortex (PMd) and the primary motor
      cortex (M1) within one hemisphere is dense and most relevant
      for the control of hand movements. Chouinard PA, Paus T,
      2006. Inhibition of PMd by 1 Hz rTMS causes a long-lasting
      reduction of excitability in ipsilateral M1. Assuming the
      concept of interhemispheric competition after stroke it
      appears reasonable to ask if 1 Hz rTMS over contralesional
      PMd produces a comparable enhancement of motor function of
      the affected hand after stroke as observed for 1 Hz rTMS over
      contralesional M1. In our study we tested if, compared to
      healthy control subjects, 1 Hz rTMS over the contralesional
      PMd influences cortico-spinal excitability (motor evoked
      potentials, MEP size), long- lasting cortical inhibition of
      contralesional M1 (cortical silent period, CSP duration),
      interhemsipheric inhibition from the contralesional M1
      towards the ipsilesional M1 (ipsilateral silent period, ISP
      duration), and motor function of the affected hand after
      stroke (Jebsen Taylor test, JTT). Material and Methods: We
      studied 15 healthy subjects with right hand preference and 14
      patients with right hand preference with sensimotor
      impairment of one hand after first left or right middle
      artery (MCA) stroke. Patients and healthy controls received
      inhibitory (1Hz) rTMS over the left (healthy subjects) or
      contralesional PMd (patients) with 15 minutes stimulation,
      900 pulses and 110% of the resting motor threshold. For
      stimulation we used a 70 –mm figure-of-eight coil and a
      Magstim Super Rapid stimulator (Magstim Company, Dyfed, UK).
      To test for changes in cortico-spinal excitability motor
      evoked potentials (MEP), cortical silent period (CSP) were
      obtained from the unaffectetd/ right hand. The ipsilateral
      silent period (ISP) was assessed from the affected left hand.
      For behavioral testing, each participant performed the Jebsen
      Taylor Test of hand function for both hands. All tests were
      performed prior to and after the intervention. Results and
      Interpretation: 1 Hz rTMS over the dorsal premotor cortex
      caused a significant reduction in cortico-spinal excitability
      of the contralesional/left primary motor cortex and increased
      long-lasting intracortical inhibition of the
      contralesional/left primary motor cortex, both in patients
      and healthy controls. Interhemispheric inhibition from the
      left/ contralesional to the right/ipsilesional primary motor
      cortex was not significantly influenced by premotor rTMS both
      in healthy subjects and stroke patients. The function for the
      affected hand in stroke patients improved in the JTT whereas
      healthy subjects showed no changes in motor function.