Periferik sinir uyarımı ile oluşturulan mikst sessiz süre döneminde ve sonrasında spinal-kortikal uyarılabilirliğin transkraniyal manyetik stimülasyon ile değerlendirilmesi
Evaluation of spinal-cortical excitability by transcranial magnetic stimulation during and after the mixed nerve silent period generated by peripheral nerve stimulation
Yazar: CANSU AYVACIOĞLU ÇAĞAN
Danışman: PROF. ÇAĞRI MESUT TEMUÇİN
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Nöroloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Elektromiyografi = Electromyography ; Manyetik stimulasyon = Magnetic stimulation ; Nörolojik hastalıklar = Neurological diseases ; Periferik sinirler = Peripheral nerves ; Teşhis = Diagnosis ; Teşhis teknikleri ve prosedürleri = Diagnostic techniques and procedures ; Transkraniyal manyetik uyarı = Transcranial magnetic stimulation

Özet:
İstemli kası sırasında bir kastan kaydedilen EMG aktivitesinde periferik mikst bir sinirin elektriksel uyarımı ile geçici bir baskılanma sonucu mikst sinir sessiz süresi (MSSS) ve primer motor korteks üzerinden tek bir uyarım ile de kortikal sessiz süre (KoSS) oluşur. MSSS ve KoSS bitiminde bazeline aktiviteye artmış bir EMG aktivitesi ile dönüş (fasilitasyon) gerçekleşir. Çalışmamızda KoSS ve MSSS'nin ve fasilitasyon dönemlerinin fizyolojik mekanizmaları ile ilgili yeni bilgilerin elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla 9 sağlıklı gönüllüde tek başına elektrik uyarım ile test-MSSS ve tek başına TMS uyarımı ile test-KoSS oluşturulmuş; sessiz süre, fasilitasyon süresi, fasilitasyon alanı ve en yüksek genlik latansı parametreleri ölçülmüştür. Daha sonra MSSS sonrası fasilitasyon dönemi KoSS başlangıcı ile ve KoSS sonrası fasilitasyon dönemi MSSS başlangıcı ile zamansal olarak eşleştirilerek, koşullandırılmış-MSSS ve koşullandırılmış-KoSS çalışmaları gerçekleştirilerek aynı parametreler ölçülmüştür. Ayrıca yine istirahat ve istemli kası halindeki kastan kısa latanslı afferent inhibisyon (test-SAI) çalışması yapılmıştır. SAI çalışması MSSS başlangıcı ve fasilitasyon dönemine denk getirilecek şekilde, koşullandırılmış-SAI olarak tekrarlanmıştır. Analizlerde test ve koşullandırılmış MSSS, KoSS ve SAI çalışmaları karşılaştırılmıştır. Verilerin analizinde test çalışmalarına göre MSSS başlangıcı ile koşullandırılması sonucu KoSS fasilitasyonu gerçekleşmemiş ve geç olarak ortaya çıkan fasilitasyon, test-MSSS fasilitasyon dönemi ile benzer zamanda oluşmuştur (88,3±6,07 ms ve 86,11±4,84 ms, p= 0.401). KoSS başlangıç döneminin MSSS fasilitasyon dönemi ile koşullandırılmasında, KoSS süresi (84,44±7,78 ms ve 54,78 ± 13,53ms, p= 0.014) ve fasilitasyon latansında anlamlı derecede kısalma izlenmiştir (266.78±17.3 ve 220.13±19.82, p=0.049). KoSS başlangıcı ile koşullandırılmasında ise MSSS fasilitasyon latansı anlamlı derecede uzatmış-ötelenmiştir (151.78±10.99 ve 220.13±19.82p=0.000). İstirahat sırasında MSSS fasilitasyon dönemine denk düşürülmesi durumunda test uyarıma göre SAI sayısal değerlerinde artış (disinhibisyon) bulunmuştur. Bu sonuçlar; 1) elektriksel uyarım ile oluşan MSSS erken inhibisyon döneminin, spinal düzeyde ve son çıktı olan motor nöron üzerinde inhibitör etkiler ile oluştuğu hipotezi desteklenmiştir 2) MSSS sonrası oluşan fasilitasyonun ise esas olarak kortikal düzeyde gerçekleştiği ve spinal mekanizmaların da katkısının olduğu hipotezi ileri sürülerek destekler yeni bulgular elde edilmiştir 3) TMS ile oluşan KoSS sonrası fasilitasyon döneminde esas olarak kortikal kolaylaştırıcı mekanizmaların rol aldığı hipotezini destekler yeni bulgular elde edilmiştir. Sağlıklı bireylerde istemli aktivite üzerinde inhibitör ve ardından fasilitatör etkiye yol açan iki farklı uyarı paradigmasının incelendiği bu çalışmada elde edilen bulgular, KoSS ve MSSS fizyolojik mekanizmaları konusunda yeni bilgiler sağlamıştır. Distoni gibi patofizyolojinde disinhibisyonun yer aldığı farklı nörolojik hastalıklarda, sağlıklı bireylerde MSSS ve KoSS ile ilgili elde edilen bu bulgular tanısal katkı sunabilir. Yine çalışmamızda elde edilen bulguların farklı inhibitör mekanizmaların hedeflendiği tedavi stratejilerinin geliştirilmesi için katkı sunabileceği düşünülmüştür.
Anahtar kelimeler: Mikst Sinir Sessiz Süresi, Kortikal Sessiz Süre, Transkraniyal Manyetik Uyarım

Abstract:
Mixed nerve silent period (MNSP) and cortical silent period (CoSP) both defined as the suppression periods in the EMG activity recorded from the voluntary contracting muscle; occur as a result of electrical stimulation of the peripheral mixed nerve and a single stimulation over the primary motor cortex respectively. At the end of each supression period returning to the baseline occurs with an increased EMG activity (facilitation). In our study, it was aimed to elucidate the physiological mechanisms of CoSP, MNSP and the facilitation periods. For this purpose; silent period, latency of facilitation, area of facilitation and latency of peak amplitude parameters were measured in test MNSP and test CoSP experiments by using only electrical stimulation and only TMS, in 9 healthy volunteers. The variation of these parameters by conditioning with coinciding the facilitation period of MNSP with the onset of CoSP and coinciding the facilitation period of CoSP with the onset of MNSP were analysed. In addition, a short latency afferent inhibition (SAI) test measurement was recorded from the muscle both at the rest and voluntary contraction. Conditional-SAI studies in which SAI was coincided with the onset and facilitation periods of MNSP, compared with the SAI test measurements. In the analysis of the data; CoSP facilitation did not occur while matching the facilitation period of CoSP with the onset of MNSP, and the facilitation period which occurred lately was at a similar latency with the test-MNSP facilitation period (88.3±6.07 ms and 86.11±4.84 ms, p= 0.401). While matching the facilitation period of MNSP with the onset of CoSP, a significant shortening was observed in the duration of CoSP (84.44±7.78 ms and 54.78 ± 13.53ms, p= 0.014) and latency of facilitation (266.78±17.3 and 220.13±19.82, p=0.049). In addition, latency of MNSP facilitation was significantly prolonged-delayed (151.78±10.99 vs 220.13±19.82p=0.000). Compared to test stimulation, when SAI was coincided with the MNSP facilitation period during rest; an increase in SAI numerical values (disinhibition) was observed. These results; 1) supported the hypothesis that the early inhibition period of the MNSP with electrical stimulation occurs at the spinal level and with inhibitory effects on the final output motor neuron 2) new findings have been obtained as the facilitation that occurs after the MNSP mainly occurs at the cortical level and that spinal mechanisms also contribute 3) also new findings promote the hypothesis of cortical facilitating mechanisms are mainly involved in the facilitation period after CoSP. The findings obtained in this study, in which two different stimulus paradigms that cause inhibitory and then facilitator effects on voluntary activity in healthy individuals were examined, provided new information on the physiological mechanisms of CoSP and MNSP. In different neurological diseases such as dystonia, in which disinhibition is involved in the pathophysiology, these findings related to MNSP and CoSP in healthy individuals may provide a diagnostic contribution with further studies. It is thought that the findings obtained in our study may contribute to the development of treatment strategies targeting different inhibitory mechanisms.
Keywords: Mixed Nerve Silent Period, Cortical Silent Period, Transcranial Magnetic Stimulation