Параметры моторных ответов человека при чрескожной электрической и электромагнитной стимуляции различных сегментов спинного мозга
Автор: Гладченко Денис Александрович, Иванов Сергей Михайлович, Мачуева Екатерина Николаевна, Пухов Александр Михайлович, Моисеев Сергей Александрович, Пискунов Иван Васильевич, Городничев Руслан Михайлович
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Физиология
Статья в выпуске: 2, 2016 года.
Бесплатный доступ
Известно, что значительную роль в управлении локомоциями человека играют нейрональные сети интернейронов спинного мозга, называемые генераторами шагательных движений. Установлена возможность внешней неинвазивной активации этих сетей различными способами. Мышечные ответы, вызванные разными видами активации, имеют специфические особенности. Ранее нами были изучены особенности активации нейрональных сетей спинного мозга на уровне Т11-Т12. На данном этапе изучались особенности параметров мышечных ответов при стимуляции различных сегментов спинного мозга. В работе использованы методы чрескожной электрической стимуляции (ЧЭССМ) и электромагнитной стимуляции (ЭМС) спинного мозга. Для статистической обработки данных применялся метод однофакторного анализа для повторных измерений (ANOVA). Некоторые параметры вызванных моторных ответов (ВМО) имели достоверные различия при стимуляции ростральных и каудальных сегментов поясничного утолщения. Так, значительно отличались пороги активации мышц при ЧЭССМ ростральных и каудальных сегментов. Последовательность активации мышц при ЧЭССМ ростральных и каудальных сегментов была одинакова, однако изменялась под воздействием ЭМС. Латентность ВМО зависела от локализации стимуляционного воздействия. Амплитуда ВМО при ЧЭССМ значительно превышала аналогичные величины при ЭМС. При обоих видах стимуляции шейного отдела пороги ВМО были достоверно ниже, чем у мышечных ответов нижних конечностей, вызываемых стимуляцией поясничного утолщения. Амплитуда ВМО большинства исследуемых мышц руки при стимуляции на уровне С7-Т1 была значительно выше под воздействием ЧЭССМ, чем при ЭМС. Таким образом, параметры ВМО в определённой степени зависят от вида стимуляции и её локализации.
Чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга, электромагнитная стимуляция спинного мозга, интернейрональные сети, ростральные и каудальные сегменты поясничного утолщения, моторные ответы
Короткий адрес: https://sciup.org/14113147
IDR: 14113147 | УДК: 612.832;612.833
Parameters of motor evoked potentials in humans under transcutaneous electrical and electromagnetic stimulation of different segments of spinal cord
It's known that spinal interneuron networks have a significant effect on human locomotion. These networks are usually called central pattern generators for locomotion. It has been proved that remote non-invasive activation of these networks is possible in a number of ways. The parameters of motor evoked potentials (MEP) caused by different activation types have specific features. Previously we studied the peculiarities of spinal cord neuronal networks activation at T11-T12 level. At that stage, we studied the characteristics of MEP parameters under different spinal cord segments stimulation. We used the method of transcutaneous electrical nerve stimulation (TENS) and electromagnetic stimulation (EMS) of the spinal cord. Method of univariate analysis for repeated measurements was applied for statistical data processing (ANOVA). Some MEP parameters had significant differences under rostral and caudal segments stimulation of the lumbar enlargement. Thus, thresholds of muscles activation under TENS of rostral and caudal segments differed greatly. The MEP latency during TENS of rostral and caudal segments was the same but it changed under EMS influence. MEP latency did not changed under different types of stimulation, but depended on the stimulation location. MEP amplitude under TES significantly exceeded the similar values under EMS. MEP thresholds of upper limb muscles during both types of cervical segment stimulation were significantly lower than those of the lower limbs muscular responses, caused by stimulation of the lumbar enlargement. MEP amplitude of the majority of upper limb muscles during stimulation at C7-T1 level was significantly higher under TES than under EMS. Thus, MEP parameters depend on the type of stimulation and its location.
Список литературы Параметры моторных ответов человека при чрескожной электрической и электромагнитной стимуляции различных сегментов спинного мозга
- Гурфинкель В.С., Левик Ю.С., Козенников О.В., Селионов В.А. Существует ли генератор шагательных движений у человека? Физиология человека. 1998; 24 (3): 42-50.
- Gerasimenko Y., Savochin A., Gorodnichev R., Machueva E., Pivovarova E., Semyenov D., Roy R.R., Edgerton V.R. Novel and direct access to the human locomotor spinal circuitry. J. Neuroscience. 2010; 30 (10): 3700-3708.
- Селионов В.А., Солопова И.А., Иваненко Ю.П. Активация шагания электрической стимуляцией у человека в условиях разгрузки и его изменения под действием афферентных влияний. Физиология человека. 2009; 35 (3): 42-52.
- Томиловская Е.С., Мошонкина Т.Р., Городничев Р.М., Шигуева Т.А., Закирова А.З., Пивоварова Е.А., Савохин А.А., Селионов В.А., Семенов Ю.С., Бревнов В.В., Китов В.В., Герасименко Ю.П., Козловская И.Б. Механическая стимуляция опорных зон стоп: неинвазивный способ активации генераторов шагательных движений у человека. Физиология человека. 2013; 39 (5): 34-41.
- Городничев Р.М., Пивоварова Е.А., Пухов А.М., Моисеев С.А., Савохин А.А., Мошонкина Т.Р., Щербакова Н.А., Килимник В.А., Селионов В.А., Козловская И.Б., Эджертон Р., Герасименко Ю.П. Чрескожная электрическая стимуляция спинного мозга: неинвазивный способ активации генераторов шагательных движений у человека. Физиология человека. 2012; 38 (2): 46-56.
- Minassian K., Persy I., Rattay F., Dimitrijevic M.R., Hofer C., Kern H. Posterior root-muscle reflexes elicited by transcutaneous stimulation of the human lumbosacral cord. Muscle Nerve. 2007; 35 (3): 327-336.
- Gerasimenko Y.P., Lu D.C., Modaber M., Zdunowski S., Gad P., Sayenko D.G., Morikawa E., Haakana P., Ferguson A.R., Roy R.R., Edgerton V.R. Non-invasive reactivation of motor descending control after paralysis. J. Neurotrauma. 2015; 32 (24): 1968-1980.
- Городничев Р.М., Михайлова Е.А., Ершов В.Ю., Герасименко Ю.П., Шляхтов В.Н. Влияние чрескожной электрической стимуляции спинного мозга на функциональные свойства моторной системы спортсменов. Теория и практика физической культуры. 2013; 12: 35-38.
- Gerasimenko Y., Gorodnichev R., Puchov A., Moshonkina T., Savokhin A., Roy R.R., Edgerton V.R. Multi-site transcutaneous electrical srimulation of the spinal cord effectively facilitates the locomotor circuitry in non-injured humans (Abstract). Soc. Neurosci. 85.04/MM 14, 2012.
- Андриянова Е.Ю., Ланская О.В. Механизмы двигательной пластичности спинномозговых нервных цепей на фоне долговременной адаптации к спортивной деятельности. Физиология человека. 2014; 40 (3): 73-85.
- Ланская О.В., Андриянова Е.Ю., Ланская Е.В. Пластичность шейных и пояснично-крестцовых спинальных нейрональных сетей двигательного контроля при занятиях спортом. Теория и практика физической культуры. 2015; 6: 14-16.
- Михайлова Е.А., Козлов В.А., Ершов В.Ю., Городничев Р.М. Повышение эффективности маховых движений при беге посредством чрескожной электрической стимуляции спинного мозга. Теория и практика физической культуры. 2015; 6: 29-31.
- Rossini P.M., Burke D., Chen R., Cohen L.G., Daskalakis Z., Di Iorio R., Di Lazzaro V., Ferreri F., Fitzgerald P.B., George M.S., Hallett M., Lefaucheur J.P., Langguth B., Matsumoto H., Miniussi C., Nitsche M.A., Pascual-Leone A., Paulus W., Rossi S., Rothwell J.C., Siebner H.R., Ugawa Y., Walsh V., Ziemann U. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clin. Neurophysiol. 2015; 126 (6): 1071-1107.
