调制H-Reflex抑郁与Paired-Pulse刺激健康活跃的人类

文摘

抑郁症的霍夫曼反射(H-reflex)是用于检查脊髓控制机制在运动,疲劳,振动和响应培训。H-reflex抑郁协议经常使用火车的刺激;这是耗时和防止瞬时运动神经元兴奋性的评估。本研究的目的是确定paired-pulse H-reflex抑郁症是可再生的和paired-pulse刺激是否充分估计抑郁症引起的更传统的ten-pulse火车。H-reflexes通过ten-pulse引起列车为0.1,0.2,1、2和5赫兹在十神经完整个人在两个不同的日子。我们测量了第二个脉冲引发的抑郁症(H2)和平均脉冲引发的抑郁症2 - 10 (Hmean)。在所有频率在这两天(H2是一致的= 0.97, ,= 0.81)。从Hmean H2没有差别( )。结果表明,paired-pulse H-reflex抑郁情绪在可靠性和高收益率估计通过ten-pulse列车相媲美。Paired-pulse H-reflex抑郁症可能是特别适合需要快速评估运动神经元兴奋性的研究,比如在运动,疲劳,和振动或建立恢复曲线后抑制。

1。介绍

抑郁症的霍夫曼反射(H-reflex)是用于检查α运动神经元突触前影响在运动过程中,振动,疲劳,和恢复,以应对短期或长期干预(1- - - - - -4]。H-reflex萧条的大小取决于刺激的速度和更大更高频率(5,6]。H-reflex抑郁协议使用列车重复刺激脉冲,通常至少10 [5,7]。较低的刺激频率(例如,0.1赫兹),实验时间可能是相当大的。这是不利的对协议涉及运动和/或疲劳,瞬时评估的脊髓运动神经元兴奋性是必要的。H-reflex抑郁测试时间可以减少通过paired-pulse技术比较的大小只有两个反射反应引起不同频率(8- - - - - -11]。

只有一个先前的研究调查了天H-reflex抑郁症引起的可靠性通过paired-pulse刺激(12]。本研究中使用的脉冲间隔的时间间隔(IPI)(80毫秒)是足够短的第二H-reflex对被记录从一个部分肌肉萎缩。抑郁症记录后第二个脉冲可能反映机械/架构更改引起的肌肉缩短EMG下电极(13]。出于这个原因,paired-pulse与这么短的IPI协议可能不适合slow-twitch肌肉像比目鱼肌或疲劳的肌肉展示收缩放缓。

在目前的研究中,我们调查了paired-pulse H-reflex抑郁症在较低的频率范围,避免可能的EMG工件由于收缩求和。本研究的目的是确定paired-pulse H-reflex抑郁之间是一致的天,paired-pulse刺激是否充分估计十大萧条引起的更传统的火车脉冲。

2。材料和方法

2.1。参与者

十个健康的年轻个人[(平均±SD) = 27.4±7.12岁,身高= 1.73±0.10米,和重量= 70.5±10.71公斤)参与了这个研究(5个雄性,雌性)。参与者签署知情同意文件批准我们机构的人体机构审查委员会。

参与者懒散的躺在Kin-Com等速测力仪(Kin-Com 125 E +;Chattecx公司)。右髋关节和膝关节弯曲到90°,腿是支持支持,防止臀部旋转在实验中。脚被固定在踏板通过尼龙搭扣皮带和主题的树干是担保表用皮带。这一立场允许明确访问胫骨神经在腘窝。参与者被要求保持尽可能放松腿部肌肉在整个实验。

2.2。刺激和肌录音

比目鱼肌M-waves和H-reflexes引发胫骨的经皮电刺激神经。胫骨神经与1000平方脉冲的刺激证券交易委员会由恒流刺激器(模型S88,草医学,昆西,妈,美国),50的电流范围一个150 mA。double-pronged表面刺激电极是定位在最低收益率H-reflex反应刺激强度。电极被固定在腘窝orthoplast夹板和尼龙搭扣皮带。阴极阳极位置是近端。

比目鱼肌的皮肤表面擦伤,用酒精擦洗。双极silver-silver氯化表面电极1厘米直径和电极间的距离是放置在一个固定的2厘米比目鱼肌低1/3交界处,小腿上2/3rd后小腿的内侧中线,低于大部分的腓肠肌。一个参比电极位置的前外侧的腿。比目鱼肌EMG信号(H-reflexes和M-waves)现场preamplified然后不同放大(美国IA疗法无限,爱荷华市:15米Ώ在100赫兹输入阻抗;15 - 1000赫兹频率响应;87分贝60 Hz共模抑制比和500 - 10 - k乘以增益)。EMG信号被显示在一个示波器验证H-reflexes和M-waves(模型TDS320,美国泰克,俄勒冈州比弗顿的,或者,美国)。模拟信号处理一个16位的模拟-数字转换器(美国疗法无限,爱荷华市,IA)在采样率为4000 Hz,然后存储在一个电脑离线分析。

2.3。实验程序

所有受试者参与了两个独立的测试会话隔开至少7天。五个最大的比目鱼肌M-waves (Mmax)获得的超大的电刺激。接下来,刺激强度降低引起H-reflex约25±5%的Mmax振幅。十H-reflexes刺激强度记录在0.1赫兹,0.2赫兹,1赫兹,2赫兹,5赫兹15秒的休息之间的不同频率。(间隔大于8 s建议避免前H-reflex[的抑制作用14]。)0.1赫兹的火车被重复验证电极位置没有改变。

2.4。数据分析

所有H-reflexes峰振幅和M-waves测定以自动化方式根据他们的延迟。H-reflex积分确定但不是在这个报告显示重复发现振幅测量。H-reflex振幅归一化到Mmax每个主题。我们检查了四个因变量:(1)第一H-reflex规范化振幅(H1);(2)归一化幅度第二H-reflex (H2),说明H-reflex萧条期间paired-pulse刺激;(3)归一化的平均振幅的第二个十H-reflexes (Hmean),这说明H-reflex萧条期间10-pulse刺激训练;和(4)的归一化幅度小并购浪潮伴随每个H-reflex刺激一致性验证。

2.5。统计分析

对于第一天H2值,单向重复测量方差分析(方差分析)是用于确定H-reflex抑郁根据刺激频率不同。多重比较测试(图基)应用。

三种互补的方法被用来评估H-reflex抑郁症的可重复性。天之间的抑郁水平的协议价值评估通过相关系数(H2振幅。双向重复测量方差分析(方差分析)是用来评估系统的H2振幅之间的差异在不同的频率。最后,对于所有频率的H2的总和,在可靠性评估通过组内相关系数(),连同标准测量误差(SEM)和最小可检测不同(MDD) (15]。

在人类训练研究的背景下,观察到变化后干预或协议必须超过通常的天变化H-reflex萧条。H2我们计算百分比差异值在实验两天估计未来H-reflex抑郁症的典型天变异研究。

前面列出的天测试的结果表明,H-reflex抑郁天没有差异。这促使我们池第一天和第二天值比较大萧条期间与配对脉冲和火车。我们使用双向重复测量方差分析(频率萧条模式(配对脉冲或火车)比较抑郁的第二个脉冲(H2)平均抑郁症在火车(Hmean)。

确定刺激条件在测试期间保持统一的协议,我们使用一个单向重复测量方差分析来确定H1的频率或显示不同的一天。一致性的H1反应天促使我们池第一天和第二天的数据。然后我们使用单向重复测量方差分析来确定小的振幅M-waves H-responses前根据频率变化。我们分析了M1、M2和Mmean以这种方式。

所有测试的显著性水平 。基于样本大小的计算使用温和的效应值为0.6,10个科目提供了> 80%电力检测不同H-reflex抑郁作为计算H2和Hmean。

3所示。结果

H-reflex抑郁(H2)增加的大小与频率(图1)( )。抑郁也显著大于1、2和5比在0.1和0.2赫兹(Hz)(图2)。抑郁症没有差别的大小在1、2,5赫兹(所有 )。

3.1。再现性的抑郁

H2反应天之间高度相关( )。测试一天和刺激频率之间不存在交互作用(= 1.42,p= 0.23),表明在所有频率之间的H-reflex表现相似。因此,我们汇集频率检查第一天和第二天值之间的一致性。天小一致通过是0.81。得分≥0.75是一个常用的阈值可接受的一致性(15]。在所有频率,H2的平均百分比差异这两个实验之间天11.62% (42.25)。

3.2。Paired-Pulse与火车抑郁

H2和Hmean值是高度相关(= 0.98)。频率和抑郁之间没有交互存在模式(H2或Hmean) (= 1.608,p= 0.177),这表明H2和Hmean表现彼此相似的频率。之间没有显著性差异大萧条引起的第二个脉冲的平均抑郁症(H2)和火车(Hmean)在任何频率(= 0.720,p=(图0.418)3)。抑郁也显著大于1、2和5比在0.1和0.2赫兹(Hz ),没有1之间没有差别,2和5赫兹(所有 )。

3.3。刺激一致性

H1根据频率的天或没有显著差异( )。第一天的平均振幅小并购浪潮(M1)系统低于振幅在2天( )。然而,M1和M2(小并购浪潮H2陪同)1(天彼此有紧密的关联= 0.95)和2(天=(图0.99)4)。两者之间的密切相关性M-waves表明刺激强度统一的第一和第二H-reflexes每个特定的一天。因此有效计算paired-pulse H-reflex抑郁症在这两天。M1、M2和Mmean小M-waves(平均2 - 10)没有根据不同频率(所有 )。这种分析证实刺激条件保持统一在整个实验过程。

4所示。讨论

本研究的主要发现是,H-reflex抑郁症引起的第二个脉冲的火车与抑郁症在整个列车平均一致。在实验的时间常数变化H-reflex抑郁症与重复的刺激感兴趣的变量(例如,突触传递的研究),使用10-pulse火车继续是一个合适的方法学的方法。然而,本研究的结果表明,当级抑郁症是感兴趣的,第二个脉冲是抑郁的一个可靠的估计整个火车。paired-pulse萧条显示不到12%之间变化实验,支持其有效性在电生理学的测试。检查paired-pulse抑郁症可能特别有用在振动疲劳协议和协议和检查后恢复曲线干预引起节段性抑制。重要的是,2赫兹频率被认为是最优的,因为它允许肌肉完全放松,产生更少的潜在刺激伪迹从缩短肌肉结构。

4.1。抑郁症的可靠性

的可靠性H-reflex振幅(作为并购浪潮振幅的函数)之前检查。最大H-reflexes可以可靠地引起跨天多个下肢肌肉群(16)在多个关节位置(17在多个水平的自愿]和[17和诱发收缩18]。在低水平的招聘(Mmax 7 - 13%), H-reflex振幅是可靠的天主题之间不完全脊髓损伤(19]。然而,由于独立H-reflex似乎的振幅调制H-reflex抑郁的9),天之间H-reflex萧条的可靠性必须单独检查。

H-reflex萧条在这项研究中观察到天之间是一致的。这一发现是值得注意的考虑日常的可能性变化神经完整的受试者的生物系统。paired-pulse萧条的可靠性在低频段选择这个研究(ICC = 0.81)与之前报道的可靠性更高的频率(12.5赫兹(12])。的可靠性paired-pulse抑郁症是部分基于天刺激条件的一致性。第一天虽然M1是小于2天,H1天没有差异的反应。这表明,在两个测试的日子里,一个统一的比例的比目鱼肌运动神经元池中招募H-reflex测试。因为H-reflex抑郁症不同的函数的大小调节刺激(H1) [20.),关键是H1测试天之间尽可能一致。

4.2。Paired-Pulse抑郁

科恩和合作者认为H-reflex萧条造成的火车10个脉冲是一个分级响应,表明抑郁的累加效应连续脉冲(5]。然而,在目前的研究中我们没有发现差异H-reflex萧条之后第二个脉冲(H2)和列车的平均抑郁症(Hmean)。由于疲劳的瞬态特性,利用短paired-pulse火车将允许一个考官,更有效地捕获疲劳的影响。此外,paired-pulse刺激可能会引起刺激不适比多脉冲列车。这个特性可以减少nociception-induced波动下行运动神经池。统一的脊椎上的输入是一个关键因素调节的可变性H-reflex反应神经完整的主题。

厄尔斯和他的同事们在报告中0.93的ICC配对H-reflex抑郁症在80毫秒的脉冲间隔的时间间隔(IPI) (12),对应于一个刺激12.5赫兹的频率。作者认为,在这短IPI,降序脊椎上的因素不会影响H2。虽然这可能是有效的,我们相信在短paired-pulse测试公司的可能不是十分有利的纵向培训协议。我们注意到超过70%抑郁症H2在我们的研究中使用的频率最高(2赫兹和5赫兹)。在试点工作,H2 10 Hz抑郁的近100%。因此,如果用于训练研究的背景下,10 Hz刺激不能透露training-induced增强H-reflex萧条。刺激频率低收益率只有部分抑郁症会使检测的全部可能培训反应。出于这个原因,我们取消了10赫兹的方法论研究和建议使用短新闻学会研究培训与变化。

4.3。方法学的策略

见图2、抑郁发生在1、2和5赫兹但不是0.1和0.2赫兹。多重比较过程中发现没有区别的大小抑郁症1,2,5赫兹。因此除了使用paired-pulse刺激检查H-reflex抑郁、疲劳的研究也可能受益于使用两个paired-pulse频率:一个收益率最小的抑郁症(0.1或0.2赫兹),收益率大幅抑郁症(1、2或5赫兹)。0.1赫兹刺激相比,0.2赫兹刺激将减少可能的干扰降H1和H2之间的脊椎上的输入。结合实验持续时间短,这可能支持它的使用。至于频率越高,5赫兹刺激将承受至少混淆的可能性配对脉冲之间的脊椎上的输入。然而在缓慢的比目鱼肌等肌肉,肌肉收缩的总和可能开始在5赫兹(21]。之前在5赫兹,H2因此可能诱发H1的肌肉完全放松。突变信号来自肌肉的体积直接躺下记录电极:改变这本书通过收缩介绍可变性EMG记录。因此收缩求和H-reflex大萧条期间应避免测试。虽然2赫兹刺激受大可能下降影响,它避免了收缩求和的问题。我们以前演示了复苏的时间进程H-reflex抑制振动后(1]。测试(2 Hz),最低限度影响脊髓兴奋性的状态可能被视为理想的影响来确定干预喜欢运动,疲劳,和机械刺激。

5。结论

H-reflex抑郁的第二个脉冲火车代表整个ten-pulse列车引起的抑郁症。这paired-pulse抑郁之间可靠的天,天变化不到12%。Paired-pulse H-reflex抑郁评估提供了方法论的优点评估脊髓控制机制在各种干预措施旨在调节和适应脊髓兴奋性。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作是由美国国立卫生研究院(赠款r01 - hd - 084645和R01-HD082109 r·k·盾牌)。杰弗里·b·爱德考克(PT),凯瑟琳·e·布朗(PT),蒂娜克雷默高贵(PT)和安德里亚·施瓦布Roe (PT)导致了数据收集。

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