文摘
客观的是否感觉运动beta-frequency振荡功率是在电机制备功能性运动障碍患者(手足口病)和因此可能异常的标志“椅”的关注。
方法我们分析了电机性能和beta-frequency皮质振荡在precued选择反应时间(RT)任务不同线索有效性(50%或95%准备和线索)之间的一致性。我们比较21口蹄疫患者13健康对照组(高碳钢)。
结果在高碳钢,高度预测信号与速度有关RT和β失调侧半球(侧坡−0.045(95%可信区间(CI)−0.057−0.033] vs侧−0.033 (95% CI 0.046−−0.021),p< 0.001),倾向于达到低侧end-of-preparationβ功率(侧−0.482 (95% CI 0.827−−0.137)和侧−0.328 (95% CI 0.673−0.016),p= 0.069)。相比之下,手足口病的患者没有改善在RTs高度预测信号和显示一个β失调和偏侧性运动的障碍。
结论持续测试期间同步电动机准备可以反映出异常明确的运动在手足口病的控制。过度关注运动本身而不是目标可能维持β同步和损害性能。
术语表
- CI=
- 置信区间;
- 手足口病=
- 运动障碍;
- HC=
- 健康的控制;
- 位差=
- 四分位范围;
- Ln=
- 自然对数;
- RT=
- 反应时间;
- SF-36=
- 短Form-36健康调查
短跑运动员等待发令枪火代表一个相当极端的例子运动预先计划和它的好处:运动准备通常导致更快的反应时间(RTs)。探索这一效应的实验方法之一是波斯纳范式,预备线索之前给出提示。当预备线索提供有用的信息需要运动的性质,RTs是典型的速度更快。
功能(心因性)患者运动障碍(手足口病)打破这个规则的正常运动。我们之前发现,使用版本的波斯纳范式,手足口病的患者无法利用高度可预测的条件来提高性能。1这是符合一个关键临床特征的异常运动:运动是显式地控制,例如,被要求做一个特定的运动的一部分神经系统检查,是不正常的,但是,当同样的动作发生在一个无人看管的时尚,这是正常的。我们以前提出,这是由于过度注意力集中在运动,特别的一个误导的注意力从目标运动和运动力学,即。、监控当前状态的肢体移动。1
如果这个假设是正确的,那么我们应该能够检测神经关联的误导的注意。一个潜在相关关联就是力量β频带的脑电图。β权力典型的抑制,使向侧面随意运动之前,这些变化是更快和更突出的高度预测运动之前。2,3β权力提出了构成汽车的关注,指数较低的功率反射高关注即将到来的运动。4
我们假设,precued RT任务,手足口病的患者不会改善他们的RTs precue预测即将到来的运动时,这种障碍会与持久β同步和未能使向侧面β抑制比健康对照组(高碳钢)。
本研究招募了口蹄疫患者开始physiotherapy-based治疗他们的症状。因此,我们还推测,临床改善后续会与改善RT预测precues的设置,这将反映在β抑制和正常化之前偏侧性运动。
方法
参与者
患者手足口病是从同一池招募病人被加入随机可行性研究比较专业和标准物理治疗手足口病。5这些患者≥18岁和建立临床诊断手足口病根据古普塔和朗6标准。详细的包含和排除标准已经在其他地方发表。5额外的排除标准为当前研究持续严重的头部震颤。高碳钢是健康的个人年龄和性别匹配。
被确诊为手足口病的参与者测试两次:开始治疗前(基线)和至少2周后完成治疗(后续)。高碳钢评估一次。被确诊为手足口病的参与者,可行性研究的一部分,随机接受物理治疗专业或标准。5治疗策略具有其他地方。5
人口统计学和临床信息收集基线和随访。后续评估临床改善身体功能域的短Form-36健康调查(SF-36)(版本1)。5,7
Precued选择RT任务不同线索的有效性
我们的行为实验由一个Posner-type precued选择RT任务不同线索有效性1,8(图1)。在开始正式的模式之前,所有的参与者完成了训练块以确保他们有最优性能的主要任务在继续之前。
总持续时间5950毫秒。Preparation-to-move间隔时间1950毫秒,包括准备线索(200毫秒)和interstimulus间隔(1750毫秒)。参与者被指示将左对左Ctrl键和右食指食指在正确的Ctrl键的QWERTY键盘。
随后,有2的实验条件。在高度可预测的情况下,准备信号准确地预测在95%的线索试验(95%一致)。在不可预知的情况下,准备线索准确预测线索在只有50%的试验(即。他们没有预测价值)。
实验组织8 50块试验。四块高度可预测的,另4是不可预测的。块是pseudo-randomized秩序。参与者被指示去按的键对应提示尽快(左边Ctrl键与左食指或右Ctrl键右食指)。他们还被告知,在一些街区准备信号准确地预测暗示,而其他人没有。他们没有明确告知哪种类型的块他们要执行每一次。没有给出任何反馈精度或响应时间。
响应时间以毫秒为单位表示的(时间线索去按键)计算为每个审判。试验的准备提示准确预测去提示(一致)分开的预测是不正确的(不一致)。平均响应时间分别在试验在每个2一致和不一致的试验条件一致(95%和50%)。
记录beta-frequency振荡活动
连续脑电图记录从Ag / AgCl表面电极和32路ANT-EEG系统符合5%的电极系统。< 5 kΩ电极阻抗。采样率为2048 Hz。
我们的参考是平均的电极。工件的所有录音都是视觉检查,试验与著名的文物都被丢弃。我们限制我们的分析只正确的试验和丢弃的试验中,参与者按错了键或不按任意键(从今以后失败的试验)。
预处理
统计参数映射(12 b,维康基金会神经造影中心,伦敦大学学院,英国)和MATLAB (MathWorks纳蒂克,MA)是用于数据处理。首先,从2048年到250年数据down-sampled赫兹。当时时代从−1到4秒帧相对的提示做准备。执行时间频率分解的多窗口的方法。9我们平均功率频率的测试范围(13-33赫兹)。数据被计算新日志比β权力相对于基线期从−1 0秒相对于准备的线索。
预处理导致基线校正测试功率作为时间的函数4种不同条件:(1)95%的试验,正确的按键;(2)试验中,95%左出版社;(3)50%的试验,对出版社;(4)50%审判,新闻。
为每个这些条件,我们平均的数据FC1和C3电极(左脑)和FC2和C4电极(右脑),这被认为记录振荡活动的感觉运动皮层。
我们下倒塌在左/右区别通过为每个可预测性平均侧和侧β权力设置(95%或50%):左半球活动在正确的按键和右脑活动期间左按键,“侧”活动;和左半球活动期间左按键和右脑活动正确的按键,“身体的同侧的”活动。
结果是4 beta权力为每个参与者的数据集:(1)95%的条件下,侧;(2)95%条件下,同侧;(3)50%的条件下,侧;(4)50%条件下,同侧。
参与者可以预先计划即将到来的按键时间间隔的准备和线索。我们关注的最大准备通过限制我们的分析,下半年区间(975毫秒前提示)。
统计分析
统计分析了占据(13.1版本,StataCorp,大学城,TX)。连续变量表示为意味着(SD)如果正态分布或中位数(四分位范围(差))如果不是正态分布。分类变量表示为频率和比例。
正常的假设被目视检查评估的连续变量的分布和Kolmogorov-Smirnov确认测试。
RTs非正态的分布,因此变成了他们的自然对数(Ln)履行正常的假设,从而能够适应多级混合效应线性模型。
结果措施RT和β力量(见预处理),包括β失调,代表β功率下降的速度在下半年的准备,和end-of-preparationβ力量,代表β水平权力达到最后的准备移动(提示)前的最后150毫秒。
Mixed-effects多层线性模型允许我们考虑数据的依赖造成的重复测量在参与者RT和β的力量。我们安装3模型:
1。RT,包括集团的影响,可预测性,提示一致,他们的互动,一个个体层面的随机因素。我们执行2成对比较:Ln RT全等提示试验中95% vs 50%条件下两组。
2。β失调率,集团的影响,可预测性,一侧,和时间,他们的互动,个体层面的截距和斜率的随机因素。
3所示。end-of-preparationβ力量,集团的影响,可预测性,一侧,他们的互动,一个个体层面的随机因素。
模型2和3,我们执行4侧的两两比较和身体的同侧的β波活动在每组的95%和50%条件。统计学意义是预定义的p< 0.05。
标准协议的审批、登记和病人同意
这项研究是由当地伦理委员会批准。参与者把他们的通知书面同意参加研究。
结果
临床和人口特征
我们招募了21个手足口病的患者和13高碳钢,谁都在基线评估(表1)。手足口病的患者中,11被随机分配接受物理治疗专业理疗和另外12接收标准。然后他们被评估后平均时间4.7(标准差1.7)周后治疗。后续行为数据(RT)从1患者手足口病因为技术问题的记录。1在基线组年龄和性别匹配的。左撇子的比例参与者也是类似的团体之间。治疗后,患者手足口病报告增加他们SF-36物理功能域分数(意味着30 (21.6 SD)基线vs 40[30.0]在随访,p= 0.029)。
主要分析:手足口病的患者在基线和高碳钢
高碳钢失败1.3%(差1.3% - -2.3%)的试验,而口蹄疫失败患者4.8% (IQR 1.5% -9.5%) (p= 0.022)。
行为的影响预测和nonpredictive线索
在高碳钢,响应时间试验预测precues速度超过了nonpredictive precues[意思是Ln (RT)差异−0.058,95%可信区间(CI) 0.112−−0.005,p= 0.032 (图2和表e 1,links.lww.com/WNL/A41)。相比之下,在响应时间没有区别患者手足口病预测与nonpredictive precues[意思是Ln (RT)差异−0.027,95% CI 0.07−0.015,p= 0.206)。
β失调和end-of-preparationβ功率预测和nonpredictive线索
我们比较,利用混合线性模型,去前的β失调率同侧和对侧的线索在半球与预测块和nonpredictive precues患者手足口病和高碳钢(图3和表飞行,links.lww.com/WNL/A41)。我们发现只有在高碳钢与预测precues街区,有速度的β失调侧半球(斜坡:侧−0.045 (95% CI 0.057−−0.033)和侧−0.033 (95% CI 0.046−−0.021),p< 0.001)。相比之下,在β失调率没有差别高碳钢nonpredictive线索的块(p= 0.664)和患者手足口病预测(p= 0.801)或nonpredictive (p= 0.777)暗示。
Baseline-correctedβ权力(对数比率)作为时间的函数。蓝色的跟踪显示侧半球;红色的跟踪显示同侧半球。β尺度改变获得的权力变化(AU)β权力,由计算β的日志比权力相对于基线期从−1 0秒相对于准备的线索。β斜坡kernel-weighted局部多项式回归得到的β权力(AU) (yvar)时间变化(xvar)。非盟=任意单位;手足口病=功能运动障碍;HC =健康控制;50% =预测块;95% =高度可预测的块; 0 (milliseconds) = prepare cue appearance; 975 (milliseconds) = halfway through the preparation-to-move period; 1,950 (milliseconds) = go cue appearance.
最后我们也比较了baseline-correctedβ权力同侧和对侧的准备移动的半球,与预测块和nonpredictive precues,手足口病的患者和高碳钢(图3和表飞行,links.lww.com/WNL/A41)。
再次,只有与预测precues高碳钢和街区,有一个倾向于低侧半球end-of-preparationβ力量(意思是:侧−0.482 (95% CI 0.827−−0.137)和侧−0.328 (95% CI 0.673−0.016),p= 0.069)。相比之下,end-of-preparationβ权力类似侧和侧半球高碳钢nonpredictive线索的块(p= 0.602)和患者手足口病预测(p= 0.300)或nonpredictive (p= 0.696)暗示。
探索性分析:手足口病的患者在随访和基线
手足口病失败患者4.8%(差1.5% - -9.5%)的试验在基线和2.9% (IQR 1.6% -10.8%)在随访(p= 0.117)。
行为的影响预测和nonpredictive线索
响应时间试验一致信号与预测相似块和nonpredictive precuing在基线(p= 0.430)和后续(pe - 3 = 0.203)(表,links.lww.com/WNL/A41)。
β失调和end-of-preparationβ功率预测和nonpredictive线索
侧和侧的β失调率类似在街区的基线预测(p= 0.874)和nonpredictive (p= 0.859)precueing和后续的预测(p= 0.302)和nonpredictive (p= 0.208)条件(表的军医,links.lww.com/WNL/A41)。
在后续治疗后,与预测precues块,有一个倾向于低侧半球end-of-preparationβ力量(平均−0.068 (95% CI 0.313−0.176)和0.146 (95% CI 0.1−0.390),p= 0.065)。相比之下,侧和侧β权力在后续类似的两块nonpredictive线索(p= 0.717)和在基线预测(p= 0.553)和nonpredictive (p= 0.823)条件。
讨论
本研究中的行为数据复制数据从我们先前的研究手足口病,显示他们似乎无法利用precues准确预测即将到来的运动的本质。1他们在这方面不同于高碳钢,更快的响应时间precues信息时。
在这里,我们表明了这一行为的神经关联现象。在高碳钢,β权力压制更深入和边音的强烈运动期间准备以应对precues强烈预测即将到来的运动相比,当他们没有。相比之下,手足口病的人没有这样的效果,异常高和边音的β权力甚至在高度预测precues的设置。
我们曾提出了一个关键的角色在手足口病的病理生理学自主关注。误导注意力身体可以,我们认为,直接影响正常运动和激活异常强大的自上而下的预测与异常运动有关。1,10这可能会提供一个解释症状的恶化时,注意力会集中在运动时相比改进运动发生在分心的设置。
在这里,我们使用一个实验范式,比较运动的响应时间可以,不能提前准备的线索。健康的人更快的时候可以准备,但患者手足口病。我们假设这种效应与异常的注意力集中到当前感觉运动状态的肢体,而不是关注对即将到来的运动的目标。如果这是正确的,我们期望看到的失败患者β抑制和偏侧性手足口病。这确实是我们发现在病人组:他们受损的任务绩效与异常有关维护ββ高碳钢相比偏侧性的力量和失败。
我们建议异常维护β在这个实验范式代表国家权力的异常关注当前肢体的感觉运动状态。然而,我们认识到,还有不同的意见和了解变化的起源在β力量运动。有一定程度的共识,β力量至少与随意运动发生的可能性或改变现状。11当前模型的运动控制显示系统当前感官状态信息和未来的运动计划由概率分布表示,瑞典民主党提供某种程度的相对强弱或精度。运动可以被理解为一个感官状态和变化发生在未来的运动计划更强比当前感官状态(更精确)。12我们建议β权力是精密的候选标记在这种背景下,鉴于它如何减少准备运动,我们建议可以索引的强度(或精度)当前身体的感觉状态。
我们的研究只是第二个提供后续治疗后神经生物学数据的神经系统功能紊乱。13我们探索性比较手足口病的患者治疗前后没有证实行为改善的任务(按RTs)尽管显著增加分数SF-36全面改善症状。然而,在后续的治疗后,我们观察到的复苏趋势边音的β抑制汽车准备中预测标记的设置条件。在组内,有很多变化在回应理疗治疗,这可能被遮挡影响RT和β失调。
我们承认我们的研究存在一定的局限性。首先,我们分析了平均功率/频率在整个β从13到33赫兹。这种方法可能会盖过了任何特定的参与在β频带窄的频率范围。第二,我们分析的数据FC1 C3电极(左脑)和FC2和C4电极(右脑)。虽然这些电极被认为记录振荡活动的感觉运动皮层,32路的空间分辨率脑电图是有限的。这也可能是造成participant异质性测试版功率测量。第三,样本容量不允许潜在的有趣的子群的性能比较手足口病的患者在随访(例如,急救员vs nonresponders治疗)。第四,我们的分析并不占上肢参与口蹄疫、单侧性的症状,或运动过度的与运动功能减退的现象。第五,我们的假设是异常β权力运动期间准备反映过度关注身体,但是我们接受可能有其他的原因。最后,未来的研究也可以检查其他组件的β调制与运动有关,例如,postmovementβ反弹。
我们的数据表明,持久β同步和缺乏边音的β失调马达准备期间异常明确的运动控制手足口病的签名。我们建议自主关注过度,这是与一个显式的电机控制方式,可能会干扰β失调,通过这个影响电机的性能。
作者的贡献
蒂亚戈特奥多罗:设计的研究;数据的分析和解释;统计分析;写第一稿。安妮Marthe Meppelink:设计的研究;数据的分析和解释;修改手稿知识内容。西蒙:设计和概念化的研究;解释数据;修改手稿知识内容。 Robert Grant: analysis and interpretation of the data; statistical analysis; revising the manuscript for intellectual content. Glenn Nielsen and Antonella Macerollo: interpretation of the data; revising the manuscript for intellectual content. Isabel Pareés: design and conceptualization of the study; revising the manuscript for intellectual content. Mark J. Edwards: design and conceptualization of the study; interpretation of the data; revising the manuscript for intellectual content.
研究资金
这项研究是由英国医学研究理事会(英国)。蒂亚戈特奥多罗·收到资金从“Ciencia e Tecnologia Fundacao para”(SFRH / SINTD / 95267/2013)。
信息披露
作者报告没有披露相关的手稿。去首页Neurology.org/N为充分披露。
承认
作者感谢所有参与者的善良在参与这项研究。
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
文章加工费是由英国医学研究理事会(英国)。
- 收到了5月11日,2017年。
- 接受的最终形式2017年10月9日。
- 版权©2017年作者(年代)。发表的Wolters Kluwer健康,公司代表美国神经病学学会。首页
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