Corticospinal excitability is highest at the early rising phase of sensorimotor µ-rhythm
Notice bibliographique
Résumé
Alpha oscillations are thought to reflect alternating cortical states of excitation and inhibition. Studies of perceptual thresholds and evoked potentials have shown the scalp EEG negative phase of the oscillation to correspond to a short-lasting low-threshold and high-excitability state of underlying visual, somatosensory, and primary motor cortex. The negative peak of the oscillation is assumed to correspond to the state of highest excitability based on biophysical considerations and considerable effort has been made to improve the extraction of a predictive signal by individually optimizing EEG montages. Here, we investigate whether it is the negative peak of sensorimotor µ-rhythm that corresponds to the highest corticospinal excitability, and whether this is consistent between individuals. In 52 adult participants, a standard 5-channel surface Laplacian EEG montage was used to extract sensorimotor µ-rhythm during transcranial magnetic stimulation (TMS) of primary motor cortex. Post-hoc trials were sorted from 800 TMS-evoked motor potentials (MEPs) according to the pre-stimulus EEG (estimated instantaneous phase) and MEP amplitude (as an index of corticospinal excitability). Different preprocessing transformations designed to improve the accuracy by which µ-alpha phase predicts excitability were also tested. By fitting a sinusoid to the MEP amplitudes, sorted according to pre-stimulus EEG-phase, we found that excitability was highest during the early rising phase, at a significant delay with respect to the negative peak by on average 45° or 10 ms. The individual phase of highest excitability was consistent across study participants and unaffected by two different EEG-cleaning methods that utilize 64 channels to improve signal quality by compensating for individual noise level and channel covariance. Personalized transformations of the montage did not yield better prediction of excitability from µ-alpha phase. The relationship between instantaneous phase of a brain oscillation and fluctuating cortical excitability appears to be more complex than previously hypothesized. In TMS of motor cortex, a standard surface Laplacian 5-channel EEG montage is effective in extracting a predictive signal and the phase corresponding to the highest excitability appears to be consistent between individuals. This is an encouraging result with respect to the clinical potential of therapeutic personalized brain interventions in the motor system. However, it remains to be investigated, whether similar results can be obtained for other brain areas and brain oscillations targeted with EEG and TMS.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».