Veränderungen der Reizantworten motorischer Einheiten auf transkranielle Magnetstimulation bei Patienten mit multipler Sklerose und zerebralem Insult

Summary

In multiple sclerosis and stroke the muscle responses to transcranial magnetic stimulation are frequently delayed, reduced in amplitude or absent. To investigate the underlying pathophysiological mechanisms, responses of single motor units to transcranial magnetic stimulation were analysed using peristimulus time histograms. The following response patterns were detected: 1. prolongation of latency and duration of the primary peak which occurs in healthy controls 17 to 30 ms after the stimulus and has a duration of 2 to 8 ms, 2. lack of an excitatory response, 3. prolongation of the interval between sub-peaks within the primary peak and 4. multimodal responses. Possible mechanisms for these changes are: reduction and dispersion of conduction velocities in corticospinal axons associated with impaired summation of excitatory post-synaptic potentials at the spinal motoneurone, frequency-dependent or complete conduction block in corticospinal neurones and compensatory activation of other descending motor pathways.

Zusammenfassung

Bei multipler Sklerose und zerebralem Insult werden nach transkranieller Magnetstimulation häufig verzögerte, amplitudengeminderte oder fehlende Muskelsummenantworten gefunden. Zur Untersuchung der zugrundeliegenden pathophysiologischen Mechanismen wurde das Entladungsverhalten einzelner, willkürlich aktiver motorischer Einheiten nach transkranieller Magnetstimulation mit Hilfe von Peristimulus-Zeit-Histogrammen analysiert. Bei beiden Patientengruppen fanden sich: 1. Verlängerungen der Latenz und der Dauer des primären Gipfels, der bei Gesunden eine Latenz von 17-30 ms und eine Dauer von 2-8 ms aufweist; 2. ein Fehlen von exzitatorischen Reizantworten; 3. eine Verlängerung der Intervalle zwischen einzelnen Untergipfeln des primären Gipfels und 4. multimodale Reizantworten. Als mögliche Mechanismen dieser Veränderungen werden diskutiert: Eine Verlangsamung und Dispersion von Leitgeschwindigkeiten in kortikospinalen Neuronen mit der Folge einer Störung der Summation von exzitatorischen postsynaptischen Potentialen am Alpha-Motoneuron, ein frequenzabhängiger oder kompletter Leitungsblock in kortikospinalen Neuronen und eine kompensatorische Aktivierung anderer absteigender motorischer Bahnen.

Key words

Transcranial magnetic stimulation - Motor unit - Multiplesclerosis - Stroke