Veränderung der Reizantworten motorischer Einheiten auf transkranielle Magnetstimulation bei Patienten mit Amyotrophischer Lateralsklerose

Summary

Transcranial magnetic stimulation evokes a short-latency excitation in hand-muscle motor units of normal subjects. It was tested in this study, if alterations of this response-pattern may be found in patients with amyotrophic lateral sclerosis. During a slight voluntary activation of the first dorsal interosseus muscle, the spike sequence of a single motor unit was registered and a series of transcranial magnetic stimuli was given. The stimulus-induced changes in motor unit excitability were obtained by a cross-correlation of the stimuli and the voluntary discharge times. In total, responses from 60 motor units of normal subjects and of 70 units from patients with amyotrophic lateral sclerosis were included in this study. As expected, all units from normal subjects responded to the stimulus with a short-latency excitation, whereas only two thirds of the units from the patients exhibited an excitatory response. Moreover, some units of patients had a considerable elongation of the response spike-density peak. The remaining 33 % of the units responded to the transcranial stimulus with a short-latency inhibition without previous excitation that was never observed in normal subjects. The results show that for patients with amyotrophic lateral sclerosis cortico-motoneuronal connections are modified for some motor units of hand muscles which could be explained both by a lesion of the cortical and the spinal motoneurons.

Zusammenfassung

Die Reizantworten einzelner motorischer Einheiten von Normalpersonen zeigen auf einen transkraniellen Magnetstimulus eine Exzitation mit kurzer Latenz. Es wurde untersucht, inwieweit sich Änderungen dieser Reizantworten bei der Amyotrophen Lateralsklerose finden lassen. Während leichter Willkürinnervation wurden aus dem M. interosseus dorsalis I fort-laufend Aktionspotentiale einzelner motorischer Einheiten registriert. Gleichzeitig wurde eine Serie von Magnetreizen transkraniell verabreicht. Aus der Stimulus-induzierten Änderung der Verteilung des zeitlichen Auftretens der Aktionspotentiale wurde die Reizwirkung auf einzelne spinale Motoneurone ermittelt. Untersucht wurden insgesamt 60 Motoneurone von Normalpersonen und 70 von Patienten mit einer Amyotrophen Lateralsklerose. Wie erwartet zeigten alle Motoneurone von Normalpersonen auf den Magnetreiz hin eine Erregung kurzer Latenz. Demgegenüber zeigten nur 67 % der Motoneurone von Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose eine derartige Erregung, wobei jedoch die Breite des Spikedichte-Gipfels in der Antwort bei einigen dieser Einheiten massiv verlängert erschien. Die übrigen 33 % der Motoneurone antworteten auf den Magnetstimulus mit einer Hemmung kurzer Latenz, die bei Normalpersonen nie gesehen wurde. Die Ergebnisse zeigen daß bei Patienten mit Amyotropher Lateralsklerose für einzelne spinale Motoneurone die kortiko-motoneuralen Verbindungen modifiziert sind. Dieses Phänomen ließe sich sowohl durch eine Läsion des kortikalen Motoneurons als auch des spinalen Motoneurons erklären.

Key words

Transcranial magnetic - stimulation Motor unit - Amyotrophic lateral sclerosis