DOI: https://doi.org/10.24072/pcjournal.659
تاريخ النشر: 2026-01-05
المؤلف: Gautier Hamoline وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة
نظرة عامة
تدرس الدراسة تقدير عتبة الراحة الحركية (RMT) في التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) باستخدام ثلاث طرق: تخطيط العضلات الكهربائي (EMG)، التسارع (ACC)، والفحص البصري (VIS). بينما يُعترف بـ EMG كمعيار ذهبي لتقدير RMT، فإن تكلفته العالية والوصول المحدود غالبًا ما يدفع الباحثين للاعتماد على VIS، مما قد يقدم تباينًا وانحيازًا. كان الهدف من البحث هو مقارنة تقديرات RMT المستمدة من EMG وACC وVIS.
خضع خمسة مشاركين لـ TMS بينما تم جمع البيانات من خلال EMG وACC وتسجيلات الفيديو. بالإضافة إلى ذلك، قام 64 ملاحظًا بتقييم حركات اليد في الفيديوهات لتقدير RMT عبر VIS. أشارت النتائج إلى أن تقديرات RMT من EMG كانت دائمًا أقل من تلك من ACC وVIS. على وجه التحديد، كانت VIS تفرط في تقدير RMT مقارنة بـ EMG (انحياز متوسط = 5.23%، 95% CI = [1.00-11.00])، بينما كانت تقديرات ACC وVIS متقاربة (انحياز متوسط = 0.43%، 95% CI = [-4.00، 5.00]). أظهرت تحليلات الموثوقية موثوقية متوسطة بين VIS وEMG (ICC (2,1) = 0.580، 95% CI = [0.389، 0.748]) وموثوقية جيدة إلى ممتازة بين VIS وACC (ICC (2,1) = 0.845). ومع ذلك، لوحظ تباين كبير في تقديرات VIS مقارنة بـ EMG، مع فترات ثقة معاد حسابها تتراوح من +1 إلى +11، بينما أظهرت تقديرات VIS وACC تباينًا أقل، يتراوح من -4 إلى +5.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث تطور وتطبيقات التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS)، وخاصة تأثيره على القشرة الحركية الأولية وقدرته على تحفيز انقباضات العضلات من خلال المسار القشري الشوكي. يعد قياس الجهد الكهربائي الناتج عن الحركة (MEPs)، بشكل أساسي من خلال تخطيط العضلات الكهربائي (EMG)، أمرًا مركزيًا في دراسات TMS، حيث يعتبر سعة MEP مقياسًا رئيسيًا. تُعرف عتبة الراحة الحركية (RMT) بأنها الحد الأدنى من خرج المحفز المطلوب لاستثارة MEPs لا تقل عن 50 ميكروفولت في عدد محدد من التجارب. بينما ركزت TMS تقليديًا على الاستجابات الحركية، فقد توسعت تطبيقاتها إلى علم الأعصاب والطب النفسي، معالجة حالات مثل الاضطراب الاكتئابي الكبير، والقلق، ومجموعة متنوعة من اضطرابات الحركة.
على الرغم من فائدة EMG، فإن الطريقة تقدم تحديات، بما في ذلك التكاليف العالية والخطوات التحضيرية التي تستغرق وقتًا طويلاً. يلجأ بعض الباحثين إلى RMT المحدد بصريًا، والذي، على الرغم من كونه أكثر وصولًا، إلا أنه ذاتي وقد يؤدي إلى نتائج غير متسقة. تهدف هذه الورقة إلى تقييم فعالية ثلاث طرق لقياس RMT: EMG، التسارع (ACC)، والفحص البصري (VIS). من خلال مقارنة هذه التقنيات، يسعى البحث إلى تحديد نقاط القوة والقيود الخاصة بها، خاصة من حيث الدقة والموثوقية والتطبيق العملي، وبالتالي معالجة الحاجة إلى بدائل أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة لـ EMG في أبحاث TMS.
طرق
تحدد قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، معدات، وعينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم تطبيقها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم إعداد التجربة، بما في ذلك مجموعات التحكم والعلاج، وكذلك الظروف التي أجريت فيها التجارب. تسمح هذه المقاربة الشاملة بفهم واضح لكيفية اشتقاق النتائج وتدعم صحة الاستنتاجات المستخلصة في الدراسة.
مناقشة
استخدمت الدراسة تصميم نموذج مختلط للتحقيق في عتبة الراحة الحركية (RMT) باستخدام ثلاث طرق: تخطيط العضلات الكهربائي (EMG)، التسارع (ACC)، والفحص البصري (VIS). تألفت العينة النهائية من 69 مشاركًا، حيث قدمت المجموعة 1 تسجيلات استجابة TMS مباشرة من خلال EMG وACC والفيديو، بينما قامت المجموعة 2 بتقييم RMT بصريًا من هذه التسجيلات. أشارت النتائج إلى أن كل من ACC وVIS عمومًا قد أفرطت في تقدير RMT مقارنة بـ EMG، الذي يُعتبر المعيار الذهبي. على وجه التحديد، كشفت التحليلات البايزية ومخططات بلاند-ألتمن عن انحيازات منهجية، حيث كانت VIS تفرط في تقدير RMT باستمرار بالنسبة لـ EMG، بينما لم يظهر ACC أي انحياز كبير ضد VIS.
تؤكد النتائج على الطبيعة الموضوعية لـ ACC كبديل مفضل لـ VIS الأكثر تباينًا عندما لا يكون EMG ممكنًا. تسلط الدراسة الضوء على الاختلافات في القياس الداخلي مقابل الخارجي بين هذه الطرق، حيث يلتقط EMG النشاط الكهربائي للعضلات مباشرة، بينما تعتمد ACC وVIS على حركات الأصابع المرئية، والتي قد لا تعكس دائمًا انقباضات العضلات الدقيقة. تتماشى هذه الأبحاث مع الدراسات السابقة التي تشير إلى أنه بينما يمكن أن يؤدي الفحص البصري إلى نتائج قابلة للمقارنة مع EMG، فإن الاختلافات المنهجية يمكن أن تؤثر بشكل كبير على تحديد العتبة، مما يثير تساؤلات حول موثوقية VIS في تقييم الاستثارة القشرية. بشكل عام، تدعو الدراسة إلى الاستمرار في استخدام EMG كمعيار لتقدير RMT، مع الاعتراف بفائدة ACC في تقديم قياس أكثر اتساقًا وموضوعية.
DOI: https://doi.org/10.24072/pcjournal.659
Publication Date: 2026-01-05
Author(s): Gautier Hamoline et al.
Primary Topic: Transcranial Magnetic Stimulation Studies
Overview
The study investigates the estimation of Resting Motor Threshold (RMT) in Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) using three methods: Electromyography (EMG), Accelerometry (ACC), and Visual Inspection (VIS). While EMG is recognized as the gold standard for RMT estimation, its high cost and limited accessibility often lead researchers to rely on VIS, which may introduce variability and bias. The objective of the research was to compare RMT estimates derived from EMG, ACC, and VIS.
Five participants underwent TMS while data were collected through EMG, ACC, and video recordings. Additionally, 64 observers evaluated hand movements in the videos to estimate RMT via VIS. The results indicated that RMT estimates from EMG were consistently lower than those from ACC and VIS. Specifically, VIS overestimated RMT compared to EMG (mean bias = 5.23%, 95% CI = [1.00-11.00]), while ACC and VIS estimates were closely aligned (mean bias = 0.43%, 95% CI = [-4.00, 5.00]). Reliability analyses showed moderate reliability between VIS and EMG (ICC (2,1) = 0.580, 95% CI = [0.389, 0.748]) and good-to-excellent reliability between VIS and ACC (ICC (2,1) = 0.845). However, significant variability was noted in VIS estimates compared to EMG, with bootstrapped confidence intervals ranging from +1 to +11, while VIS and ACC estimates showed less variability, ranging from -4 to +5.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the evolution and applications of Transcranial Magnetic Stimulation (TMS), particularly its impact on the primary motor cortex and its ability to induce muscle contractions through the corticospinal pathway. The measurement of Motor Evoked Potentials (MEPs), primarily through electromyography (EMG), is central to TMS studies, with MEP amplitude serving as a key metric. The Resting Motor Threshold (RMT) is defined as the minimal stimulator output required to elicit MEPs of at least 50 µV in a specified number of trials. While TMS has traditionally focused on motor responses, its applications have expanded into neurology and psychiatry, addressing conditions such as major depressive disorder, anxiety, and various movement disorders.
Despite the utility of EMG, the method presents challenges, including high costs and time-consuming preparatory steps. Some researchers resort to a visually determined RMT, which, while more accessible, is subjective and may lead to inconsistent results. This paper aims to evaluate the effectiveness of three methods for measuring RMT: EMG, accelerometry (ACC), and visual inspection (VIS). By comparing these techniques, the study seeks to identify their respective strengths and limitations, particularly in terms of accuracy, reliability, and practical application, thereby addressing the need for more efficient and cost-effective alternatives to EMG in TMS research.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols followed for data collection, including any statistical analyses applied to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental setup, including control and treatment groups, as well as the conditions under which the experiments were conducted. This comprehensive approach allows for a clear understanding of how the findings were derived and supports the validity of the conclusions drawn in the study.
Discussion
The study employed a mixed-model design to investigate the resting motor threshold (RMT) using three methods: electromyography (EMG), accelerometry (ACC), and visual inspection (VIS). The final sample consisted of 69 participants, with Group 1 providing direct TMS response recordings through EMG, ACC, and video, while Group 2 assessed RMT visually from these recordings. Results indicated that both ACC and VIS generally overestimated the RMT compared to EMG, which is considered the gold standard. Specifically, Bayesian analyses and Bland-Altman plots revealed systematic biases, with VIS consistently overestimating RMT relative to EMG, while ACC showed no significant bias against VIS.
The findings underscore the objective nature of ACC as a preferable alternative to the more variable VIS when EMG is not feasible. The study highlights the intrinsic versus extrinsic measurement differences between these methods, where EMG captures muscle electrical activity directly, while ACC and VIS rely on observable finger movements, which may not always reflect subtle muscle contractions. This research aligns with previous studies suggesting that while visual inspection can yield comparable results to EMG, methodological differences can significantly affect threshold determination, raising questions about the reliability of VIS in assessing cortical excitability. Overall, the study advocates for the continued use of EMG as the standard for RMT estimation, while recognizing the utility of ACC in providing a more consistent and objective measure.