Modulation der kortikalen Silent Period durch Vibration

Fragestellung: Durch Vibration wird die intrakortikale Erregbarkeit für den vibrierten Handmuskel im Sinne einer Disinhibition gesteigert, während nicht-vibrierte Muskeln eine Zunahme der Intrakortikalen Inhibition aufweisen [1]. Wir untersuchten, ob die Silent Period (SP) als ein anderes Maß für inhibitorische Neuronenkreise durch Vibration moduliert wird.

Methodik: Transkranielle Magnetstimulation (TMS) mit einer fokalen Spule wurde bei 12 gesunden Probanden (mittl. Alter: 41J.) über dem linken motorischen Kortex eingesetzt. Die Ableitung erfolgte entweder vom M. flexor carpi radialis (FCR) rechts (Exp. 1) oder vom M. extensor carpi radialis (ECR) rechts (Exp. 2). In Exp. 3 wurden TM-Einzelreize unter Muskelentspannung appliziert und vom FCR abgeleitet. In Exp. 4 wurde der N. medianus rechts zur Auslösung einer peripheren SP (pSP) supramaximal elektrisch stimuliert, die Ableitung erfolgte vom FCR. An der besten Spulenposition an der Kopfoberfläche erfolgte die Bestimmung der motorischen Ruheschwelle (MRS) und der Schwelle für die Auslösung der SP (SP-S). Zur Messung der SP aktivierten die Probanden den Zielmuskel mit ca. 20% ihrer Maximalkraft. Die Antworten in Exp. 1,2 und 4 wurden jeweils gleichgerichtet und gemittelt, in Exp. 3 wurden peak-to-peak Amplituden bestimmt. Die Vibration erfolgte durch 60Hz Stimulation am muskulotendinösen Übergang des ECR.

Ergebnisse: Die Schwellen und die Einzelreiz-MEP-Amplituden des FCR (Exp. 3) wurden durch Vibration nicht verändert. Die Dauer der durch TMS evozierten SP verlängerte sich im FCR signifikant (von 105±23 msec auf 126±28 msec). Die pSP (Exp. 4) veränderte sich nicht (vorher: 115±18 msec; unter Vibration: 116±18 msec). Die im ECR TMS-evozierte SP war unter Vibration nicht-signifikant verkürzt (von 140±26 msec auf 132±31 msec).

Schlussfolgerung: Vibration eines Unterarm-Extensors führt zu einer Verlängerung der SP im antagonistisch wirkenden Unterarm-Flexor ohne Veränderung der kortikospinalen Exzitabilität.Da nur die TMS-evozierte SP, nicht aber die pSP verlängert wurde, spricht dieses für einen Mechanismus oberhalb spinaler Neuronenkreise. Zukünftige Untersuchungen müssen zeigen, ob die in spastischen Muskeln typischerweise verkürzte SP [2] durch Vibration der Extensoren verlängert und somit ein antispastischer Effekt erzielt werden kann.

[1] Rosenkranz K et al. J Physiol 2003; 551: 649–660

[2] Liepert J et al. Neurol, Psych and Brain Res 1995; 4: 1–6