A new temporal window for inducing depressant associative plasticity in human primary motor cortex
A new temporal window for inducing depressant associative plasticity in human primary motor cortex
复制标题
诱导人类初级运动皮层抑制联想可塑性的新时间窗口
DOI：
10.1016/j.clinph.2013.01.004
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发表时间：
2013
影响因子：
4.7
通讯作者：
Classen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schabrun;Ridding;Classen
目的棘波时序依赖性可塑性(Spike-Timing Dependent Plastic，STDP)通常是指由神经元输入和神经元放电的近同步激活所引起的突触可塑性。然而，STDP的一些模型预测的影响偏离了这种紧密的时间同步。我们的目的是描述当突触前输入在突触后神经元被激活之前的中间间隔(50-80ms；PAS50，...PAS80)和突触后神经元被激活后的长间隔(100-450ms；PAS−100，...PAS−450)到达初级运动皮质(M1)时，使用成对联想刺激(PAS)诱导STDP的特征。结果在−2 5 0~−45 0ms的PAS间期，PAS波幅降低，PAS2 5和PAS2 5 ms之间PAS波幅增加，其余间期无明显变化。在任何PAS方案后，皮质内抑制或促进回路没有改变。结论这些发现为PAS在人类M1中诱导皮质脊髓兴奋性抑制提供了以前未见报道的时间窗的证据。信号：为STDP建立新的时间规则将扩大其在未来治疗中的适用性。
OBJECTIVESpike-timing dependent plasticity (STDP) usually refers to synaptic plasticity induced by near-synchronous activation of neuronal input and neuronal firing. However, some models of STDP predict effects that deviate from this tight temporal synchrony. We aimed to characterise the induction of STDP using paired associative stimulation (PAS) when the pre-synaptic input arrives in primary motor cortex (M1) at (i) intermediate intervals (50–80ms; PAS50,..PAS80) before the post-synaptic neuron is activated and (ii) long intervals (100–450ms; PAS−100,..PAS−450) after the post-synaptic neuron is activated. PAS at near-synchronicity (PAS25) was applied for comparison.METHODSTo characterise the physiological effects of the different PAS protocols, we examined short- and long-interval intra-cortical inhibition; intra-cortical facilitation and short- and long-latency afferent inhibition, in addition to recording MEPs in 45 healthy individuals.RESULTSMEP amplitude was reduced at PAS intervals between −250 and −450ms, increased with PAS25, and unaltered at the remaining intervals. There was no change in intra-cortical inhibitory or facilitatory circuits following any PAS protocol.CONCLUSIONSThese findings provide evidence of a previously unreported temporal window in which PAS induces a depression of corticospinal excitability in human M1.SIGNIFICANCEEstablishing new temporal rules for STDP broadens its applicability for therapeutic usage in future.
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