Transkraniaalinen magneettistimulaatiotutkimus kätisyydestä

Abstract

Transkraniaalisen magneettistimulaation (TMS) avulla voidaan tutkia kivuttomasti ja noninvasiivisesti aivokuoren ja kortikospinaalisten ratojen toimintaa. Kohdistamalla stimulaatio primaariselle motoriselle aivokuorelle (M1) aiheutetaan lihasvaste (MEP) kehon vastakkaisella puolella. Kätisyyden vaikutuksesta kortikospinaalisten ratojen toimintaan on esitetty ristiriitaista tietoa. Tämän tutkielman tarkoituksena oli selvittää käden dominanssin vaikutusta MEP:hin oikea- ja vasenkätisillä. Lisäksi kätisyyksien välisiä eroavaisuuksia tarkasteltiin käsien vertailevien toiminnallisten testien avulla.

Tutkimukseen osallistui 23 tervettä vapaaehtoista henkilöä (22–56-vuotta), joista 14 oli oikeakätisiä ja 9 vasenkätisiä. TMS kohdennettiin käden edustusalueelle M1:sen päälle kansainvälisen 10-20-järjestelmän mukaan. MEP:t rekisteröitiin EMG- pintaelektrodien avulla käden thenar ja hypothenar lihaksista stimuluksen vastakkaiselta puolelta sekä levossa että aktiivisuuden aikana. Käsien toiminnallisiin testeihin kuuluivat sormien naputusnopeuden ja puristusvoimien mittaukset. Dominantin ja non-dominantin käden välillä ei havaittu eroavaisuuksia motorisissa kynnyksissä (MT), MEP:ien amplitudeissa, latensseissa tai MEP:n jälkeisessä inhibitioajassa (SP). Oikea- ja vasenkätisten välillä havaittiin eroavaisuuksia aktiivisuuden aikana tehdyissä mittauksissa. Oikeakätisillä oli tilastollisesti merkitsevästi matalampi MT oikeassa kädessä kuin vasenkätisillä. Vasemman käden thenarissa oli merkitsevästi suuremmat MEP:ien amplitudit vasenkätisillä. MEP:ien amplitudit olivat merkitsevästi suurempia sekä MEP:ien latenssit ja MT:t olivat merkitsevästi pienempiä aktiivisuuden aikana kuin levossa. Puristusvoimat ja sormien naputusnopeus olivat merkitsevästi suurempia dominantissa kuin non-dominantissa kädessä.

Kliinisessä käytössä on tärkeä tieto, että dominantin ja non-dominantin käden välillä ei esiinny merkitseviä eroavaisuuksia MEP:ssä. Tietoa voidaan hyödyntää erilaisten neurologisten sairauksien ja esimerkiksi kuntoutusennusteen arvioinnissa. Lisäksi tulisi kiinnittää huomiota, että vasen- ja oikeakätisillä henkilöillä saattaa ilmetä erilaisia tuloksia. Koska yksilöiden sisäiset ja yksilöiden väliset erovaisuudet ovat suuria, tarvitaan aiheesta lisää tutkimuksia yhtenäisillä menetelmillä ja suuremmalla otannalla tehtynä.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a painless and noninvasive method to investigate function of motor cortex and cortisospinal tract. By placing the stimulation over the primary motor cortex (M1) motor evoked potentials (MEP) can be elicited on the peripheral muscles on the contralateral side of the body. The influence of handedness on the function of corticospinal tract still remains unsolved. The aim of this study was to determine if MEPs are influenced by hand dominance in right- and left-handed people. The differences in handedness were also compared with behavioral functional tests of the hands.

Twenty three healthy volunteers (aged 22-56 years, 14 right-handed and 9 left-handed) participated in this study. TMS coil was positioned on the hand representation area over the M1 according to the international 10-20-system. MEPs were recorded by surface EMG electrodes both at rest and during activation from hand thenar and hypothenar muscles. Behavioral functional tests of the hands were tested by finger tapping tests and grip strength measurements. No difference was found between dominant and non-dominant hand in motor thresholds (MT), MEP amplitudes, latencies or silent periods (SP). There were few differences between right-handers and left-handers during the hand activation. Right-handers had lower MT in right hand than left-handers. MEP amplitudes were higher in the left thenar with left-handers. MEP amplitudes were significantly higher and MTs and MEP latencies were significantly smaller during the activation than in resting measurements. Grip strength and finger tapping rates were significantly higher in the dominant hand.

In clinical use it is important to notice that there are no differences between dominant and non-dominant hand in MEPs. It is useful to consider this information when evaluating neurological diseases and for example in rehabilitation prediction. Also it ought to be taken into account that left-handers and right-handers might have different kinds of results. Because intra- and inter-individual variations are large, more studies are needed with similar methods and more subjects.