Caracterização circadiana da excitabilidade cortical motora em humanos

Autor: Pedro Sudbrack Oliveira
Přispěvatelé: Andre Russowsky Brunoni, Ary Gadelha de Alencar Araripe Neto, Elizabeth Shephard, Marcel Simis
Rok vydání: 2023
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
DOI: 10.11606/t.5.2022.tde-19012023-120129
Popis: INTRODUÇÃO: Em humanos, diferenças nos níveis de excitabilidade cortical motora relacionadas ao horário do dia já foram descritas. Este fenômeno é potencialmente mediado pela interação entre sistema temporizador circadiano e circuitos corticais inibitórios. Entretanto, evidências nesse sentido ainda são escassas e a possibilidade de influência do componente homeostático de pressão de sono foi pouco explorada. A preferência circadiana comportamental (cronotipo) é outro fator que pode influenciar nas medidas de excitabilidade cortical. OBJETIVO: Caracterizar o perfil circadiano da excitabilidade cortical motora em indivíduos saudáveis a partir de medidas seriadas com a técnica de estimulação magnética transcraniana do córtex motor acoplada a eletromiografia (EMT-EMG), levando em consideração a pressão de sono e o cronotipo dos participantes. MÉTODO: Vinte participantes saudáveis tiveram o cronotipo avaliado por meio do Questionário de Matutinidade-Vespertinidade. Adicionalmente, foram aferidas as amplitudes dos potenciais evocados motores desencadeados por pulsos simples e pareados, além do período cortical silente, em avaliações seriadas ao longo de um período de 24 horas. Com a finalidade de assegurar a presença de um período de sono com duração adequada e promover a habituação dos participantes às condições externas, o estudo teve início após uma noite de sono em ambiente laboratorial/hospitalar. Ao longo das avaliações, os níveis agudos de sonolência subjetiva foram quantificados. A associação entre variáveis preditoras e resposta foi verificada a partir de modelos lineares de efeitos mistos. RESULTADOS: Indivíduos com cronotipo matutino apresentaram menor inibição cortical pela manhã em avaliação por pulsos pareados de intervalo curto (2 e 5 ms), com aumento progressivo ao longo do tempo e pico de inibição no primeiro dia às 17h (razão 17h/9h: 1,54; IC 95%: 1,06 - 2,22; p = 0,02). Não foram observadas associações significativas entre as demais medidas de excitabilidade em relação ao horário do dia para este cronotipo, tampouco mudanças significativas em quaisquer das medidas relacionadas aos cronotipos vespertino, intermediário e na totalidade da amostra ao longo do tempo. Adicionalmente, os subgrupos matutino e vespertino apresentaram perfis distintos de inibição a intervalos longos, dependentes do intervalo empregado e independentes do horário. CONCLUSÕES: Medidas de inibição cortical apresentam perfis e trajetórias distintas ao longo do tempo, na dependência do cronotipo. Os achados deste trabalho ampliam o entendimento da fisiologia do córtex motor primário, com implicações para o desenvolvimento de biomarcadores de doenças neuropsiquiátricas que sejam baseados em medidas de excitabilidade, bem como no aprimoramento de técnicas de neuromodulação não invasiva que tenham essa região como alvo, seja na pesquisa básica ou em ensaios clínicos futuros INTRODUCTION: In humans, differences in motor cortex excitability levels related to time of day have already been described. This phenomenon is potentially mediated by the interaction between the circadian timing system and inhibitory cortical circuits. However, evidence in this regard is still scarce and the possibility of influence of the homeostatic component of sleep pressure has been little explored. Behavioral circadian preference (chronotype) is another factor that can influence excitability measurements. OBJECTIVE: To characterize the circadian profile of cortical excitability in healthy individuals from serial measurements with the technique of transcranial magnetic stimulation of the motor cortex coupled with electromyography (TMS-EMG), taking into account the participants\' chronotype and sleep pressure. METHODS: Twenty healthy individuals had their chronotype assessed using the Morningness-Evenings Questionnaire. Additionally, the amplitudes of motor evoked potentials triggered by single and paired pulses, in addition to the cortical silent period, were measured in serial assessments over a 24-hour period. In order to ensure the presence of an adequate period of sleep and promote the participants\' habituation to external conditions, the study began after a night\'s sleep in a laboratory/hospital environment. Throughout the TMS-EMG evaluations, the acute levels of subjective sleepiness were assessed. The association between predictor and response variables was verified using linear mixed effects models. RESULTS: Individuals with morning chronotype showed lower cortical inhibition in the morning in evaluation by short-interval paired pulses (2 and 5 ms), with a progressive increase over time and same-day peak inhibition in the afternoon period (ratio 5pm/9am: 1.54 ; 95% CI: 1.06 - 2.22; p = 0.02). No significant associations were observed between the other excitability measures in relation to the time of day for this chronotype, nor significant changes in any of the measures related to evening or intermediary chronotypes and in the entire sample over time. Additionally, the morning and evening subgroups showed distinct profiles of inhibition at long intervals, dependent on the employed interval and independent of the time of day. CONCLUSIONS: Measures of cortical inhibition show distinct profiles and trajectories over time, depending on the chronotype. The findings of this work expand the understanding of the physiology of the primary motor cortex, with implications for the implementation of excitability-based biomarkers of neuropsychiatric diseases, as well as the development of non-invasive neuromodulation protocols that target this region, either in basic research or in future clinical trials
Databáze: OpenAIRE
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