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Activity of muscle spindles during muscle twitch and clonus in normal and spastic human subjects

1974; Elsevier BV; Volume: 37; Issue: 6 Linguagem: Francês

10.1016/0013-4694(74)90072-8

1872-6380

Alfred J. Szumski, Doris Burg, A. Strüppler, Francisco Velho,

Transcranial Magnetic Stimulation Studies

Muscle spindle single unit activity was recorded with tungsten electrodes from the median and tibial nerve in unanesthetized normal and spastic human subjects during an electrically or reflexly induced muscle twitch and during clonus. Muscle spindle activity was silenced during the contraction phase and reactivated during twitch relaxation. In the normal subject and the patient, the relaxation activity was facilitated during a voluntary remote muscle contraction. In spastic patients, in whom at rest no clonus could be elicited by a tendon tap, clonic reflex oscillations were provoked in conjunction with the increased spindle relaxation activity due to the remote muscle contraction. The latency of spindle relaxation activity was decreased during the reinforcement maneuver and the clonus frequency was accordingly increased. Using the relaxation activity as an indicator of the dynamic spindle sensitivity, it is concluded, that a remote muscle contraction in normal and in spastic human subjects affects a specific dynamic gamma drive to muscles which are not involved in posture in movement. In clonus, a pronounced bursting firing of muscle spindle primaries was seen during twitch relaxation which never was observed as markedly in normal subjects. The results suggest that twitch relaxation phase activity of spindle primaries plays a crucial role in the activation of clonus during periods of increased central excitability. A l'aide d'électrodes au tungstène on a recueilli l'activité de fibres isolée d'origine fusoriale primaire au sein des nerfs médian et tibial, chez des sujets humains non anesthésiés, normaux ou spastiques, pendant une secousse musculaire suscitée électriquement ou par voie réflexe, ou durant un clonus. La décharge fusoriale mise au silence pendant la phase de contraction du muscle passait au contraire par une phase d'activation au moment de son relâchement. Tant sur le normal que sur le sujet spastique, cette activation concomitante de la relaxation s'est montrée facilitée pendant la contraction volontaire d'un muscle distant. Chez les patients spastiques chez lesquels une percussion tendineuse ne pouvait susciter aucun clonus au repos, des oscillations cloniques reflexes ont pu être provoquées, lorsque précisément l'activité fusoriale de relâchement était ainsi renforcée par la contraction d'un muscle distant. La latence de cette activation fusoriale de relâchement diminuait pendant la manoeuvre renforçatrice, tandis que la fréquence du clonus augmentait. Considérant l'activité de relâchement comme un indice de la sensibilité dynamique du fuseau, on conclut que la contraction d'un muscle distant, chez le normal ou le spastique, agit sur le contrôle gamma dynamique de muscles non impliqués dans la posture ou le mouvement en cours. Pendant le clonus, les décharges fusoriales I apparaîssaient en bouffées pendant les relâchements, beaucoup plus nettement que chez le normal. Ces résultats suggèrent que l'excitation, des fibres primaires du fuseau qui accompagne le relâchement du muscle joue un rôle essentiel dans l'installation d'un clonus pendant les périodes d'excitabilité centrale élevée.