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Erschienen in: Brain Structure and Function 3/2022

25.10.2021 | Short Communication

Corticospinal excitability and conductivity are related to the anatomy of the corticospinal tract

verfasst von: Sonia Betti, Marta Fedele, Umberto Castiello, Luisa Sartori, Sanja Budisavljević

Erschienen in: Brain Structure and Function | Ausgabe 3/2022

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Abstract

Probing the brain structure–function relationship is at the heart of modern neuroscientific explorations, enabled by recent advances in brain mapping techniques. This study aimed to explore the anatomical blueprint of corticospinal excitability and shed light on the structure–function relationship within the human motor system. Using diffusion magnetic resonance imaging tractography, based on the spherical deconvolution approach, and transcranial magnetic stimulation (TMS), we show that anatomical inter-individual variability of the corticospinal tract (CST) modulates the corticospinal excitability and conductivity. Our findings show for the first time the relationship between increased corticospinal excitability and conductivity in individuals with a bigger CST (i.e., number of streamlines), as well as increased corticospinal microstructural organization (i.e., fractional anisotropy). These findings can have important implications for the understanding of the neuroanatomical basis of TMS as well as the study of the human motor system in both health and disease.
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Literatur
Zurück zum Zitat Brasil-Neto JP, Cohen LG, Panizza M et al (1992) Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J Clin Neurophysiol 9:132CrossRefPubMed Brasil-Neto JP, Cohen LG, Panizza M et al (1992) Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J Clin Neurophysiol 9:132CrossRefPubMed
Zurück zum Zitat Dell’Acqua F, Simmons A, Williams SCR, Catani M (2013) Can spherical deconvolution provide more information than fiber orientations? Hindrance modulated orientational anisotropy, a true-tract specific index to characterize white matter diffusion. Hum Brain Mapp 34:2464–2483. https://doi.org/10.1002/hbm.22080CrossRefPubMed Dell’Acqua F, Simmons A, Williams SCR, Catani M (2013) Can spherical deconvolution provide more information than fiber orientations? Hindrance modulated orientational anisotropy, a true-tract specific index to characterize white matter diffusion. Hum Brain Mapp 34:2464–2483. https://​doi.​org/​10.​1002/​hbm.​22080CrossRefPubMed
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Zurück zum Zitat Leemans A, Jeurissen B, Sijbers J, Jones DK (2009) ExploreDTI: a graphical toolbox for processing, analyzing, and visualizing diffusion MR data. Hawaii, USA, p 3537 Leemans A, Jeurissen B, Sijbers J, Jones DK (2009) ExploreDTI: a graphical toolbox for processing, analyzing, and visualizing diffusion MR data. Hawaii, USA, p 3537
Zurück zum Zitat Porter R, Lemon R (1995) Corticospinal function and voluntary movement. Oxford University PressCrossRef Porter R, Lemon R (1995) Corticospinal function and voluntary movement. Oxford University PressCrossRef
Metadaten
Titel
Corticospinal excitability and conductivity are related to the anatomy of the corticospinal tract
verfasst von
Sonia Betti
Marta Fedele
Umberto Castiello
Luisa Sartori
Sanja Budisavljević
Publikationsdatum
25.10.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Brain Structure and Function / Ausgabe 3/2022
Print ISSN: 1863-2653
Elektronische ISSN: 1863-2661
DOI
https://doi.org/10.1007/s00429-021-02410-9

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