PURPOSE Theta-burst stimulation (TBS) over the primary motor cortex modulates activity of the underlying neural tissue, but little is known about its consequence on neuromuscular fatigue (NMF) and its neural correlates. This study aimed to compare the effects of facilitatory versus inhibitory TBS on the NMF and excitability/inhibition of the corticospinal pathway in an unfatigued/fatigued muscle. METHODS The effects of three TBS protocols (facilitatory/intermittent: iTBS; inhibitory/continuous: cTBS, and sham: sTBS) were tested on exercise performance, neuromuscular function, corticospinal excitability and inhibition in twenty young healthy participants. Transcranial magnetic and peripheral electrical stimulations were used at baseline, following TBS (unfatigued state), and after a fatiguing sustained contraction (fatigued state) at 35% of the maximal voluntary isometric contraction (MVIC) of the elbow flexors. RESULTS Time-to-task failure was shorter for cTBS (142±51 s) and longer for iTBS (214±68 s) compared with sTBS (173±65 s) (P < .05). In an unfatigued state, cTBS reduced MVIC and voluntary activation (VA), increased motor-evoked potential (MEP), and silent period (SP) (P < 0.05), while iTBS did not cause any change. In a fatigued state, MVIC and VA decreased in all TBS sessions (P < 0.05). However, the reduction in VA was larger after cTBS (Δ-18±18%) compared with iTBS (Δ-3±5%), and sTBS (Δ-9±9%) (P < 0.001). Furthermore, the increase in MEP and SP were greater for cTBS (P < .05), compared to iTBS and sTBS (P < .05). CONCLUSIONS Facilitatory TBS augments exercise performance that is independent of central parameters and corticospinal mechanisms whilst inhibitory TBS attenuates exercise performance through an exacerbation in the development of central fatigue and possibly intracortical inhibition.

中文翻译：

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θ 爆发刺激通过影响中枢疲劳和皮质脊髓兴奋性来调节运动表现。


目的初级运动皮层上的 Theta 爆发刺激 （TBS） 调节底层神经组织的活动，但对其对神经肌肉疲劳 （NMF） 及其神经相关性的影响知之甚少。本研究旨在比较促进性与抑制性 TBS 对未疲劳/疲劳肌肉中皮质脊髓通路的 NMF 和兴奋性/抑制的影响。方法 测试了三种 TBS 方案 （促进性/间歇性：iTBS;抑制性/持续性：cTBS 和假：sTBS）对 20 名年轻健康参与者的运动表现、神经肌肉功能、皮质脊髓兴奋性和抑制的影响。在基线、TBS 之后（未疲劳状态）和肘屈肌最大自主等长收缩 （MVIC） 的 35% 的疲劳持续收缩（疲劳状态）后使用经颅磁和外周电刺激。结果 与 sTBS （173±±65 s） 相比，cTBS 的任务失败时间 （14251 s） 和 iTBS （214±68 s） 更长 （P < .05）。在未疲劳状态下，cTBS 降低了 MVIC 和自主激活 （VA），增加了运动诱发电位 （MEP） 和沉默期 （SP） （P < 0.05），而 iTBS 没有引起任何变化。在疲劳状态下，所有 TBS 会话中 MVIC 和 VA 均降低 （P < 0.05）。然而，与 iTBS （Δ-3±5%） 和 sTBS （Δ-9±9%） 相比，cTBS （Δ-18±18%） 后 VA 的降低幅度更大 （P < 0.001）。此外，与 iTBS 和 sTBS （P < .05） 相比，cTBS 的 MEP 和 SP 增加更大 （P < .05）。 结论：促进性 TBS 增强了独立于中枢参数和皮质脊髓机制的运动表现，而抑制性 TBS 通过加剧中枢疲劳的发展和可能的皮质内抑制来减弱运动表现。