Diffuse analgesic effects of unilateral repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in healthy volunteers

We investigated the analgesic effects of unilateral repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) of the motor cortex (M1) or dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in two models of experimental pain in healthy volunteers. Two studies were carried out in parallel in two groups of 26 paid healthy volunteers. The effects of active or sham rTMS (frequency, 10 Hz; intensity, 80% resting motor threshold) applied to the right M1 or DLPFC were compared in a double-blind randomized cross-over design. In the first series of experiments, we analyzed the effects of rTMS on thermal (heat and cold) detection and pain thresholds measured on both hands and the left foot, by standardized quantitative sensory testing methods. In the second series of experiments, we measured the effects of M1 or DLPFC rTMS on the threshold and recruitment curves of the RIII nociceptive reflex evoked by ipsilateral electrical stimulation of the sural nerve and recorded on the biceps femoris of both lower limbs. In both studies, measurements were taken before and up to 60 min after the end of rTMS. Active rTMS of both M1 and DLPFC significantly increased the thermal pain thresholds, measured for both hands and the left foot, this effect being most marked for cold pain. These effects, which lasted at least 1 h after rTMS, were selective because they were not associated with changes in non-painful thermal sensations. By contrast, the second study showed that rTMS of M1 or DLPFC had no significant effect on the threshold or recruitment curve of the nociceptive flexion RIII reflex. Our findings demonstrate that unilateral rTMS of M1 or DLPFC induces diffuse and selective analgesic effects in healthy volunteers. The lack of effect on the RIII reflex suggests that such analgesic effects may not depend on the activation of descending inhibitory systems. (C) 2009 International Association for the Study of Pain. Published by Elsevier B. V. All rights reserved.

Les mécanismes endogènes de modulation de la douleur et leur dysfonction dans le syndrome de l'intestin irritable

La douleur est une expérience subjective multidimensionnelle accompagnée de réponses physiologiques. Ces dernières sont régulées par des processus cérébraux qui jouent un rôle important dans la modulation spinale et cérébrale de la douleur. Cependant, les mécanismes de cette régulation sont encore mal définis et il est essentiel de bien les comprendre pour mieux traiter la douleur. Les quatre études de cette thèse avaient donc comme objectif de préciser les mécanismes endogènes de modulation de la douleur par la contreirritation (inhibition de la douleur par une autre douleur) et d’investiguer la dysfonction de ces mécanismes chez des femmes souffrant du syndrome de l’intestin irritable (Sii). Dans un premier temps, un modèle expérimental a été développé pour mesurer l’activité cérébrale en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle concurremment à l’enregistrement du réflexe nociceptif de flexion (RIII : index de nociception spinale) et des réponses de conductance électrodermale (SCR : index d’activation sympathique) évoqués par des stimulations électriques douloureuses. La première étude indique que les différences individuelles d’activité cérébrale évoquée par les stimulations électriques dans les cortex orbitofrontal (OFC) et cingulaire sont associées aux différences individuelles de sensibilité à la douleur, de réactivité motrice (RIII) et de réactivité autonomique (SCR) chez des sujets sains. La deuxième étude montre que l’analgésie par contreirritation produite chez des sujets sains est accompagnée de l’inhibition de l’amygdale par OFC et d’une modulation du réflexe RIII par la substance grise périaqueducale (PAG) et le cortex somesthésique primaire (SI). Dans les troisième et quatrième études, il est montré que la contreirritation ne produit pas d’inhibition significative de la douleur et du réflexe RIII chez les patientes Sii en comparaison aux contrôles. De plus, les résultats indiquent que la sévérité des symptômes psychologiques est associée au déficit de modulation de la douleur et à une hypersensibilité diffuse chez les patientes Sii. Dans l’ensemble, cette thèse précise le rôle de certaines structures cérébrales dans les multiples composantes de la douleur et dans l’analgésie par contreirritation et montre que les patientes Sii présentent une dysfonction des mécanismes spinaux et cérébraux impliqués dans la perception et la modulation de la douleur.

Mécanismes cérébraux et cérébraux-spinaux impliqués dans la modulation de la douleur par la musique et les émotions

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Étude des mécanismes psychophysiologiques de la modulation volontaire de la douleur par le biofeedback et la respiration.

Bien que la douleur soit une expérience subjective universelle, la façon de la percevoir et de l’interpréter est modulée par une multitude de facteurs. Plusieurs interventions cognitives se sont montrées efficaces pour réduire la douleur dans des conditions cliniques et expérimentales. Cette thèse s’intéressera particulièrement aux mécanismes psychophysiologiques impliqués dans les stratégies de modulation volontaire de la douleur. Ces stratégies sont intéressantes puisqu’elles encouragent une prise en charge par l’individu, lui permettant de jouer un rôle actif dans la régulation de sa douleur. La première étude s’intéresse à l’efficacité du biofeedback comme moyen de modulation volontaire de la douleur. Il s’agissait de déterminer si le fait de présenter une rétroaction de l’amplitude du réflex RIII (évoqué par une stimulation électrique du nerf sural) au cours d’un entraînement de plusieurs essais permettrait au participant d’adopter des stratégies de modulation de la douleur et d’activer volontairement des mécanismes de contrôle descendant de la douleur. De façon à évaluer spécifiquement les changements induits par le biofeedback, la modulation du réflexe RIII et de la douleur était comparée dans trois groupes (biofeedback valide, faux biofeedback et groupe contrôle sans rétroaction). Dans les trois groupes, il était suggéré aux participants d’utiliser des stratégies cognitives de modulation de la douleur (attention, modulation de la respiration, réévaluation cognitive et imagerie mentale) afin d’augmenter ou de diminuer leur réflexe RIII comparativement à leur niveau de base. Les résultats de notre étude indiquent que les participants des 3 groupes ont réussi à moduler leur réflexe RIII (p<0,001) ainsi que leurs évaluations de douleur (p<0,001) (intensité et désagrément). Les résultats de notre étude montrent que l’entraînement au biofeedback n’était pas nécessaire pour obtenir une modulation du réflexe RIII et de la douleur, ce qui suggère que l’utilisation de stratégies cognitives pourrait être suffisante pour déclencher des mécanismes de contrôle de la douleur. La deuxième étude découle de la première et s’intéressait à l’influence de la fréquence et de la phase respiratoire sur la nociception spinale, l’activité cérébrale et la perception de douleur. Le contrôle volontaire de la respiration est un moyen commun de régulation des émotions et est fréquemment utilisé en combinaison avec d’autres techniques (ex. : relaxation, méditation) dans le but de réguler la douleur. Les participants étaient invités à synchroniser leur respiration à des indices sonores indiquant le moment de l’inspiration et de l’expiration. Trois patrons de respiration étaient proposés (respiration à 0,1Hz avec une inspiration de 4 secondes, respiration à 0,1Hz avec une inspiration de 2 secondes et respiration à 0,2Hz avec une inspiration de 2 secondes. La moitié des stimulations étaient données durant l’inspiration et l’autre moitié durant l’expiration. Afin d’évaluer l’effet de ces manipulations, l’amplitude du RIII, l’évaluation subjective d’intensité de la douleur et de l’anxiété suscitée par le choc en plus des potentiels évoqués étaient mesurés. Les résultats de cette étude démontrent que les évaluations d’intensité de la douleur n’étaient pas affectées par le patron respiratoire (p=0,3), mais étaient statistiquement plus basses durant l’inspiration comparativement à l’expiration (p=0,02). Un effet de phase (p=0,03) était également observé sur les potentiels évoqués durant la condition de respiration à 0,1hHz avec une inspiration de 2 secondes comparativement au patron de respiration de 0,2Hz. Paradoxalement, l’amplitude du réflexe RIII était augmenté durant l’inspiration (p=0,02) comparativement à l’expiration. Ces résultats montrent que la manipulation de la fréquence et de la phase respiratoires (par une synchronisation imposée) a un effet marginal sur les évaluations de douleur et sur l’activité cérébrale et spinale évoquée par une stimulation électrique (douleur aigüe). Cela suggère que d’autres mécanismes contribuent aux effets analgésiques observés dans la relaxation et la méditation. Plus largement, nos résultats font état de la nécessité d’études plus approfondies avec une méthodologie plus rigoureuse afin de contrôler les effets non spécifiques aux traitements évalués. Une meilleure connaissance des mécanismes sous-tendant chaque stratégie permettrait de mieux cibler les clientèles susceptibles d’y répondre et de mieux considérer le ratio coût bénéfice de chaque traitement.

Modulation of nociception and pain by attention and stress

Les facteurs psychologiques tels que l'hypnose, l'émotion, le stress et l’attention exercent un effet modulant puissant sur la nociception et la douleur. Toutefois, l’influence de l'attention sur la nociception et la douleur, ainsi que les mécanismes neuronaux sous-jacents, ne sont pas clairs. La littérature actuelle sur la modulation attentionnelle des réponses spinales nociceptives, telles que mesurées par le réflexe RIII, et de la perception de l’intensité de la douleur est discordante et souvent contradictoire. Ce mémoire fournit un nouveau cadre pour examiner la modulation du réflexe RIII et de la douleur par l’attention. Une tâche de discrimination sensorielle a été décomposée en trois composantes attentionnelles : la vigilance, l’orientation, et le contrôle exécutif. Auparavant, la nature multidimensionnelle de l’attention fut largement ignorée dans la littérature. Nous démontrons que les composantes attentionnelles ont des effets modulatoires distincts sur la nociception et la douleur et suggérons que ceci représente une partie de la confusion présente dans la littérature. En prenant compte du stress indépendamment, nous démontrons, pour la première fois, que le stress inhibe la modulation attentionnelle du réflexe RIII ce qui indique une interaction et dissociation de la modulation des réponses nociceptives par l’attention et le stress. Ces résultats importants clarifient, en grande partie, les contradictions dans la littérature, puisque les tâches cognitives produisent souvent des augmentations du stress ce qui confond l’interprétation des résultats. De plus, la tâche de discrimination inclut des stimuli visuels et somatosensoriels et révèle que l’influence de l'attention sur la douleur est spatialement spécifique tandis que la modulation attentionnelle de la nociception est spécifique à la modalité des stimuli, au moins en ce qui concerne les modalités examinées. A partir de ces résultats, un nouveau modèle de la modulation attentionnelle des processus de la douleur, basée sur les composantes attentionnelles, a été proposé. Celui-ci est appuyé par la littérature et fournit une explication systématique et intégratrice des résultats antérieurement contradictoires. De plus, à partir de ce modèle, plusieurs mécanismes neuronaux ont été proposés pour sous-tendre la modulation attentionnelle de la nociception et de la douleur.

L’effet du vieillissement normal sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur

Les personnes vieillissantes doivent composer au quotidien avec des douleurs chroniques. Le but de ce travail est de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents qui contribueraient aux douleurs chroniques liées au vieillissement et par là, ouvrir un chemin vers de nouvelles perspectives thérapeutiques. Les contrôles inhibiteurs diffus nociceptifs (CIDN) ont un rôle qui n’est pas des moindres dans le contrôle de la douleur. Des études expérimentales examinant l’effet analgésique de la contre stimulation hétérotopique nociceptive (HNCS), un protocole permettant de tester l’efficacité de ces CIDN, suggèrent que le recrutement des CIDN au sein de cette population était plus faible (i.e. moins d’inhibition) comparé à une population plus jeune. En revanche, les études examinant la sensibilisation centrale induite par sommation temporelle (TS) de la douleur rapportent des résultats mitigés. De plus, une composante importante influençant l’expérience de douleur, les ressources cognitives, dont l’inhibition cognitive, se voient aussi décliner avec l’âge. Premièrement, le recrutement des CIDN a été comparé entre des participants sains, jeunes et des plus âgés avec la HNCS, et le recrutement des mécanismes de sensibilisation centrale avec la TS. La stimulation électrique du nerf sural a été choisie pour permettre de quantifier la douleur, tout en prenant une mesure indicative de la nociception spinale qu’est le réflexe nociceptif spinal (RIII). Nos sujets ont aussi participé à une tâche cognitive (le Stroop), testant l’inhibition cognitive. Deuxièmement, l’efficacité des CIDN ainsi que de l’inhibition cognitive a été testée chez les jeunes et les aînés en imagerie par résonance magnétique (IRM), afin de vérifier la relation entre ces deux mesures psychophysiques et l’épaisseur corticale des régions qui y sont impliquées ainsi que l’effet de l’âge sur celles-ci. Les résultats suggèrent un moindre recrutement des CIDN chez les plus âgés lors de l’expérimentation de la HNCS. Également, les sujets âgés présentaient des capacités d’inhibitions cognitives plus faibles que les jeunes. En plus, une corrélation entre l’inhibition cognitive et la modulation du réflexe RIII par la HNCS a été mise en évidence. Pour l’expérience de TS, les résultats étaient comparables pour les deux groupes, suggérant que les mécanismes impliqués dans la régulation de la douleur ne subiraient pas l’effet de l’âge de la même manière. Pour l’étude de l’épaisseur corticale, on y trouve une diminution globale de l’épaisseur corticale liée à l’âge, mais aussi une corrélation de l’analgésie par la HNCS avec l’inhibition cognitive et également, une relation des deux avec l’épaisseur corticale du cortex orbitofrontal (OFC) latéral gauche, suggérant la possibilité d’une existence d’un réseau neuronal au moins partiellement commun du contrôle inhibiteur descendant sensoriel et cognitif. Ce travail montre que l’effet de l’âge sur les mécanismes centraux de la régulation de la douleur est loin d’être uniforme. Également, il montre une corrélation entre la modulation endogène de la douleur et l’inhibition cognitive, ces deux processus seraient associés à une même région cérébrale. Ces résultats pourraient contribuer à identifier d’autres méthodes thérapeutiques, ouvrant ainsi une nouvelle avenue vers d’autres options dans la prise en charge des douleurs chroniques chez les personnes vieillissantes.

A method to estimate EMG crosstalk between two muscles based on the silent period following an H-reflex

The crosstalk phenomenon consists in recording the volume-conducted electromyographic activity of muscles other than that under study. This interference may impair the correct interpretation of the results in a variety of experiments. A new protocol is presented here for crosstalk assessment between two muscles based on changes in their electrical activity following a reflex discharge in one of the muscles in response to nerve stimulation. A reflex compound muscle action potential (H-reflex) was used to induce a silent period in the muscle that causes the crosstalk, called here the remote muscle. The rationale is that if the activity recorded in the target muscle is influenced by a distant source (the remote muscle) a silent period observed in the electromyogram (EMG) of the remote muscle would coincide with a decrease in the EMG activity of the target muscle. The new crosstalk index is evaluated based on the root mean square (RMS) values of the EMGs obtained in two distinct periods (background EMG and silent period) of both the remote and the target muscles. In the present work the application focused on the estimation of the degree of crosstalk from the soleus muscle to the tibialis anterior muscle during quiet stance. However, the technique may be extended to other pairs of muscles provided a silent period may be evoked in one of them. (C) 2009 IPEM. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Excitability changes in human forearm corticospinal projections and spinal reflex pathways during rhythmic voluntary movement of the opposite limb

Rhythmic movements brought about by the contraction of muscles on one side of the body give rise to phase-locked changes in the excitability of the homologous motor pathways of the opposite limb. Such crossed facilitation should favour patterns of bimanual coordination in which homologous muscles are engaged simultaneously, and disrupt those in which the muscles are activated in an alternating fashion. In order to examine these issues, we obtained responses to transcranial magnetic stimulation (TMS), to stimulation of the cervicomedullary junction (cervicomedullary-evoked potentials, CMEPs), to peripheral nerve stimulation (H-reflexes and f-waves), and elicited stretch reflexes in the relaxed right flexor carpi radialis (FCR) muscle during rhythmic (2 Hz) flexion and extension movements of the opposite (left) wrist. The potentials evoked by TMS in right FCR were potentiated during the phases of movement in which the left FCR was most strongly engaged. In contrast, CMEPs were unaffected by the movements of the opposite limb. These results suggest that there was systematic variation of the excitability of the motor cortex ipsilateral to the moving limb. H-reflexes and stretch reflexes recorded in right FCR were modulated in phase with the activation of left FCR. As the f-waves did not vary in corresponding fashion, it appears that the phasic modulation of the H-reflex was mediated by presynaptic inhibition of Ia afferents. The observation that both H-reflexes and f-waves were depressed markedly during movements of the opposite indicates that there may also have been postsynaptic inhibition or disfacilitation of the largest motor units. Our findings indicate that the patterned modulation of excitability in motor pathways that occurs during rhythmic movements of the opposite limb is mediated primarily by interhemispheric interactions between cortical motor areas.

The effects of prepulse-blink reflex trial repetition and prepulse change on blink reflex modification at short and long lead intervals

Prepulse inhibition and facilitation of the blink reflex are said to reflect different responses elicited by the lead stimulus, transient detection and orienting response respectively. Two experiments investigated the effects of trial repetition and lead stimulus change on blink modification. It was hypothesized that these manipulations will affect orienting and thus blink facilitation to a greater extent than they will affect transient detection and thus blink inhibition. In Experiment 1 (N = 64), subjects were trained with a sequence of 12 lead stimulus and 12 blink stimulus alone presentations, and 24 lead stimulus-blink stimulus pairings. Lead interval was 120 ms for 12 of the trials and 2000 ms for the other 12. For half the subjects this sequence was followed by a change in pitch of the lead stimulus. In Experiment 2 (N = 64), subjects were trained with a sequence of 36 blink alone stimuli and 36 lead stimulus-blink stimulus pairings. The lead interval was 120 ms for half the subjects and 2000 ms for the other half. The pitch of the lead stimulus on prestimulus trials 31-33 was changed for half the subjects in each group. In both experiments, the amount of blink inhibition decreased during training whereas the amount of blink facilitation remained unchanged. Lead stimulus change had no effect on blink modification in either experiment although it resulted in enhanced skin conductance responses and greater heart rate deceleration in Experiment 2. The present results are not consistent with the notion that blink facilitation is linked to orienting whereas blink inhibition reflects a transient detection mechanism. (C) 1998 Elsevier Science B.V.

The effect of repeated prepulse and reflex stimulus presentations on startle prepulse inhibition

The magnitude of a startle reflex is inhibited if the reflex-eliciting stimuli is preceded by a prepulse stimulus at a short lead interval. Previous research in humans has shown that the extent of prepulse inhibition decreases over repeated presentations of reflex stimuli and prepulse-reflex stimulus pairings. The present study (N=70) investigated the effect of repeated presentations of prepulse stimuli, reflex stimuli, or prepulse-reflex stimulus pairings on prepulse inhibition. Five groups of subjects were presented during habituation training with either (a) reflex stimuli, (b) prepulse-reflex stimulus pairings, (c) a random sequence of prepulse and reflex stimuli, (d) prepulse stimuli, or (e) experimentally irrelevant light stimuli. Prepulse inhibition was reduced if startle stimuli were presented during habituation ((a), (b), (c)), but not after repeated presentation of the prepulse or the light stimulus ((d), (e)). The reduction in prepulse inhibition was abolished after dishabituation of the startle reflex. The present results indicate that habituation of the startle reflex can result in a reduction of prepulse inhibition. (C) 1998 Elsevier Science B.V.

H-reflex modulation during passive lengthening and shortening of the human triceps surae

1. The present study investigated the effects of lengthening and shortening actions on IT-reflex amplitude. H-reflexes were evoked in the soleus (SOL) and medial gastroenemius (MG) of human subject, during passive isometric, lengthening and shortening actions performed at angular velocities of 0, +/-2, +/-5 and +/- 15 deg s(-1). 2. H-reflex amplitude, in froth SOL and MG were significantly depressed during passive lengthening actions and facilitated during passive shortening actions, when compared with the isometric R-reflex amplitude. 3. Four experiments were performed in which the latencies front the onset of movement to delivery of the stimulus were altered. Passive H-reflex modulation during lengthening actions was found tee begin at latencies of less than 60 ms suggesting that this inhibition was due to peripheral and/or spinal mechanisms. 4. It is postulated that, the H-reflex modulation seen in the present study is related to the tunic discharge of muscle spindle afferents and the consequent effects of transmission within the la pathway. Inhibition of the H-reflex at less than 60 ms after the onset of muscle lengthening may he attributed to several mechanisms, which cannot be distinguished using the current protocol. These may include the inability to evoke volleys in la fibres that are refractory following muscle spindle discharge during; rapid muscle lengthening, a reduced probability of transmitter release front the presynaptic terminal (homosynaptic post.-activation depression) and presynaptic inhibition of la afferents from plantar flexor agonists. Short latency facilitation of the H-reflex may be attributed to temporal summation of excitatory postsynaptic potentials arising from muscle spindle afferents during rapid muscle lengthening. At longer latencies, presynaptic inhibition of Ia afferents cannot be excluded as a potential inhibitory mechanism.

Attentional modulation of the startle reflex during threat of shock

The present study (N532) investigated attentional modulation of the startle blink reflex at long lead intervals under conditions of differing emotional valence. Participants performed a visual discrimination and counting task while coloured lights indicated whether it was possible for the participant to receive an electrotactile shock (threat of shock) or if no shock would be presented (safe). Latency and magnitude of startle responses to probes during inter-stimulus intervals were facilitated during threat periods relative to safe periods. Startle latency and magnitude modulation were enhanced during attended discrimination and counting task stimuli relative to startle during ignored stimuli. This attention effect did not vary under threat or safe conditions, suggesting that attentional startle modulation is not affected by the emotional valence of the context.

Catheter ablation of severe neurally meditated reflex (neurocardiogenic or vasovagal) syncope: cardioneuroablation long-term results

Aims Neurally meditated reflex or neurocardiogenic or vasovagal syncope (NMS) is usually mediated by a massive vagal reflex. This study reports the long-term outcome of NMS therapy based on endocardial radiofrequency (RF) catheter ablation of the cardiac vagal nervous system aiming permanent attenuation or elimination of the cardioinhibitory reflex (cardioneuroablation). Methods and results A total of 43 patients (18F/25M, 32.9+/-15 years) without apparent cardiopathy (left ventricular ejection fraction=68.6+/-5%) were included. All had recurrent NMS (4.7+/-2 syncope/patient) with important cardioinhibition (pauses=13.5+/-13 s) at head-up tilt test (HUT), normal electrocardiogram (ECG), and normal atropine test (AT). The patients underwent atrial endocardial RF ablation using spectral mapping to track the neurocardiac interface (AF Nest Mapping). The follow-up (FU) consisted of clinical evaluation, ECG (1 month/every 6 months/or symptoms), Holter (every 6 months/or symptoms), HUT (>= 4 months/or symptoms), and AT (end of ablation and >= 6 months). A total of 44 ablations (48+/-9 points/patient) were performed. Merely three cases of spontaneous syncope occurred in 45.1+/-22 months (two vasodepressor, one undefined). Only four partial cardioinhibitory responses occurred in post-ablation HUT without pauses or asystole (sinus bradycardia). Long-term AT (21.7+/-11 months post) was negative in 33 (76.7%, P<0.01), partially positive in 7(16.3%), and normal in three patients only (6.9%) reflecting long-term vagal denervation (AT-Delta% HR pre 79.4% x 23.2% post). The post-ablation stress test and Holter showed no abnormalities. No major complications occurred. Conclusion Endocardial RF catheter ablation of severe neurally meditated reflex syncope prevented pacemaker implantation and showed excellent long-term results in well selected patients. Despite no action in vasodepression it seems to cause enough long-term vagal reflex attenuation, eliminating the cardioinhibition, and keeping most patients asymptomatic. Indication was based on clinical symptoms, reproduction of severe cardioinhibitory syncope, and normal atropine response.

Modeling upper eyelid kinematics during spontaneous and reflex blinks

To test a mathematical model for measuring blinking kinematics. Spontaneous and reflex blinks of 23 healthy subjects were recorded with two different temporal resolutions. A magnetic search coil was used to record 77 blinks sampled at 200 Hz and 2 kHz in 13 subjects. A video system with low temporal resolution (30 Hz) was employed to register 60 blinks of 10 other subjects. The experimental data points were fitted with a model that assumes that the upper eyelid movement can be divided into two parts: an impulsive accelerated motion followed by a damped harmonic oscillation. All spontaneous and reflex blinks, including those recorded with low resolution, were well fitted by the model with a median coefficient of determination of 0.990. No significant difference was observed when the parameters of the blinks were estimated with the under-damped or critically damped solutions of the harmonic oscillator. On the other hand, the over-damped solution was not applicable to fit any movement. There was good agreement between the model and numerical estimation of the amplitude but not of maximum velocity. Spontaneous and reflex blinks can be mathematically described as consisting of two different phases. The down-phase is mainly an accelerated movement followed by a short time that represents the initial part of the damped harmonic oscillation. The latter is entirely responsible for the up-phase of the movement. Depending on the instantaneous characteristics of each movement, the under-damped or critically damped oscillation is better suited to describe the second phase of the blink. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.