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Neuroscience

संयुक्त Transcranial चुंबकीय उत्तेजना और Electroencephalography के Dorsolateral आकडे प्रांतस्था

Published: August 17, 2018 doi: 10.3791/57983
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 1,2
1Temerty Centre for Therapeutic Brain Intervention at the Centre for Addiction and Mental Health, 2Department of Psychiatry and Institute of Medical Science, Faculty of Medicine, University of Toronto

Summary

प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत है ईईजी intracortical उत्तेजित परीक्षण का उपयोग अध्ययन-retest डिजाइन मानदंड के लिए है । प्रोटोकॉल की मंशा प्रमुख अवसाद जैसे neuropsychiatric रोगों के उपचार में चिकित्सीय हस्तक्षेपों से संबंधित neurophysiological कार्य का आकलन करने के लिए विश्वसनीय और reproducible cortical उत्तेजित करने के उपायों का उत्पादन करने के लिए है ।

Abstract

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (ए. ए.) एक गैर इनवेसिव विधि है कि संक्षिप्त, समय के माध्यम से प्रांतस्था में तंत्रिका उत्तेजना का उत्पादन है चुंबकीय क्षेत्र दालों अलग । cortical सक्रियण या इसके मॉडुलन की दीक्षा सक्रिय cortical क्षेत्र के न्यूरॉन्स की पृष्ठभूमि सक्रियण पर निर्भर करता है, कुंडल की विशेषताओं, अपनी स्थिति और सिर के संबंध में अपने अभिविन्यास. एक साथ electrocephalography (ईईजी) और neuronavigation (nTMS-ईईजी) के साथ संयुक्त एक cortico तरीके से लगभग सभी cortical क्षेत्रों में cortical-reproducible उत्तेजितता और कनेक्टिविटी के आकलन के लिए अनुमति देता है । यह अग्रिम nTMS-ईईजी एक शक्तिशाली उपकरण है कि सही परीक्षण में मस्तिष्क गतिशीलता और neurophysiology का आकलन कर सकते है बनाता है परीक्षण मानदंड है कि नैदानिक परीक्षणों के लिए आवश्यक हैं । इस विधि की सीमाएं कलाकृतियों कि उत्तेजना के लिए प्रारंभिक मस्तिष्क जेट कवर शामिल हैं । इस प्रकार, कलाकृतियों को हटाने की प्रक्रिया भी बहुमूल्य जानकारी निकाल सकते हैं । इसके अलावा, dorsolateral आकडे (DLPFC) उत्तेजना के लिए इष्टतम मापदंडों पूरी तरह से जाना जाता है और वर्तमान प्रोटोकॉल मोटर प्रांतस्था (M1) उत्तेजना मानदंड से रूपांतरों का उपयोग नहीं कर रहे हैं । हालांकि, nTMS-ईईजी डिजाइन विकसित करने के लिए इन मुद्दों के समाधान की उंमीद है । प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत DLPFC कि उपचार प्रतिरोधी मनोरोग विकारों के साथ रोगियों में लागू किया जा सकता है कि इस तरह के रूप में उपचार प्राप्त करने के लिए उत्तेजना से neurophysiological कार्य का आकलन करने के लिए कुछ मानक प्रथाओं परिचय transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना (tDCS), दोहराव transcranial चुंबकीय उत्तेजना (rTMS), चुंबकीय जब्ती थेरेपी (MST) या electroconvulsive थेरेपी (ECT) ।

Introduction

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (ए. ए.) एक neurophysiological उपकरण है कि तेजी से, समय अलग चुंबकीय क्षेत्र दालों के उपयोग के माध्यम से cortical ंयूरॉन गतिविधि के गैर इनवेसिव मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है1। इन चुंबकीय क्षेत्र दालों का तार के नीचे सतही प्रांतस्था में एक कमजोर वर्तमान प्रेरित जो झिल्ली ध्रुवीकरण में परिणाम है । आगामी cortical सक्रियण या मॉडुलन सीधे कुंडल की विशेषताओं से संबंधित है, इसके कोण और खोपड़ी2के लिए अभिविन्यास. तार और ंयूरॉंस की अंतर्निहित राज्य से छुट्टी दे दी नाड़ी की तरंग भी परिणामी cortical सक्रियण3को प्रभावित करते हैं ।

cortical व्यवहार या मोटर प्रतिक्रियाओं या कार्य से संबंधित प्रसंस्करण के व्यवधान के माध्यम से पैदा कर के आकलन को सक्षम करता है । cortico की उत्तेजितता-स्पाइनल प्रक्रियाओं का मूल्यांकन रिकॉर्डिंग electromyographic (ईएमजी) प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जा सकता है जो मोटर प्रांतस्था से अधिक एकल पज दालों से होता है, जबकि intracortical उत्तेजक (intracortical अधिकारियो; ICF) और निरोधात्मक तंत्र (लघु और दीर्घ intracortical निषेध; एसआईसीआई और एलआईसीआई) मीन्स-पल्स टीएम के साथ जांच की जा सकती है । दोहरावी पज विभिन्न संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को परेशान कर सकता है, लेकिन मुख्य रूप से neuropsychiatric विकारों की एक किस्म के लिए एक चिकित्सकीय उपकरण के रूप में प्रयोग किया जाता है । इसके अलावा, एक साथ electroencephalography (ईईजी) के साथ cortico-cortical उत्तेजितता और4कनेक्टिविटी का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । अंत में, यदि neuronavigation के प्रशासन (nTMS) के साथ दिया है, यह सटीक परीक्षण के लिए अनुमति देगा-उत्तेजना की सटीक साइट के बाद से फिर से परीक्षण मानदंड दर्ज किया जा सकता है । cortical मेंटल के अधिकांश लक्षित और उत्तेजित किया जा सकता है (उन क्षेत्रों है कि औसत दर्जे का शारीरिक या व्यवहार प्रतिक्रियाओं का उत्पादन नहीं सहित) इस प्रकार प्रांतस्था कार्यात्मक रूप से मैप किया जा सकता है ।

ईईजी संकेत एकल या युग्मित पल्स टीएम से पैदा cortico-cortical कनेक्टिविटी5 और मस्तिष्क की वर्तमान स्थिति के आकलन की सुविधा कर सकते हैं । synapses सक्रिय कर सकते हैं कि कार्रवाई की क्षमता में इस टीएम प्रेरित इलेक्ट्रिक वर्तमान परिणाम. postsynaptic धाराओं का वितरण ईईजी6के माध्यम से दर्ज किया जा सकता है । ईईजी संकेत यों तो द्विध्रुवीय मॉडलिंग7 या ंयूनतम के माध्यम से synaptic वर्तमान वितरण का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, आदर्श अनुमान8, जब मल्टीचैनल ईईजी कार्यरत है, और सिर की चालकता संरचना के साथ के लिए जवाबदेह । संयुक्त ईईजी-cortical निरोधात्मक प्रक्रियाओं9, दोलनों10, cortico-cortical11 और interhemispheric12बातचीत, और cortical प्लास्टिक13का अध्ययन करने के लिए नियोजित किया जा सकता है । सबसे महत्वपूर्ण बात, ए. ए.-ईईजी अच्छा परीक्षण के साथ संज्ञानात्मक या मोटर कार्यों के दौरान उत्तेजित परिवर्तन की जांच कर सकते है-पुनर्परीक्षण विश्वसनीयता14,15। महत्वपूर्ण बात, ईईजी-neurophysiological संकेतों का निर्धारण करने की क्षमता है जो चिकित्सीय हस्तक्षेपों (rTMS या औषधीय प्रभावों) का परीक्षण-पुनर्परीक्षण डिजाइन16,17में प्रतिक्रिया के पूर्वानुमान के रूप में सेवा कर सकते हैं ।

neuronavigation के लिए के सिद्धांतों के आधार पर है फ्रेमी stereotaxy के सिद्धांतों । सिस्टम एक ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम का उपयोग18 कि एक प्रकाश उत्सर्जक कैमरा है कि प्रकाश के साथ संचार-ऑप्टिकल दोनों सिर (एक संदर्भ ट्रैकर के माध्यम से) से जुड़े तत्वों को प्रतिबिंबित करता है और के लिए Neuronavigation एक अंकीयकरण संदर्भ उपकरण या कलम की सहायता से 3 डी एमआरआई मॉडल पर कुंडल स्थानीयकरण के लिए अनुमति देता है । neuronavigation का उपयोग करने के लिए इस विषय के सिर के रूप में अच्छी तरह से ईईजी इलेक्ट्रोड पदों के डिजिटलीकरण के कुंडल अभिविन्यास, स्थान और संरेखण के कब्जा की सुविधा. इन सुविधाओं के परीक्षण के लिए आवश्यक हैं-retest डिजाइन प्रयोगों और dorsolateral आकडे प्रांतस्था के भीतर एक निर्दिष्ट स्थान की सटीक उत्तेजना के लिए.

एक परीक्षण में एक-ईईजी प्रोटोकॉल का उपयोग करने के क्रम में पुनर्परीक्षण प्रयोग, वहां के लिए सटीक लक्ष्यीकरण और cortical क्षेत्र के अनुरूप उत्तेजना विश्वसनीय संकेतों को प्राप्त करने की जरूरत है । ईईजी रिकॉर्डिंग अलग कलाकृतियों के लिए कमजोर हो सकता है । ईईजी इलेक्ट्रोड पर इस पज प्रेरित विरूपण साक्ष्य एम्पलीफायरों है कि एक देरी के बाद ठीक कर सकते हैं के साथ फ़िल्टर किया जा सकता19,20 या एम्पलीफायरों कि21संतृप्त नहीं किया जा सकता के साथ. हालांकि, आंख आंदोलनों या पलक, ईईजी इलेक्ट्रोड, यादृच्छिक इलेक्ट्रोड आंदोलन और उनके ध्रुवीकरण के लिए निकटता में कपाल मांसपेशी सक्रियण द्वारा उत्पन्न विरूपण साक्ष्य के अन्य प्रकार, और कुंडल क्लिक या दैहिक अनुभूति द्वारा ध्यान में रखा जाना चाहिए. सावधान विषय तैयारी है कि इलेक्ट्रोड 5 kΩ नीचे impedances सुनिश्चित करता है, इलेक्ट्रोड पर कुंडल के स्थिरीकरण और कुंडल और इलेक्ट्रोड के बीच एक फोम कंपन को कम करने के लिए (या एक स्पेसर कम आवृत्ति कलाकृतियों को खत्म करने के लिए22), earplugs और यहां तक कि श्रवण मास्किंग का इस्तेमाल इन कलाकृतियों को न्यूनतम करने के लिए किया जाना चाहिए23. यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल neurophysiological कार्य का आकलन जब उत्तेजना dorsolateral आकडे (DLPFC) पर लागू किया जाता है के लिए एक मानक प्रक्रिया परिचय । ध्यान आम मीन्स-पल्स मानदंड है कि M19,15,16के अध्ययन में मांय किया गया है पर है ।

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Protocol

यहां प्रस्तुत सभी प्रायोगिक प्रक्रियाएं हमारी स्थानीय नैतिक समिति द्वारा स्वीकृत की गई है जो हेलसिंकी की घोषणा के दिशानिर्देशों का पालन कर रही हैं ।

1. Neuronavigated के लिए सिर पंजीकरण-ईईजी

  1. एक उच्च संकल्प पूरे सिर T1-भारित संरचनात्मक एमआरआई प्रत्येक भागीदार के लिए प्राप्त करें । neuronavigation निर्माता के दिशानिर्देशों के अनुसार स्कैन करें ।
  2. नेविगेशन प्रणाली पर छवियों को अपलोड करें । जाँच करें यदि MRIs सही रूप से स्कैन किए गए हैं । कार्डिनल अंक (पूर्व auricular अंक, nasion और नाक की नोक) चुनें । उत्तेजना लक्ष्य डालें (शरीर रचना के आधार पर या सिर के आधार पर निर्देशांक, MNI, या Talairach निर्देशांक).
  3. इस तरह से सिर पर नजर रखने के लिए इतना है कि यह उत्तेजना सत्र के दौरान कदम नहीं होगा और मुक्त करने के लिए ले जाने की अनुमति देते हैं । पंजीकरण प्रारंभ होने से पहले प्रतिभागी को earplugs संमिलित करें ।
  4. प्रतिभागी के सिर को 3-डी एमआरआई मॉडल में संरेखित करें । एमआरआई स्टैक की छवियों पर चयनित कार्डिनल बिंदुओं पर अंकीयकरण पेन के साथ प्रतिभागी के सिर पर स्पर्श करें । उन क्षेत्रों में पंजीकरण त्रुटि को कम करने के लिए सिर के पार्श्विका, लौकिक और पश्चकपाल क्षेत्रों पर अतिरिक्त पॉइंट्स का चयन करें और चिह्नित करे ।
  5. पंजीकरण मांय करें । अंकीयकरण पेन को भागीदार के सिर पर रखें । कंप्यूटर पर इसकी प्रतिनिधित्व की जांच करें । यह MR में इसी बिंदु पर नहीं है, तो चरण १.४ दोहराएँ ।
  6. उपयोग में (कुछ प्रणालियों में इस कदम की जरूरत नहीं है) के लिए जांच कर रहे हैं ।
    1. ट्रैकर्स को कुंडल अटैच कर देते हैं ।
    2. अंशांकन ब्लॉक पर कुंडल प्लेस तो सभी trackers कैमरे से दिखाई दे रहे हैं ।
    3. कंप्यूटर स्क्रीन पर अंशांकन बटन दबाएँ और 5 एस के लिए अंशांकन स्थिति में कुंडल रखने के लिए.

2. पज-ईईजी प्रयोग

  1. सिर पर ईईजी कैप लगाएं और इलेक्ट्रोड्स तैयार करें
    1. एक टोपी है कि सिर अच्छी तरह से फिट बैठता है चुनें । सुनिश्चित करें कि सभी इलेक्ट्रोड कसकर खोपड़ी छू रहे हैं और कार्यात्मक हैं. 2 से अधिक इलेक्ट्रोड काम नहीं करते हैं, तो एक ही या छोटे आकार की एक और टोपी का उपयोग करें ।
    2. शीर्ष पर Cz इलेक्ट्रोड प्लेस, nasion और इनियन और इनियन पर Iz इलेक्ट्रोड को जोड़ने लाइन के बीच आधा रास्ता.
      नोट: कार्यक्षेत्र (ऊपर और आंख contralateral के नीचे उत्तेजना आंख करने के लिए) और/या क्षैतिज इलेक्ट्रोड (बाईं आंख से छोड़ दिया और सही सही से, एक छोटे से ऊपर एक zygomatic हड्डी) electrooculography (EOG) के लिए जगह है ।
    3. सिरिंज के कुंद टिप को समायोजित करें और इसे electroconductive जेल के साथ भरें । इलेक्ट्रोड के छेद के अंदर टिप प्लेस, और फिर हल्के से गोताख़ोर निकला हुआ प्रेस जब तक वहां त्वचा पर कुछ पेस्ट है । साफ़ खोपड़ी हल्के से पार की तरह कुंद टिप के साथ चलता है का उपयोग कर । पेस्ट को पाटने से बचने के लिए शीर्ष पर बाहर नहीं फैल रहा है कि सुनिश्चित करें (लघु-सर्किट इलेक्ट्रोड के बीच).
  2. ईएमजी इलेक्ट्रोड प्लेस । दो डिस्पोजेबल डिस्क इलेक्ट्रोड (के बारे में 30 मिमी व्यास) सही अपहरण pollicis brevis मांसपेशी (APB) एक पेट पट्टा असेंबल के लिए जगह है । निर्माता के दिशा-निर्देशों के अनुसार जमीन लगाएं ।
  3. विभागाध्यक्ष रजिस्ट्रेशन शुरू करें । कदम 1.3 – 1.6 का पालन करें । DLPFC के MNI या Talairach निर्देशांकों का प्रयोग करें ।
  4. गर्म स्थान और मोटर दहलीज ।
    1. एक स्पंज जोड़ें (polyutherane से बना कृत्रिम फाइबर) के लिए तार के तहत में आदेश के लिए इलेक्ट्रोड पर के दौरान तार कंपन को कम करने के लिए । ध्यान दें कि फोम के बारे में 10 मिमी मोटी होना चाहिए ।
    2. आराम से और आराम से हाथ, पैर और रीढ़ की हड्डी कॉलम के साथ-प्रतिभागी को हिदायत ।
    3. गर्म स्थान का पता लगाएं । M1 में APB के cortical प्रतिनिधित्व के प्रारंभिक मील का पत्थर के रूप में मोटर घुंडी24 लक्ष्य और जब तक वहां इसी APB आंदोलन है कुंडल ले । APB से अधिक लगभग ५०० µV के MEPs का आह्वान करने वाली पज तीव्रता का प्रयोग करें । अपने कोण और झुकाव को बदलने के लिए गर्म स्थान पर सबसे बड़ी प्रतिक्रिया पैदा करके कुंडल अभिविन्यास का अनुकूलन ।
    4. neuronavigator सॉफ्टवेयर में कुंडल स्थिति को बचाने और 2 के चरणों में उत्पादन की तीव्रता को कम-3%. 10 दालों दे दो और अगर अधिक से अधिक 5 ५० µV पर 10 एमईपी प्रतिक्रियाओं से प्राप्त कर रहे हैं, तो तीव्रता को कम करने जारी.
    5. जब से कम 5 10 प्रतिक्रियाओं से पैदा कर रहे हैं, 1 के कदम से तीव्रता में वृद्धि – 2%. मीट्रिक टन तीव्रता है कि MEPs से बड़ा उत्पादन के रूप में प्रतिनिधित्व किया है ५० µV से बाहर 5 10 बार25। अंतर-उत्तेजना अंतराल (आईएसआई) के लिए मीट्रिक टन से अधिक होना चाहिए 1 s, आमतौर पर सेट पर 3, 4 या 5 s.
  5. निम्न चरणों का उपयोग करके तीव्रता समायोजित करें:
    1. मीट्रिक टन तीव्रता के १२०% से शुरू करने के लिए एम 1 पर ५०० से १,५०० µV के लिए MEPs उत्पादन । रिकॉर्ड 10 दालों इस उत्तेजक उत्पादन के साथ तो औसत प्रतिक्रिया एक एमवी है । वृद्धि या 1 एमवी के एक औसत तक पहुंचने तक 1 – 2% के चरणों में तीव्रता में कमी.
    2. उत्तेजना तीव्रता के लिए, उत्तेजितकर्ता के उत्पादन का एक प्रतिशत के रूप में तीव्रता का चयन, जैसे, ११०%, १२०%, आदि
    3. V/m में इसी प्रेरित क्षेत्र खोजें (यदि सिस्टम अनुमति देता है) । DLPFC पर कुंडल रखें; जब तक कि प्रेरित क्षेत्र की गणना एक M1 पर एक ही cortical गहराई के लिए के रूप में ही हो जाता है उत्तेजितकर्ता के उत्पादन को समायोजित करें ।
  6. ईईजी इलेक्ट्रोड का डिजिटलीकरण, ताकि उनकी स्थिति मस्तिष्क शरीर रचना के लिए पंजीकृत है.
    नोट: यह ंयूरॉन सक्रियण के वितरण का पता लगाने के लिए एक बहुत ही महत्वपूर्ण कदम है और इलेक्ट्रोड का पालन सत्र में सटीक की स्थिति के लिए ।
  7. रर द पज-ईईजी
    1. हवा ट्यूबों के साथ earplugs के साथ earplugs बदलें ऑडियो मास्किंग से कनेक्ट करने के लिए (जैसे, सफेद शोर) उपलब्ध है और उन पर headphones जोड़ने के लिए । केवल टीएम पल्स डिलीवरी के दौरान ऑडियो मास्किंग खेलो ।
      नोट: इस कदम के लिए ऑडियो मास्किंग और देखभाल के साथ खेलने के बिना कदम 2.4.2 तो सिर trackers स्थानांतरित नहीं कर रहे है लागू किया जा सकता है ।
    2. कुंडल धारक पर कुंडल माउंट और सुनिश्चित करें कि कुंडल कदम नहीं है या इसके तहत इलेक्ट्रोड दबाएँ. सुनिश्चित करें कि स्पंज इलेक्ट्रोड और कुंडल के बीच है ।
    3. सभी सक्रिय स्क्रीन प्रतिभागी की दृष्टि से बाहर निकालें । एक निश्चित बिंदु पर घूरना करने के लिए भागीदार को निर्देश देने के लिए, नहीं करने के लिए और पज दालों के बीच झपकी करने के लिए नहीं अपने सिर की स्थिति को बदलने के लिए ।
    4. किसी भी फ्लोरोसेंट रोशनी स्विच । प्रत्येक भागीदार के लिए एक यादृच्छिक क्रम में एकल पल्स, एसआईसीआई, ICF और एलआईसीआई भागो । १०० सिंगल और पेयरेड दालें दें । 3 के विभिंन आईएसआई का प्रयोग करें-4 एस (± 20%) या 3 के एक निरंतर-5 एस (नोट देखें) । प्रत्येक शर्त के बीच 3-5 मिनट के एक तोड़ दे तो भागीदार आराम और खिंचाव कर सकते हैं ।
      नोट: एसआईसीआई और ICF एक उपसीमा कंडीशनिंग उत्तेजना (सीएस) और एक suprathreshold परीक्षण उत्तेजना (टीएस) के साथ एक बनती-नाड़ी पज प्रतिमान शामिल हैं । सीएस इस प्रोटोकॉल में इस्तेमाल किया मीट्रिक टन का ८०% है और एक 1 mV एमईपी चोटी से पीक26के आह्वान की तीव्रता पर टीएस । इंटर पल्स अंतराल इष्टतम एसआईसीआई के लिए इस्तेमाल किया 2 ms में है और ICF के लिए पर 12 – 1327. एलआईसीआई प्रतिमान एक ऊपर अर्थ का उपसर्ग के बाँधना शामिल है 1 एमवी एमईपी पीक-शिखर करने के लिए पीक एक और suprathreshold टीएस ने फिर तीव्रता का उपयोग करते हुए एक 1 एमवी एमईपी पीक-चोटी और एक अंतर-१०० ms के पल्स अंतराल पर इस्तेमाल किया । के लिए आईएसआई दोनों एकल और युग्मित पल्स मानदंड है उत्तेजितकर्ता चार्ज समय से निर्धारित होता है (हमारी प्रणाली बनती दालों की अनुमति दे सकते है हर 4 एस), सत्रों की राशि (अब प्रयोगों छोटे आईएसआई प्रतिभागियों को बोझ नहीं करने की आवश्यकता होगी) और विश्लेषण है कि जगह लेने जा रही है । इस अध्ययन में, हम अपने उत्तेजक प्रतिबंध के कारण 5 एस की एक निरंतर आईएसआई का इस्तेमाल किया और भी है क्योंकि हम समय आवृत्ति और बिजली स्पेक्ट्रम विश्लेषण के लिए कम आवृत्ति बैंड (थीटा ताल) के कई चक्र की आवश्यकता होगी ।

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Representative Results

चित्रा 1 एक एक स्वस्थ स्वयंसेवक के लिए प्रत्येक सत्र से १०० कछु औसत के बाद F3 इलेक्ट्रोड पर DLPFC उत्तेजना के बाद TMSevoked क्षमता दिखाता है । इस उदाहरण में, हम एकल पल्स हालत की तुलना में टीएस पर सीएस के प्रभाव को उजागर जब टीएस अकेले लागू किया जाता है । सीएस एक स्पष्ट तरीके से भी एक विषय में N100 विक्षेपन ढा । एसआईसीआई और एलआईसीआई सत्रों में, N100 आमतौर पर वृद्धि हुई है और ICF में निरपेक्ष मान जब सपा की स्थिति16की तुलना में कम हो जाती है । चित्रा 1बीमें, सपा, एसआईसीआई और ICF प्रतिमान के N100 घटक के स्थलाकृतिक वितरण द्विपक्षीय रूप से स्थानीयकृत किया गया है क्योंकि यह कई पिछले अध्ययन में दिखाया गयाहै 16,17,28, 29.

Figure 1
चित्रा 1 : cortical उत्तेजित करने के ईईजी के उपाय । (क) DLPFC उत्तेजना के बाद DLPFC रॉय इलेक्ट्रोड से ईईजी प्रतिक्रियाओं का भव्य औसत । (B) N100 मानों को प्रत्येक सत्र के लिए सभी इलेक्ट्रोड में स्थलाकृतिक रूप से प्लॉट किए गए हैं. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

ईईजी-सबसे cortical क्षेत्रों के प्रत्यक्ष और गैर इनवेसिव उत्तेजना और बहुत अच्छा spatio-लौकिक संकल्प30के साथ परिणामी न्यूरॉन गतिविधि के अधिग्रहण, विशेष रूप से जब neuronavigation का उपयोग किया है सक्षम बनाता है । इस methodological अग्रिम का लाभ इस तथ्य पर आधारित है कि ईईजी के संकेतों से विद्युत तंत्रिका गतिविधि पैदा होती है और यह cortico-cortical उत्तेजितता का सूचकांक है । यह neuropsychiatric रोगी आबादी में जबरदस्त क्षमता है, जहां-ईईजी वर्तमान और भविष्य चिकित्सीय हस्तक्षेप के एक अगोचर के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है ।

प्रोटोकॉल का सबसे महत्वपूर्ण कदम इलेक्ट्रोड की तैयारी और उत्तेजना तीव्रता के निर्धारण है । । इसका कारण यह है कि ईईजी के संकेत के रूप में इस तरह के प्रवर्धक31का इस्तेमाल किया, भले ही पज विरूपण साक्ष्य के लिए अतिसंवेदनशील है । इलेक्ट्रोड बहुत ध्यान से तैयार किया जाना चाहिए, इसलिए वे एक दूसरे के साथ पुल नहीं है और उनके प्रतिबाधा 5 kΩ के नीचे रखा जाता है, और सिग्नल के लिए शोर अनुपात अधिक है. इसके अतिरिक्त, एक स्पंज 5-10 mm के कृत्रिम polyutherane फाइबर से बना कुंडल के तहत समायोजित और यांत्रिक दबाव कम कर सकते हैं और कुंडल के विरूपण साक्ष्य पर क्लिक करें ध्वनि के माध्यम से अस्थि चालन.

मीट्रिक टन की तीव्रता को निर्धारित करता है; इसलिए, यह ठीक उच्च तीव्रता के रूप में मापा जाना चाहिए बड़ा कलाकृतियों और कम फोकल उत्तेजना के लिए नेतृत्व करेंगे, जबकि छोटे तीव्रता बहुत कमजोर संकेतों में परिणाम हो सकता है । इस प्रकार, मोटर गर्म स्थान neuronavigation की सहायता से पाया जाना चाहिए और मीट्रिक टन ईएमजी रिकॉर्डिंग (५० µV और मांसपेशियों को पूरी तरह से आराम से नीचे शोर) के साथ अनुमान लगाया गया है । हालांकि, एक नहीं भूलना चाहिए कि फोकल और प्रत्येक उत्तेजना की सटीकता के आकार और की अवधि से प्राप्त कर रहे हैं ।

एक DLPFC दहलीज के लिए उपायों की कमी भी पता चलता है कि तीव्रता अनुमानित प्रेरित बिजली के क्षेत्र के आयाम के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए23 और पारंपरिक विधि के रूप में है उत्तेजित करता है तीव्रता उत्पादन पर आधारित नहीं है । इस मीट्रिक टन तीव्रता के लिए एक विशिष्ट cortical गहराई के लिए V/m में अनुमान लगाया जा करने की आवश्यकता है और फिर उसी गहराई और वी/एम DLPFC उत्तेजना के लिए उत्तेजित करता है उत्पादन तीव्रता की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए । यह यहां प्रस्तुत लोगों की तरह युग्मित पल्स प्रोटोकॉल के भविष्य की जांच के लिए एक विशेष रूप से महत्वपूर्ण मुद्दा है, जहां टीएस suprathreshold तीव्रता पर हमेशा होता है । हालांकि, DLPFC उत्तेजना के दौरान दर्ज TEP३३ या दोलनों३४ से DLPFC तीव्रता को परिभाषित करने की आवश्यकता है क्योंकि यह cortical और गैर corticospinal उपायों के माध्यम से M1 के लिए हाल के अध्ययनों में सुझाव दिया गया है ।

महत्वपूर्ण बात यह है कि DLPFC उत्तेजना स्थल को MNI या Talairach निर्देशांकों के आधार पर चुना जाना चाहिए और neuronavigation के MRIs पर डाला जाना चाहिए. MNI निर्देशांक वाम DLPFC (-३५, ४५, ३८) के लिए एक अध्ययन से तैयार कर रहे हैं इष्टतम के रूप में इस साइट की पहचान, नैदानिक परिणामों के आधार पर और आराम-राज्य कार्यात्मक कनेक्टिविटी३५. अभिविंयास और झुकाव के संबंध में कुंडल की स्थिति एक और महत्वपूर्ण चर है । कुंडल अभिविन्यास और झुकाव दृष्टिकोण करने के लिए दो तरीके हैं: एक) ४५ डिग्री midline के लिए गोलार्द्ध9 और ख के पार्श्व भागों की ओर इशारा करते हुए संभाल के साथ) औसत दर्जे का वर्तमान दिशा14के लिए पार्श्व के साथ मध्य ललाट sulcus करने के लिए सीधा । पहला आमतौर पर लागू किया जाता है जब कोई नेविगेशन मौजूद है, जबकि दूसरा एक असली एमआरआई और नेविगेशन की आवश्यकता है और यह क्षेत्र की अधिकतम लाती है । रिकॉर्डिंग शुरू करने से पहले, कुंडली के ठीक ट्यूनिंग तो यह कम मांसपेशी शारीरिक प्रतिक्रियाओं को प्रभावित किए बिना5 कलाकृतियों उदाहरण देते है प्रदर्शन करने की जरूरत (कुंडल के केंद्र के 1-2 मिमी के छोटे परिवर्तन, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से झुकाव और ओरिएंटेशन सूक्ष्म परिवर्तन) ।

अलग झुकाव की तुलना के बाद से वहां कोई अध्ययन है कि DLPFC पर अलग कुंडल स्थिति के प्रभाव की जांच की है किया जाना चाहिए । और भी महत्वपूर्ण बात यह है कि M1 हॉट स्पॉट ईएमजी द्वारा परिभाषित किया गया है कि एक समान तरीके से ईईजी उपायों के आधार पर DLPFC गर्म स्थान को परिभाषित करने के लिए एक विधि की जरूरत है । अंत में, एक बहुत ही महत्वपूर्ण पहलू यहां इलेक्ट्रोड और उनके स्थान के अपने डिजिटलीकरण की स्थिति है । परीक्षण-retest डिजाइनों में, जैसे ही टोपी अनुवर्ती प्रयोगों के लिए रखा गया है, इलेक्ट्रोड डिजीटल किया जाना चाहिए. फिर दोनों डिजिटलीकरण (पहले और फलस्वरूप प्रयोग के) 3d एमआरआई मॉडल या एमआरआई टेम्पलेट पर कल्पना की जानी चाहिए (जो एक अच्छा विश्वसनीय समाधान हो सकता है जब व्यक्तिगत MRIs प्राप्त नहीं किया जा सकता है) । तो टोपी यदि आवश्यक हो तो ले जाया जाना चाहिए का पालन करें प्रयोग में इलेक्ट्रोड की खोपड़ी पर स्थिति पहले माप की स्थिति से मेल खाता है । यह सुनिश्चित करेंगे कि डेटा इलेक्ट्रोड है कि सटीक एक ही चुंबकीय क्षेत्र के साथ उत्तेजित थे की सटीक एक ही स्थानों से प्राप्त किया जाएगा ।

उत्तेजना शुरू करने से पहले, चुना cortical साइट के तार के नीचे गुजर कपाल नसों के लिए जाँच की जानी चाहिए । इसलिए कुछ ऐसे ही पज-ईईजी कछु दर्ज होनी चाहिए, और कलाकृतियों का मूल्यांकन किया जाए । इस प्रकार, संकेत ७० µV और गैर सिंक्रनाइज़ उच्च आवृत्ति कम आयाम दोलनों (मांसपेशी और कपाल नसों कलाकृतियों) से बड़ा आयाम के लिए जाँच की जरूरत है. इस तरह की कलाकृतियों को नष्ट ठीक है और कुंडल या उसके अभिविंयास के सूक्ष्म पुनर्स्थापन के द्वारा ही किया जा सकता है, क्योंकि यह पिछले अध्ययन३६में प्रस्तावित किया गया है । अंत में, ईईजी सत्र के दौरान, के रूप में, और neuronavigation को रोक दिया गया था । सबसे अच्छा तरीका यह एक तिपाई पर या एक यांत्रिक हाथ पर माउंट है । यह समाधान भी इलेक्ट्रोड के खिलाफ हाथों से कुंडल दबाने से रोकता है, उन पर यांत्रिक दबाव कलाकृतियों जोड़ने. कोई भी परिवर्तन तुरंत ठीक किया जाना चाहिए और संबंधित कछु के रूप में चिह्नित बुरा और डेटा विश्लेषण से बाहर रखा, इस तथ्य के कारण है कि ईईजी के जवाब के लिए बहुत संवेदनशील है गड़बड़ी इन मानकों के३७। इन सभी विस्तृत सुझावों का परीक्षण सुनिश्चित कर सकते हैं-एक14 और DLPFC पर युग्मित पल्स मानदंड15 में ईईजी-retest की विश्वसनीयता । इन महत्वपूर्ण विवरणों की ओर ध्यान इस बात से सुनिश्चित होगा कि डेटा में चिकित्सीय हस्तक्षेपों से संबंधित परिवर्तनों को दर्शाने का सबसे अधिक मौका है ।

हर दूसरे प्रयोगात्मक पद्धति की तरह ईईजी-टीएम की अपनी विशिष्ट सीमाएं हैं । प्रमुख मुद्दा विभिन्ना तरह की कलाकृतियों का होता है और इस तथ्य से कि पज-संगत ईईजी एम्पलीफायरों की शेष कलाकृतियों को खत्म नहीं किया जा सकता. कपाल की मांसपेशियों से कलाकृतियों, विशेष रूप से जब ललाट और पार्श्व खोपड़ी से अधिक साइटों को उत्तेजित कर रहे हैं, अस्पष्ट और ईईजी संकेत मिलाना कर सकते हैं । इन कलाकृतियों से बड़ा हो सकता है-ईईजी संकेत है और आमतौर पर अब पिछले, इस प्रकार वे TEPs अस्पष्ट हो सकती है । इसी तरह, लेकिन केवल DLPFC के रूप में क्षेत्रों में, एक बड़ी आंख पलक कलाकृतियों का आह्वान कर सकते हैं । इसके अतिरिक्त, कई अंय कलाकृतियों जैसे इलेक्ट्रोड आंदोलन के रूप में, त्वचा सनसनी और श्रवण सक्रियणों के कारण ईईजी का तार क्लिक कर सकते है और भी अधिक कठिन (विवरण के लिए, पिछले प्रकाशन देखें31,३८) । क्षेत्र में बहुत काम कलाकृतियों की एक किस्म को खारिज करने की दिशा में निर्देशित किया गया है, और अधिक विश्वसनीय spatio-मस्तिष्क प्रतिक्रियाओं के सूत्रों के लौकिक स्थानीयकरण में जिसके परिणामस्वरूप३८,३९,४०,४१ , ४२. हालांकि, एक नहीं भूलना चाहिए कि प्रतिभागियों की सावधानी से तैयारी, उपकरण और माप के सटीक प्रदर्शन के विकल्प के कच्चे ईईजी की गुणवत्ता का निर्धारण करते हैं ।

ईईजी-intracortical अवरोध और उत्तेजना DLPFC की उत्तेजना से संबंधित तंत्र का आकलन करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है । बस कुछ मापदंडों को बदलने से, यह गाबाएआर (एसआईसीआई), गाबाबीआर (एलआईसीआई), और NMDAR (ICF) द्वारा मध्यस्थता सर्किट के अध्ययन के लिए अनुमति देता है. औषधीय या विद्युत चुम्बकीय चिकित्सीय हस्तक्षेप के माध्यम से अलग TEP घटकों का मॉडुलन निरोधात्मक और उत्तेजक neurotransmission, cortical प्लास्टिक और कई और अधिक मस्तिष्क राज्य परिवर्तन और शर्तों की पहचान करने के लिए एक मार्कर के रूप में सेवा कर सकते हैं ४३. TEP के अलावा, समय आवृत्ति और वर्णक्रमीय विश्लेषण के माध्यम से, के रूप में, के रूप में, और अधिक प्राकृतिक या आंतरिक आवृत्ति के ऊपर सर्किट10का आकलन कर सकते हैं । ऐसे वर्तमान स्रोत घनत्व4 के रूप में विद्युत मस्तिष्क सूचकांक किसी भी cortical क्षेत्र के लिए लागू DLPFC४४में क्षतिग्रस्त मस्तिष्क सर्किट में प्लास्टिक के तंत्र को जानने में मदद कर सकते हैं ।

इसके अलावा DLPFC में इन मानदंड के औषधीय मांयता अध्ययन आवश्यक हैं । हालांकि, इस तरह के neuromodulation चिकित्सा (जैसे, rTMS, ECT, MST) या स्वस्थ स्वयंसेवकों या विभिंन में औषधीय लोगों के रूप में विभिंन चिकित्सीय हस्तक्षेप, के तंत्र का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए ईईजी के लिए जबरदस्त क्षमता है । मनोरोग विकारों9,15,16,17,४५,४६, लेकिन यह भी वैकल्पिक हस्तक्षेप या उनमें से संयोजन४३। सबसे महत्वपूर्ण बात, ईईजी-और एक हस्तक्षेप के बाद और इसलिए संभावित रूप से के रूप में काम कर सकते हैं

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Disclosures

पैंटेलिस Lioumis Nexstim पीएलसी के लिए एक भुगतान सलाहकार किया गया है (हेलसिंकी, फिनलैंड) के बाहर प्रस्तुत काम (यानी, मोटर और भाषण मानचित्रण २०१७ से पहले rTMS अनुप्रयोगों के लिए) । रजा Zomorrodi Vielight इंक (टोरंटो, कनाडा) के सलाहकार बोर्ड के एक सदस्य है । Zafiris जे Daskalakis स्वास्थ्य अनुसंधान के कनाडा के संस्थानों से अनुसंधान सहायता प्राप्त (CIHR), राष्ट्रीय स्वास्थ्य के संस्थान अमेरिका (NIH), वेस्टन ब्रेन इंस्टीट्यूट, ब्रेन कनाडा और Temerty परिवार CAMH फाउंडेशन और कैंपबेल अनुसंधान के माध्यम से संस्थान. उंहोंने अनुसंधान का समर्थन प्राप्त किया और एक अंवेषक के लिए तरह के उपकरण समर्थन-Brainsway लिमिटेड से अध्ययन शुरू की है और वह तीन प्रायोजक के लिए साइट प्रिंसिपल अन्वेषक-Brainsway लिमिटेड के लिए अध्ययन शुरू की है वह इस खोजी अध्ययन शुरू के लिए Magventure से में तरह के उपकरणों का समर्थन प्राप्त किया । डैनियल एम Blumberger स्वास्थ्य अनुसंधान के कनाडाई संस्थानों (CIHR), स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों अमेरिका (NIH), वेस्टन ब्रेन इंस्टीट्यूट, ब्रेन कनाडा और CAMH फाउंडेशन और कैंपबेल अनुसंधान के माध्यम से Temerty परिवार से अनुसंधान सहायता प्राप्त संस्थान. उंहोंने अनुसंधान का समर्थन प्राप्त किया और एक अंवेषक के लिए तरह के उपकरण समर्थन-Brainsway लिमिटेड से अध्ययन शुरू की है और वह तीन प्रायोजक के लिए साइट प्रिंसिपल अन्वेषक-Brainsway लिमिटेड के लिए अध्ययन शुरू की है वह इस खोजी अध्ययन शुरू के लिए Magventure से में तरह के उपकरणों का समर्थन प्राप्त किया । वह एक अंवेषक के लिए दवा की आपूर्ति प्राप्त Indivior से परीक्षण शुरू की । उन्होंने Janssen के लिए एक एडवाइजरी बोर्ड में भाग लिया है ।

Acknowledgments

यह काम NIMH R01 MH112815 द्वारा भाग में वित्त पोषित किया गया । इस काम को नशामुक्ति और मानसिक स्वास्थ्य के लिए केंद्र में Temerty फैमिली फाउंडेशन, ग्रांट फैमिली फाउंडेशन और कैम्पबेल फैमिली मानसिक स्वास्थ्य शोध संस्थान ने भी सपोर्ट किया था ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CED Micro1401-3 Cambridge Electronic Design Limited CED Micro1401-3 Digital Data Recocrder
BISTIM'2 Package Option 1 Magstim 3234-00 TMS paired pulse stimulator
Magstim 200'2 Unit (2 items) Magstim 3010-00 TMS stimulators
UI controller Magstim 3020-00 TMS controller
BISTIM'2 UI controller Magstim 3021-00 TMS controller
BISTIM connecting module Magstim 3330-00 TMS connecting module
D70 Alpha Coil - P/N 4150-00 (Alpha 70 mm double coil) Magstim 4150-00 TMS coil
Brainsight Rogue-Resolutions Brainsight 2 Neuronavigator
Model 2024F Intronix 2024F Electromyograph
Neuroscan SynAmps RT 64 channel System Compumedics Neuroscan 9032-0010-01 Electroencephalograph
Quick-Cap electrode system 64 Compumedics Neuroscan 96050255 EEG Cap

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References

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तंत्रिका विज्ञान अंक १३८ संयुक्त transcranial चुंबकीय उत्तेजना और electroencephalography लघु intracortical अवरोध लंबे intracortical अवरोध intracortical सुविधा दोहराव transcranial चुंबकीय उत्तेजना चुंबकीय बरामदगी चिकित्सा अवसाद
संयुक्त Transcranial चुंबकीय उत्तेजना और Electroencephalography के Dorsolateral आकडे प्रांतस्था
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Lioumis, P., Zomorrodi, R., Hadas,… More

Lioumis, P., Zomorrodi, R., Hadas, I., Daskalakis, Z. J., Blumberger, D. M. Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex. J. Vis. Exp. (138), e57983, doi:10.3791/57983 (2018).

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