Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Bruke transkraniell magnetisk stimulering i et ressursbegrenset miljø for å etablere hjerneatferdsrelasjoner

Published: April 20, 2022 doi: 10.3791/62773

Summary

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) og lavfrekvent TMS (lfTMS) har vist seg å være store bidragsytere til hjernelitteratur. Her fremhever vi metodene for å undersøke kortikale korrelasjoner av selvbedrag ved hjelp av TMS.

Abstract

Neuroimaging oppfattes vanligvis som en ressurskrevende disiplin. Selv om dette er tilfelle under visse omstendigheter, har institusjoner med begrensede ressurser historisk bidratt betydelig til nevrovitenskapsfeltet, inkludert neuroimaging. I studiet av selvbedrag har vi med hell brukt single-pulse TMS for å bestemme hjernens korrelasjoner av evner, inkludert overklaiming og selvforbedring. Selv uten bruk av nevronavigasjon fører metoder som tilbys her til vellykkede resultater. For eksempel ble det oppdaget at reduksjon i selvdeceptiv respons fører til en reduksjon i påvirkning. Disse metodene gir data som er pålitelige og gyldige, og slike metoder gir forskningsmuligheter ellers utilgjengelige. Gjennom bruk av disse metodene utvides den generelle kunnskapsbasen innen nevrovitenskap, noe som gir forskningsmuligheter til studenter som de ved vår institusjon (Montclair State University er et hispanic-serveringsinstitutt) som ofte blir nektet slike forskningserfaringer.

Introduction

Det er en rekke utfordringer med å undersøke hjerneatferd korrelerer ved forskningsinstitusjoner med begrensede ressurser (ofte referert til som "undervisningsuniversiteter").). Ifølge data fra National Science Foundation (NSF) fullføres nesten all akademisk forskning av en liten prosentandel av høyere utdanningsinstitusjoner i USA. Ved undersøkelse av over 4400 post-sekundære gradsgivende institusjoner utfører og publiserer de 115 beste universitetene/instituttene 75% av all forskning1. I USA er det 131 forskning 1 (R1: Det høyeste statusnivået et universitet kan oppnå når det gjelder forskningsrangering) universiteter som mottar hoveddelen av føderal finansiering.

Denne topptunge finansieringsforskjellen begrenser forskningsalternativene for mange hovedetterforskere så vel som studenter; For eksempel er bare 1,9% av R1-universitetene spansk-serveringsinstitutter. Videre er ikke-R1-institutter begrenset når det gjelder forskningsrom, tildelte tilskudd og tid som er gjort tilgjengelig for forskning, og disse skolene har ofte ikke medisinsk skoletilhørighet2. Gitt disse hindringene, gir vi metodene som med hell har tillatt undersøkelse av hjerneadferdsforhold i bedrag i et ressursbegrenset miljø. Selv om disse metodene passer for ethvert institutt, tror vi at de ved mindre / undervisningsintensive universiteter vil få maksimal nytte av disse metodene.

Vårt laboratorium har primært fokusert på hjerneregionene som er ansvarlige for å produsere selvbedrag og selvforbedring. Etablering av årsakssammenheng i forhold til de underliggende kortikale regionene kan oppnås ved en rekke teknikker, og disse dataene bidrar til å bekrefte korrelative nevroimagingsmetoder og eksperimentelle pasientforsøk 3,4,5.

For å undersøke selvbedrag med kausale nevroimaging teknikker, har en rekke innovative metoder blitt brukt, hovedsakelig med single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) og repeterende TMS (rTMS6Figur 1). Mens tDCS (transkraniell direkte kortikale stimulering) har blitt brukt med hell7 og kan endres for å gjenskape metodene, prosedyrene og resultatene som presenteres her, gjør fleksibiliteten til TMS det fortsatt det optimale valget for nevromodulering av selvbedrag. Ved sin vanligste implementering hemmer, begeistrer, forstyrrer eller måler kortikale spenninger (ikke dekket her, men se referanse8).

Medial Prefrontal Cortex (MPFC) ser ut til å være involvert i selvdeceptiv respons9. Gitt rollen til Cortical Midline Structures (CMS) når det gjelder selvbevissthet generelt10, er det ikke overraskende at selvbedrag er korrelert med MPFC-aktivitet. For å bestemme årsakssammenheng i form av frontale regioner, ble TMS avhengig av å lage 'virtuelle lesjoner' mens de målte utbrudd av selvbedrag11. Måling av selvbedrag er oppnådd ved hjelp av to hovedmetoder: Selvforbedring og overklasimering6.

Vi har funnet ut at forstyrrelser i MPFC fører til reduksjon av selvbedrag 6,8,11,12,13. Videre har vi oppdaget at en slik reduksjon (dvs. senking av selvbedrag) er relatert til en nedgang i en persons påvirkning (dvs. negative humørøkninger og positiv humørreduksjon).

Fordi nevronavigasjon / individuelle MR-er ikke er ansatt (på grunn av utgifter, har de fleste laboratorier ikke disse ressursene), kan bekymring økes over posisjonering og nøyaktighet i TMS-målretting. Vi har kompensert for dette ved av og til å gjøre fiducial prosedyrer der et kontrastmål (f.eks. en vitamin E-tablett) plasseres på hetten og deltakeren(e) skannes deretter i en strukturell MR 11,12. Disse metodene har bekreftet nøyaktigheten av metodene som er skissert her, og vi retter oss mot medialaspektet av MPFC ved grensen til BA 10/9 som ligger over Medial Frontal Gyrus (0, ~ 40, ~ 30).

Det er klart at høyere romlig oppløsning kan oppnås ved hjelp av andre metoder som nevronavigasjon, men disse metodene brukes ikke uten ulemper som inkluderer deltakerfrafall, deltakerekskludering, økt lengde på eksperimentell varighet, ekstra opplæring og screening, ekstra utgifter og ofte flere nettstedsbesøk for deltakere. Derfor tilbyr metodene som presenteres her et utmerket alternativ til nevronavigasjon under mange omstendigheter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Forskningen som ble presentert her ble godkjent av Institutional Review Board (IRB) komiteen ved Montclair State University. Alle deltakere er behandlet innenfor TFO's etiske retningslinjer.

1. Deltakere

  1. Først må du innhente IRB-komiteens gjennomgangsgodkjenning for protokollen (se Diskusjon for ikke-forskning 1-institusjoner). Konsultasjon med erfarne forskere anbefales. Få skjemaer som Screening (Supplementary File 1) og Bivirkninger (Supplementary File 2) skjemaer fra andre forskere - de er lett delt på tvers av TMS samfunnet. MERK: I forbindelse med dette eksperimentet ble det innhentet skjemaer fra Simone Rossi.
  2. Lær opp alle etterforskere om samtykke og informere deltakere om alle risikoer, bivirkninger og potensielle uønskede hendelser. Om nødvendig tar prosjektlederen (PI) et TMS-kurs dersom det er behov for ytterligere kunnskap. Før du kjører deltakere, må du sørge for at PI utfører en pilottest av protokollen, inkludert samtykke og debriefing.
  3. Rekrutter deltakere gjennom flygeblad rundt campus. Screen deltakere personlig; første kontakt trenger ikke å være personlig. Sørg for at flygebladene bare beskriver kompensasjonen og risikoen generelt, inkludert eventuelle spesielle omstendigheter (f.eks. covid).
  4. Sørg for at deltakerne leser samtykkeskjemaet høyt, inkludert spesifikke spørsmål, inkludert: Er du en nåværende student av ____PI______? Har du en: historie med epilepsi, familiehistorie med epilepsi? Har du en historie med anfall? Har du noen av følgende slag, kranial metallimplantater, strukturell hjernelesjon, implantert enhet, pacemaker, medisineringspumpe, cochleaimplantat, implantert hjernestimulator, metallarbeider? Har du en historie med hodeskader med tap av bevissthet? Har du et stort potensial for graviditet? Er du yngre enn 18 år? Er du eldre enn 65?
  5. Unnskyld alle deltakere som bekrefter eventuelle spørsmål fra studien.
  6. Før du registrerer deg, må du kontrollere at sjekklisten for screening administreres.
  7. Betal alle deltakerne $ 25 for deres deltakelse og godbit i samsvar med retningslinjer fra Institutional Review Board ved Montclair State University og American Psychological Association.
  8. Lever all TMS innenfor parameteren som passer for institusjonen (se Diskusjon).
  9. Deltakersikkerhet og komfort er kritisk, så i alle punkter fremover, spør og overvåk deltakerne nøye både muntlig og visuelt. Nervøsitet kan være normen som i noen tilfeller fører til vanskeligere utfall, og dette overvåkes.

2. Håndtering av TMS-utstyr

  1. Bruk en TMS-enhet med én puls for all stimulering. Utløs enheten ved samtidig depresjon av hånd- og fotbrytere manuelt av PI. Bruk stimulatorens maksimale stimuleringshastighet (dvs. 0,75 Hz).
  2. Bruk en 70 mm figur-av-åtte spole gjennom hele eksperimentet. Påse at spolen aldri når farlige/avstengte temperaturer under eksperimentet. Reservespoler er klare i tilfelle det er nødvendig som erstatninger.
  3. Presenter alle stimuli ved hjelp av en bærbar datamaskin. Åpne programvaren (f.eks. testbar) og logg inn på kontoen. Klikk på det aktuelle eksperimentet.
  4. Skaler skjermen ved hjelp av et kredittkort. Angi demografisk informasjon. Rengjør/desinfiser den bærbare datamaskinen før og etter at hver deltaker er testet.
  5. Bestem motorterskelen ved hjelp av visuell inspeksjon (5/10 fremkalte Abductor Pollicis Brevis) eller via en EMG (Electromyograph).
  6. Bruk svømmehetter til å bevare markeringer. Bruk en standard spoleholder kun til trening og som demonstrasjon, ikke for aktiv stimulering.
  7. Bruk tøybåndtiltak for å ta koordinater for CZ og OZ fra 10/20-systemet og ta MPFC fra en tidligere studie på overkrav10. For å bestemme MPFC, ta 1/3 av avstanden av nasion til inion, og MPFC er 1,5 cm fremre til dette stedet. Dette vil fokusere på BA 10/9 (Medial Frontal Gyrus).
  8. Bekreft målinger etter PI's skjønn ved hjelp av den fiduciale metoden der en vitamin E-tablett overholdes lokket på spolestedet som vil kontrastere lett i en standard MR. På grunn av kostnaden er dette alternativet begrenset.

3. COVID - 19

  1. På grunn av COVID-19 inkluderer du følgende protokoller14. I samtykkeskjemaet legger du til en ansvarsfraskrivelse: "Som deltaker i denne studien vil du tilbringe tid på et innendørs rom i nærheten av forskeren. Dette utgjør en betydelig ekstra risiko for å få COVID-19. Vi tar følgende forholdsregler for å beskytte deg, for eksempel: Bare PI vil være innenfor 6 ft av deltakeren; Bare en assistent er tillatt i nærheten, men de må holde seg sosialt distansert; Deltakeren må bruke to masker; PI må bruke to masker, hansker og et ansiktsskjold; Assistenten må ha på seg en maske og et ansiktsskjold; Alt kontaktutstyr er desinfisert.
  2. Utfør alle eksperimenter i lobbyen/hallen utenfor det vanlige laboratoriet, da ventilasjonen økes betydelig. Alt utstyr er desinfiserbart og bærbart.
  3. Når COVID-19-protokollene er avslappet, bruk normale prosedyrer.

4. Motorisk terskel

  1. Merk svømmehettene langs nese-/inionlinjen og midtpunktet som er tatt med en magisk markør. Mål pre-auricular poeng og ta disse midtpunktene, også. Herfra plotter du 10/20 koordinater (se 2.6).
  2. Bruk høyre halvkule pre-auricular linje, deretter gå 33% ned (i ventral retning) og begynne søket etter den optimale plasseringen for Abductor Pollicis Brevis (APB) ved hjelp av TMS spolen. Utladning av TMS-maskinen ved hjelp av spoleutløseren, fotbryteren og utkobling av sikkerheten.
  3. Plasser TMS-spolen på 45° for alle søk og TMS-leveranser.
  4. Start stimuleringsutgangen ved 30% total maskinutgang ved å bruke skiven på forsiden av maskinen og hev i trinn på 2% ved hjelp av skiven til en bevegelse er notert. Her, etter hvert som stimuleringen økes når det gjelder intensitet, flytt også plasseringen. Det er et forsiktig samspill mellom spolebevegelse og stimuleringsintensitet.
  5. Når den optimale plasseringen er funnet (dvs. nettstedet som ga maksimal APB-respons), bestem MT.
  6. Før du starter MT-bestemmelse, merker du spolespissstedet på hetten for å tillate nøyaktig plassering. Spor hele den fremre delen av spolen på svømmehetten ved hjelp av en magisk markør.
  7. For den visuelle inspeksjonsmetoden, bruk omtrent 20 pulser (varierende maskinintensitet) for å finne hvilket stimuleringsnivå som resulterer i 5/10 (50%) APB-responser. Skiven skal heves og senkes som svar på økte eller reduserte fingerbevegelser. Start med 20 % av maskinintensiteten og arbeid deg opp. Når 5/10 svar er oppnådd, registrerer du individets MT ved å merke seg hva maskinen viser som intensitet.
  8. For den (foretrukne) MEP-metoden, plasser engangselektroder på APB og tommelens sene og en bakke (vanligvis rundt baksiden av håndleddet), og i stedet for å bruke visuell inspeksjon, må en positiv MEP observeres på opptaksenheten.
  9. Definer et positivt MEP-svar som en MEP med ≥50 μV topp-til-topp-amplitude.
  10. I likhet med visuell inspeksjon, stimulere til 5/10 positive MEP-er observeres. MEP-ene må være større enn 50 μV. Hvis 50 % av MEP-ene er over (og 50 % under), er MT identifisert.
  11. Når den er etablert, setter du TMS-maskinen til riktig stimuleringsnivå. 90% av motorterskelen er en ideell balanse mellom effektiv aktiv TMS og sikkerhet. Ikke overskrid 45 % av maskinens totale utgang. Det er tilfeller at en persons MT er 60% av maskinens totale utgang, men dette er sjeldent.

5. Aktiv TMS med én puls

  1. Velg tilfeldig rekkefølgen på alle nettsteder (f.eks. SMA, PZ, MPFC eller Sham over CZ; Figur 5).
  2. Plasser spolen over det aktive nettstedet og start en presentasjonsprogramvare (f.eks. Testbar (se nedenfor)). Stimulering skal fortsette automatisk og synkronisert med stimuli.
  3. Ha alltid en reservespole ved overoppheting.

6. Presentasjon

  1. Samle inn alle atferdsdata ved hjelp av en presentasjonsprogramvare (f.eks. testbar) Denne programvaren er enkelt konfigurert, og skript er enkle.
    MERK: Tre separate blokker opprettes for hver av hjerneforholdene. Demografi som skal samles inn, velges først ved hjelp av Testables automatiske utvalgsrutine. Deretter plasseres ekte ord og falske ord i skriptprogramvaren. Størrelsen og varigheten på ordene velges, og det samme er plasseringen på skjermen til stimulusordene.
  2. Når skriptet er laget, samler du demografi først og utfører skjermkalibrering. Dette gjøres ved å matche glidebryteren med et kredittkort. Utfør alle eksperimenter på en datamaskin. Alle svar gjøres på det innebygde tastaturet og sensortastaturet.
  3. Gi to praksisforsøk og introduser den analoge skalaen. Alle deltakerne tilpasser seg enkelt utstyret. Instruksjonene gis muntlig, og deltakerne får beskjed om å vurdere hvor godt de kjenner ordet.
    1. Hvis ordet er kjent for dem (for eksempel 'skrivebord'), bør det gis en høy vurdering.
    2. Hvis de "på en måte" kjenner ordet, skal de gi en middels vurdering (for eksempel 'klorofyll').
    3. Hvis det ikke er så kjent for dem, vil de tildele en lav vurdering (for eksempel '5HTTlpr'). Totalt 144 ord bør brukes (36 per hjernested).
  4. Deltakerne har ubegrenset tid til å svare. Etter svaret på den analoge skalaen presenteres neste ord.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Figur 2, fra Taylor-Lilquist et al.14, involverte fire hjernesteder: MPFC, SMA, PZ og et Sham-nettsted. Disse nettstedene ble brukt til å bestemme korrelasjonene mellom overkrav. Overklasimering er en deltaker som indikerer at de kjenner et ord når det faktisk ikke er et ord. 12 deltakere ble testet i både sosiale og ikke-sosiale omgivelser. De sosiale innstillingene representerte press om enten å kjenne et ord (høyt sosialt trykk; n = 6) eller ikke vite et ord (lavt sosialt press; n = 6). Det sosiale presset var en rekke verbale tilskyndelser som indikerte at hver person kjenner disse ordene, og de var enkle (høyt sosialt press) eller at de ordene var vanskelige og de fleste kjente dem ikke (lavt sosialt press).

Da TMS ble levert til MPFC, var det mindre sannsynlig at deltakerne overklamerte i sosial tilstand (p < .05). Det vil si overkrav når under sosiale trykkforhold var mye mer forstyrret enn noen annen tilstand (etter MPFC TMS). Dette kan sees i figur 2 der deltakerne er mye mindre villedende (dvs. mer ærlige) i MPFC / sosial tilstand. Når MPFC er hemmet, overklaiming går ned som påvirker av sosialt press. Fordi sosial kognisjon og overklaiming antas å være MPFC-egenskaper, er dette ikke overraskende.

Disse dataene er i tråd med tidligere studier som viste at MPFC-forstyrrelser fører til mer ærlige svarpå 12,13.

Figure 1
Figur 1: To forskjellige TMS-metoder er benyttet for å forstyrre selvbedrag. Enkeltpulsteknikker er tidsbegrenset slik at pulsen leveres med stimuli for å forstyrre selvbedrag mens oppgaven utføres. Både lfTMS og rTMS modulerer hjernen før oppgaven, noe som potensielt kan endre selvbedrag. Alle teknikker varierer hjernesider og gir en rekke kontroller, inkludert Sham TMS. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Figure 2
Figur 2: Selvbedrag kan moduleres ved hjelp av TMS. Deltakere (n=12) fikk sosialt press for å kjenne ord i én tilstand og ikke noe sosialt press i en annen tilstand. Det sosiale presset var en rekke verbale tilskyndelser som indikerte at hver person kjenner disse ordene, og de var enkle (høyt sosialt press; n = 6) eller at de ordene var vanskelige og de fleste kjente dem ikke (lavt sosialt press; n = 6). Midler og SEer presentert. Fordi sosial kognisjon er en MPFC-funksjon, trodde vi at TMS levert på en hemmende måte ville redusere overklasimering (også en MPFC-funksjon). Dette ble funnet å være tilfelle. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.

Tilleggsfil 1: Selv om vårt informerte samtykke tar for seg disse spørsmålene, anbefaler vi et eget screeningskjema. Både informert samtykke og sjekklisten for screening administreres muntlig. Dette gjør det mulig for oss og deltakeren å stille oppfølgingsspørsmål og avklare enhver forvirring. Skjemaet som presenteres her er IRB-godkjent. Klikk her for å laste ned denne filen.

Tilleggsfil 2: Sporing av bivirkninger kan oppnås med denne eller lignende former. Hodepine, men sjeldne, er ikke usett. Dette skjemaet er et TMS-skjema for standard bruk og er ikke endret for eksperimentell bruk. Svar før og etter TMS (hele økten, ikke per blokk) registreres. Klikk her for å laste ned denne filen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Protokollen (og variasjonene av) som er skissert her, har blitt brukt i over 50 studier ved Montclair State University. Hele oppsettet kan opprettes for under USD 15 000 (USA). Videre har vi funnet at koordinatene våre samsvarer godt med underliggende hjernestrukturer ved hjelp av fiduciale prosedyrer.

Variasjoner av denne metoden brukes ofte. For eksempel kan kontrollforholdene omfatte å stimulere forskjellige hjerneområder, bruke TMS forskjellige timings (dvs. bruke TMS på et tidspunkt som ikke skal ha noen effekt), ved hjelp av en Sham-spole, ved hjelp av forskjellige nivåer av total maskinutgang etc. Sikkerhetshensyn kan være forskjellige ved en mindre undervisnings-/ikke-undervisningsinstitusjon, da medisinsk personell ikke er lett tilgjengelig. Enhver studie eller forskning der nevromodulering utføres, må oppfylle sikkerhetsprotokoller. Å utføre TMS med én puls er tryggere enn rTMS, men utgjør fortsatt betydelige risikoer. Vi har utført TMS og lfTMS ved Montclair State University i 20 år uten større hendelser ved å følge publiserte sikkerhetsretningslinjer 16,17,18.

Etablering av TMS og lfTMS ved ikke-R1-institusjoner kan kreve å utdanne ens institusjonelle gjennomgangsstyre (IRB) og være åpen for bekymringer som kanskje ikke eksisterer ved større institusjoner. En slik ordning tillot frem og tilbake avhør og svar mellom nøytrale eksperter, prosjektlederen (PI) og IRB-stolen. Det ble etablert en rekke viktige presedenser som kan være unike for ikke-R1-institusjoner. For det første vil transkraniell magnetisk stimulering (TMS og lfTMS) kun administreres av PI. Postdoktorer, avgangsstudenter, studenter på lavere nivå skal ikke administrere TMS under eksperimenter. For det andre ble betaling ($ 25 per økt) satt av IRB-stolen på en måte som balanserte fristelse og rettferdig kompensasjon. Videre ble Motor Threshold (MT) fastslått å være måten all stimulering skulle settes på når det gjelder intensitet, og dette kunne gjøres enten via visuell inspeksjon eller målt Motor Evoked Potentials (MEP). Vi ble også enige om at aktiv TMS vil bli levert på 90% MT med mindre annet er angitt. Det er særlig gitt unntak fra dette tallet (høyere) ved innsamling av MEP-er for hypotesetesting9. Til slutt ble vi enige om at samtykkeskjemaer vil bli lest delvis eller i sin helhet for deltakerne, slik at de fullt ut forstår protokollen og ikke "bare signerer et skjema" uten å forstå TMS fullstendig. Mange deltakere har utfordringer med engelsk, og de setter ofte pris på å få samtykket forklart og lest for dem mens de også leser det.

Våre prosedyrer er ekstremt konservative når det gjelder sikkerhet. Et prinsipp vi har fulgt er å behandle TMS som om det var rTMS. I vårt samtykke bruker vi følgende språk:

Risiko forbundet med TMS inkluderer anfall, hodepine, nakkesmerter, hørselstap eller forstyrrelser, og mulig kortsiktig hukommelsestap, samt mulige langsiktige, ukjente effekter. Den mest alvorlige kjente risikoen for TMS er produksjon av kramper (anfall). TMS kan produsere kramper når en rekke pulser gis ved høy effekt og når seriene blir gitt ekstremt tett sammen. Denne studien følger publiserte sikkerhetsretningslinjer for bruk av TMS som er utformet for å unngå kjente risikofaktorer for kramper med TMS. Selv om utilsiktede anfall forekommer med en frekvens på <0,1%, er det faktorer som kan øke risikoen for at TMS utløser et anfall som familiehistorie med anfall eller tidligere nevrologisk tilstand. Personer med epilepsi kan ikke delta i denne studien. Også, hvis du har en historie med hodetraumer, eller implanterte metalliske gjenstander, kan du ikke delta i denne studien. Hvis du er gravid, kan du ikke delta i denne studien. Den mest rapporterte bivirkningen av TMS er hodepine. Nakkesmerter kan også forekomme. Hvis hodepine eller nakkesmerter oppstår, er det vanligvis lett å håndtere med smertestillende medisiner. Man kan også oppleve noe ubehag på hodet der spolen holdes. Dette skyldes sammentrekning av hodebunnsmuskler. Klikkestøyen som produseres under stimuleringen, kan midlertidig påvirke hørselen. Ørepropper har vist seg å redusere denne risikoen, derfor vil du bli bedt om å bruke ørepropper under TMS.

Fordi TMS nå er en vanlig teknikk, bør det å finne både konsulent- og prøve-IRB/sikkerhetsskjemaer innebære minimal innsats. Et søk i PubMed per 21 mars 2021 av "TMS eller rTMS" resulterte i 24,435 sitater.

Ved å erkjenne at beslag er den primære risikoen, spør vi om beslag flere ganger, da disse spørsmålene stilles i både samtykkeskjemaet og screeningsjekklisten (tilleggsfil 1). Sjekklisten for screening administreres også muntlig. Vi har ikke hatt en beslagshendelse siden TMS ble etablert ved Montclair State University og har avvist omtrent 5% av våre første rekrutterte deltakere på grunn av beslag. For å sette dette i sammenheng anslår vi at 20% av de rekrutterte deltakerne blir avvist av andre grunner (f.eks. tidligere hodeskader med bevissthetstap). Utover medisinske hensyn er praktiske hensyn ekstremt relevante i USA. I delstaten New Jersey er leger lovpålagt å rapportere gjeninnførte beslag til MVC (Motor Vehicles Commission), personer som lider av anfall er pålagt å gå gjennom medisinsk gjennomgang, når tilbakekalte lisenser er suspendert 6 måneder etter 'siste anfall' og "en person er diskvalifisert fra å kjøre et kommersielt motorkjøretøy hvis han / hun har en etablert medisinsk historie eller diagnose av epilepsi" (https://www.state.nj.us/mvc).

Mer kraft og mer robuste resultater er sannsynlig hvis sterkere TMS-intensiteter brukes. Dette kan være ideelt og faktisk krevd i en rekke innstillinger, inkludert kliniske. For eksempel vil de fleste laboratorier stimulere ved 100% 120% over MT. Videre bruker mange laboratorier nevronavigasjon for forbedret nøyaktighet17,18. Hvis tilgjengelig og sikkerhet kan sikres, anses disse som beste praksis.

Utmerket nevrovitenskapelig forskning kan oppnås ved enhver institusjon. Ved å implementere disse prosedyrene tror vi forskningen vil bli videreført etter hvert som flere institusjoner kan bidra til den faglige kunnskapsbasen. I tillegg vil studenter som normalt er underrepresentert få tilgang til vitenskapen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ingen

Acknowledgments

LSAMP (Louis Stokes Alliance for Minority Participation), Wehner og The Crawford Foundation, Kessler Foundation er alle takket for deres støtte.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Android Samsung Tablet (for MEPs) Samsung SM-T500NZSAXAR
Cloth Measuring Tape GDMINLO B08TWNCDNS(AMZ)
Figure of 8 Copper TMS Coil Magstim 4150-00 This is the current model
Lenovo T490 Laptop Lenovo 20RY0002US
Magstim 200 Single Pulse MagStim Magstim200/2 This is the current model
Magstim Standard Coil Holder MagStim AFC/SS This is the current model
Speedo Swim Caps Speedo 751104-100
Testable.Org Account and Software Testable NA
Trigno 2 Lead Sensor (for MEPs) DelSys SP-W06-018B
Trigno Base and Plot Software (for MEPs) DelSys DS-203-D00

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Academic Research and Development. Science and Engineering Indicators 2020. National Science Board, National Science Foundation. , Alexandria, VA. Available. Available from: https://incses.nsf.gov/pubs/nsb20202 (2020).
  2. Rutgers School of Graduate Education. Overview of R1 Serving Hispanic Institutions. , Available from: https://cmsi.gse.rutgers.edu/sites/default/files/HSI_Report_R2_0.pdf (2022).
  3. Maeda, F., Keenan, J. P., Pascual-Leone, A. Interhemispheric asymmetry of motor cortical excitability in major depression as measured by transcranial magnetic stimulation. The British Journal of Psychiatry. 177 (2), 169-173 (2000).
  4. Maeda, F., Keenan, J. P., Tormos, J. M., Topka, H., Pascual-Leone, A. Modulation of corticospinal excitability by repetitive transcranial magnetic stimulation. Clinical Neurophysiology. 111 (5), 800-805 (2000).
  5. Pascual-Leone, A., Bartres-Faz, D., Keenan, J. P. Transcranial magnetic stimulation: studying the brain-behaviour relationship by induction of 'virtual lesions. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 354 (1387), 1229-1238 (1999).
  6. Amati, F., Oh, H., Kwan, V. S., Jordan, K., Keenan, J. P. Overclaiming and the medial prefrontal cortex: A transcranial magnetic stimulation study. Cognitive Neuroscience. 1 (4), 268-276 (2010).
  7. Tang, H., et al. Stimulating the right temporoparietal junction with tDCS decreases deception in moral hypocrisy and unfairness. Frontiers in Psychology. 8, 2033 (2017).
  8. Kelly, K. J., et al. The effect of deception on motor cortex excitability. Social Neuroscience. 4 (6), 570-574 (2009).
  9. Farrow, T. F., Burgess, J., Wilkinson, I. D., Hunter, M. D. Neural correlates of self-deception and impression-management. Neuropsychologia. 67, 159-174 (2015).
  10. Uddin, L. Q., Iacoboni, M., Lange, C., Keenan, J. P. The self and social cognition: the role of cortical midline structures and mirror neurons. Trends in Cognitive Sciences. 11 (4), 153-157 (2007).
  11. Luber, B., Lou, H. C., Keenan, J. P., Lisanby, S. H. Self-enhancement processing in the default network: a single-pulse TMS study. Experimental Brain Research. 223 (2), 177-187 (2012).
  12. Barrios, V., et al. Elucidating the neural correlates of egoistic and moralistic self-enhancement. Consciousness and Cognition. 17 (2), 451-456 (2008).
  13. Kwan, V. S., et al. Assessing the neural correlates of self-enhancement bias: a transcranial magnetic stimulation study. Experimental Brain Research. 182 (3), 379-385 (2007).
  14. Taylor-Lillquist, B., et al. Preliminary evidence of the role of medial prefrontal cortex in self-enhancement: a transcranial magnetic stimulation study. Brain Sciences. 10 (8), 535 (2020).
  15. Bikson, M., et al. Guidelines for TMS/tES clinical services and research through the COVID-19 pandemic. Brain Stimulation. 13 (4), 1124-1149 (2020).
  16. Lerner, A. J., Wassermann, E. M., Tamir, D. I. Seizures from transcranial magnetic stimulation 2012-2016: Results of a survey of active laboratories and clinics. Clinical Neurophysiology. 130 (8), 1409-1416 (2019).
  17. Pascual-Leone, A., et al. Safety of rapid-rate transcranial magnetic stimulation in normal volunteers. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 89 (2), 120-130 (1993).
  18. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  19. Wassermann, E. M. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the international workshop on the safety of repetitive transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 108 (1), 1-16 (1998).

Tags

Nevrovitenskap Utgave 182 transkraniell magnetisk stimulering TMS selvbedrag bedrag forskningsintensivt institutt nevromodulering medial prefrontal cortex Spansk-serveringsinstitusjon selvforbedring overklaiming
Bruke transkraniell magnetisk stimulering i et ressursbegrenset miljø for å etablere hjerneatferdsrelasjoner
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shelansky, T., Chavarria, K.,More

Shelansky, T., Chavarria, K., Pagano, K., Sierra, S., Martinez, V., Ahmad, N., Brenya, J., Janowska, A., Zorns, S., Straus, A., Mistretta, V., Balugas, B., Pardillo, M., Keenan, J. P. Employing Transcranial Magnetic Stimulation in a Resource Limited Environment to Establish Brain-Behavior Relationships. J. Vis. Exp. (182), e62773, doi:10.3791/62773 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter