قياس ومعالجة المسارات العصبية المحددة وظيفيا في نظام المحرك البشري مع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

Elana  R. Goldenkoff; Amir Mashni; Katherine  J. Michon; Hannah Lavis; Michael Vesia

doi:10.3791/60706

Method Article

قياس ومعالجة المسارات العصبية المحددة وظيفيا في نظام المحرك البشري مع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

DOI:

10.3791/60706

⸱

February 23rd, 2020

Elana R. Goldenkoff¹ , Amir Mashni¹ , Katherine J. Michon¹ , Hannah Lavis¹ , Michael Vesia¹

¹School of Kinesiology, Brain Behavior Laboratory, University of Michigan

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تصف هذه المقالة أساليب جديدة لقياس وتعزيز المسارات العصبية المحددة وظيفياً مع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة. يمكن لهذه المنهجيات المتقدمة لتحفيز الدماغ غير الباضع ة أن توفر فرصًا جديدة لفهم العلاقات بين الدماغ والسلوك وتطوير علاجات جديدة لعلاج اضطرابات الدماغ.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

فهم التفاعلات بين مناطق الدماغ مهم لدراسة السلوك الموجه نحو الهدف. وقد وفر التصوير العصبي الوظيفي للاتصال الدماغ رؤى هامة في العمليات الأساسية للدماغ مثل الإدراك والتعلم والتحكم الحركي. ومع ذلك، لا يمكن لهذا النهج أن يقدم أدلة سببية على تورط مناطق اهتمام الدماغ. التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) هو أداة قوية وغير باضعة لدراسة الدماغ البشري التي يمكن التغلب على هذا القيد عن طريق تعديل نشاط الدماغ بشكل عابر. هنا ، نسلط الضوء على التطورات الأخيرة باستخدام طريقة TMS مزدوجة الموقع ومزدوجة النبض مع ملفين يحققان التفاعلات القشرية القشرية في نظام المحرك البشري خلال سياقات المهام المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، نحن نصف بروتوكول TMS ثنائي الموقع يستند إلى التحفيز النقابي القشري (cPAS) الذي يعزز بشكل عابر الكفاءة المتشابكة في منطقتين مترابطتين من الدماغ من خلال تطبيق أزواج متكررة من المحفزات القشرية مع ملفين. يمكن أن توفر هذه الأساليب فهمًا أفضل للآليات الكامنة وراء الوظيفة المعرفية الحركية بالإضافة إلى منظور جديد حول التلاعب بمسارات عصبية محددة بطريقة مستهدفة لتعديل دوائر الدماغ وتحسين السلوك. قد يثبت هذا النهج أن يكون أداة فعالة لتطوير نماذج أكثر تطورا من العلاقات بين الدماغ والسلوك وتحسين التشخيص والعلاج من العديد من الاضطرابات العصبية والنفسية.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تحفيز الدماغ غير الباضع هو أداة تقييم واعدة وعلاج للعديد من الاضطرابات العصبية ، مثل مرض باركنسون ، ومرض الزهايمر ، والسكتة الدماغية¹^،²^،³^،^4. هناك أدلة متراكمة تثبت العلاقة بين المظاهر السلوكية للأمراض العصبية وتشوهات الابتهاج القشري ، والمرونة العصبية ، والقشرية القشرية والقشرية - القشرية الاتصال⁵^،^6. لذلك ، يمكن أن توفر المعرفة الأساسية حول ديناميكيات شبكة الدماغ واللدونة في الحالات العصبية رؤية لا تقدر بثمن في تشخيص المرض ، والتقدم ، والاستجابة للعلاج. التصوير بالرنين المغناطيسي الو....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم وصف أساليب TMS الثلاثة التالية أدناه. أولاً، يتم وصف طريقتين لقياس الاتصال القشري القشري باستخدام التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة في الموقع المزدوج (dsTMS) بينما يكون المشاركون إما 1) في الراحة (حالة الراحة) أو 2) أداء حركة الوصول إلى فهم الهدف الموجه ( تعتمد على المهام). ثانياً، يتم وصف طريقة التحفيز النقابي المقترنة القشرية (cPAS) لتعديل التفاعل بين منطقتين في الدماغ بطريقة خاضعة للرقابة من خلال إقران المحفزات القشرية (على سبيل المثال، القشرة الجدارية الخلفية والحركية الأولية) لتعزيز وظيفية مسارات عصبية محددة مع TMS وإحداث تغييرات في الجاذبية القشرية. يتم توفير مجموعة بيانات تمثيلية لكل طريقة. وقد وافق مجلس الاستعراض المؤسسي بجامعة ميشيغان على جميع الأساليب الموص....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويبين الشكل 5 حجم استجابة MEP النموذجية التي أثارها TMS في عضلة الاستثمار الأجنبي المباشر لمحفزات اختبار غير مشروطة (TS وحدها إلى M1 ، التتبع الأزرق) أو محفزات مشروطة من PPC (CS-TS ، التتبع الأحمر) أثناء وجود المشارك في بقية (اللوحة العليا) أو التخطيط لعمل استيعاب موجه نحو الهدف لكائن (اللوحة السفلية). في بقية, قدرة شرائية تمارس تأثير مثبط على M1 ipsilateral, كما هو مبين في انخفاض في السعة MEP القوية من قبل CS subthreshold تسليمها عبر قدرة شرائية 5 مللي ثانية قبل TS فوق عتبة على M1 (اللوحة ا.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن استخدام طريقة TMS ذات الموقع المزدوج الموصوفة هنا للتحقيق في التفاعلات الوظيفية بين المناطق القشرية المختلفة المترابطة مع قشرة المحرك الأساسية أثناء وجود مشارك في حالة راحة أو تخطيط عمل موجه نحو الهدف. في حين أن تصوير الدماغ هو مترابطة، والمعرفة الأساسية من أساليب TMS ذات الموقع المزدوج يمكن أن تكشف عن العلاقات السببية بين الدماغ والسلوك المرتبطة بالتغيرات في الدوائر القشرية القشرية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام التحفيز النقابي القشري مع اثنين من لفائف TMS المطبقة في المناطق المترابطة مع M1 لتعزيز الاتصال المحدد .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل جامعة ميشيغان: برنامج العلماء MCubed ومدرسة علم الحركة.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Alpha BI D50 لفائف (مطلي)	Magstim		50mm coil
BrainSight 2.0 Software	Rogue Research		برنامج الملاحة العصبية
BrainSight نظام تجسيمي بدون إطار	Rogue Research		معدات الملاحة العصبية
D70^{2< / sup> لفائف}	Magstim		70 مم لفائف
ديسكفري MR750	عام	آلة التصوير بالرنين المغناطيسي الكهربائية
سدادات الأذن القابل للتصرف سدادات	الأذن الرغوية	3M
أقطاب ECG 30 مم × 24 مم	Coviden-Kendall	H124SG	أقطاب كهربائية يمكن التخلص
منها مكبر للصوت معزول رباعي القنوات	Intronix Technologies Corporation	2024F	EMG مكبر للصوت
gGAMMAcap	g.tec غطاء رأس
Micro1401-3	كامبريدج للتصميم		مسجل البيانات العلمية وآلة
Nuprep Skin Prep Gel Weaver	and Company		Skin Prep جل جل جل
جل Signal v.7	برنامج كامبريدج للتصميم		للحصول على البيانات وتحليلها
برنامج Magstim BiStim^{2< / sup>}	Magstim		محفز مغناطيسي عبر الجمجمة (وحدتان 200 < سوب > 2 < / سوب>)

3.0T EEG للهندسة الطبية الإلكتروني المعالجة الإلكتروني

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ni, Z., Chen, R. Transcranial magnetic stimulation to understand pathophysiology and as potential treatment for neurodegenerative diseases. Translational Neurodegeneration. 4 (1), 1-12 (2015).
Koch, G., Martorana, A., Caltagirone, C.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

قياس ومعالجة المسارات العصبية المحددة وظيفيا في نظام المحرك البشري مع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles