من المعروف أن المجالات المغناطيسية القوية ، أي أعلى من 1 T ، تحفز الدوخة والدوار والرأرأة ، وهو تأثير يسمى التحفيز الدهليزي المغناطيسي (MVS) 1،2،3. يقع النظام الدهليزي في الأذن الداخلية ويقيس التسارع حول المحاور الدورانية (الانعراج ، الملعب ، واللفة) بثلاث قنوات نصف دائرية والتسارع على طول المحاور الانتقالية (الأنفية القذالية ، بين السمع ، والرأس الرأسي) مع عضوين من البقعة ، الرحم ، والكيس4 (انظر الشكل 1 أ). يمكن تفسير ظهور تأثير MVS من خلال قوة لورنتز التي يسببها التيار الأيوني والتي تعمل على قبة القنوات شبه الدائرية للنظام الدهليزي 1,2.
يزداد تأثير MVS مع ارتفاع شدة المجال 3,5. يحدث التحفيز بسبب مكونين مختلفين. أولا ، يؤدي تحريك المشارك إلى التجويف عبر مجال B0 لماسح التصوير بالرنين المغناطيسي إلى مجال مغناطيسي ديناميكي يثير قوى لورنتز المؤثرة على القبة. ثانيا ، يتسبب المجال المغناطيسي الثابت لماسح التصوير بالرنين المغناطيسي الذي يستلقي فيه المشاركون دون حركة أثناء التجارب أيضا في قوة لورنتز ثابتة. وهكذا ، في جميع التجارب التي تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي ، يتم تحفيز النظام الدهليزي للمشارك باستمرار بواسطة المجال المغناطيسي الثابت. وهذا يشمل جميع دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي ، وخاصة تلك الموجودة في المجالات المغناطيسية العالية جدا (> 3 T).
يتم استنباط الرأرأة عن طريق تحريكها أو تحريكها ، وكذلك عن طريق الراحة بشكل ثابت في مجال مغناطيسي قوي. تسبب القوى المرتبطة بالحركة رأرأة قوية ، والتي تتحلل بعد بضع دقائق6. الرأرأة المستحثة تحت المجالات المغناطيسية الساكنة أضعف وتتناقص تدريجيا بمرور الوقت ولكنها لا تختفي تماما أثناء التعرض. يعتمد اتجاه الرأرأة على قطبية المجال المغناطيسي وينعكس عند الانسحاب من المجال المغناطيسي6،7،8. يعمل MVS في الغالب على القنوات الأفقية والعليا ، مما يؤدي إلى حركات العين الانعكاسية ، أي الرأرأة الأفقية والالتوائية في الغالب ، وبدرجة أقل ، الرأرأة العمودية9. في المرضى الدهليزي الثنائي ، لا يمكن ملاحظة رأرأة1 ، وفي المرضى الدهليزي من جانب واحد ، توجد مكونات رأرأة عمودية أكثر وضوحا10. نظرا لأن الرأرأة لا إرادية ، فهي مقياس مناسب تماما لقوة التحفيز الدهليزي. يمكن قمع الرأرأة عن طريق التثبيت البصري ؛ لذلك ، يجب تقييم حركات العين في الظلام الدامس.
غالبا ما يصف المشاركون إدراك الحركة الذاتية غير الحقيقية والدوخة والدوار أثناء نقلهم داخل أو خارج التجويف ، خاصة في شدة المجال فوق 3 T. تم وصف إدراكات الحركة الذاتية في الغالب على أنها دورات في لفة ، وبدرجة أقل ، في مستوى الانعراجوالملعب 7 (انظر الشكل 1 أ). بينما تستمر الرأرأة على طول فترة التعرض ، عادة ما يختفي إدراك الحركة الذاتية بعد 1-3 دقائق7. الجزء الثابت من MVS هو في حد ذاته تحفيز مثير للاهتمام لأنه يسمح بالإدخال الدهليزي لفترات طويلة غير مصحوب بإدراك واعي للحركة الذاتية.
من الدراسات التي تستخدم التحفيز الدهليزي للسعرات الحرارية أو الجلفانية أو الحركة السلبية أو الجاذبية الصغرى ، من المعروف أن المعلومات الدهليزية يمكن أن تؤثر على الأداء في المهام المكانية 11,12 وارتباطاتها العصبية13. تم الإبلاغ عن أن التحرك أو التحرك داخل المجالات المغناطيسية القوية يؤثر على الأداء المعرفي14,15. وجدت إحدى الدراسات أن MVS يمكن أن يؤدي إلى أعراض التحرر من الواقع بسبب إدراك الحركة الذاتية غير الحقيقية16. ومع ذلك ، فإن الدراسات التي تبحث في تأثير الراحة بشكل ثابت في المجالات المغناطيسية لم تظهر نتائج قاطعة فيما يتعلق بالمهام النفسية العصبية ، باستثناء التدهور المتكرر في دقة الرؤية17،18،19،20. في الآونة الأخيرة ، تم العثور على أول دليل على أن MVS يمكن أن يغير الانتباه المكاني عن طريق إحداث تحيز يشبه الإهمال21. هذا يثير مسألة ما إذا كان MVS يمكن أن يؤثر على الأداء في المهام السلوكية قياس الوظائف المعرفية العليا. على سبيل المثال ، من غير الواضح إلى أي مدى يؤثر MVS على التفكير المكاني ، أي القدرة على عقلية الأشياء ودوران الجسم.
أظهرت دراسات التصوير العصبي التي تحلل نشاط حالة الراحة أن MVS يمكن أن تحفز تغييرات في شبكات الوضع الافتراضي 3,22 ، والتي يمكن تفسيرها من خلال التوجه التشريحي الخاص بالموضوع للأعضاء الدهليزية بالنسبة لاتجاه المجال المغناطيسي 23. فيما يتعلق بتجارب الرنين المغناطيسي الوظيفي ، يجب النظر بعناية في آثار MVS في تصميم الدراسة. علاوة على ذلك ، يمكن أن يتداخل MVS مع التحفيز الجلفاني أو الدهليزي المستخدم في تجارب التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. يمكن أن يكون بمثابة مربك في دراسات التصوير العصبي التي تقارن المشاركين بأنظمة دهليزية سليمة ومختلة وظيفيا ، حيث أن تأثيرات MVS غائبة في المرضى الدهليزيين الثنائيين1.
لتقييم تأثيرات MVS ومقارنة نقاط القوة المختلفة ل MVS داخل المشاركين ، نصف هنا إعدادا تجريبيا وتقنيا لقياس الرأرأة ، وإدراك الحركة الذاتية ، والأداء المعرفي ، والموقع التشريحي للقنوات داخل ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 7 T (انظر الشكل 2). يمكن تكييف الإعداد الموصوف واستخدامه للتجارب للتحقيق على وجه التحديد في الوظائف الدهليزية والمعرفية العليا تحت MVS أو لتقييم ومراقبة الآثار المربكة المحتملة ل MVS في دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي.
ومن المثير للاهتمام ، يمكن تعديل قوة MVS عن طريق تغيير موضع الرأس ، وبالتالي تغيير اتجاه أعضاء الطرف الدهليزي فيما يتعلق باتجاه المجال المغناطيسي. يمكن تقليل تأثير MVS لدى معظم المشاركين عن طريق إمالة الرأس للأمام نحو الجسم (الذقن إلى الصدر)1,24. وبالتالي ، فإن تغيير موضع الرأس في محور الملعب يسمح بمقارنة تأثيرات MVS القابلة للقياس تحت قوى تحفيز مختلفة.
في هذا الإجراء ، تم التلاعب بقوة MVS داخل المشاركين من خلال مقارنة القياسات بين وضعين للرأس (انظر الشكل 1 ب). في الحالة التي يجب أن تثير MVS أقوى ، كان المشارك مستلقيا في الماسح الضوئي مع اتجاه رأسي تقريبا لمستوى ريد (وضع ضعيف). في الحالة التي يجب أن تثير MVS أضعف ، تم إمالة رأس المشارك حوالي 30 درجة في الملعب إلى الأمام (وضع مائل). من الممكن نظريا مقارنة موضع الاستلقاء بموضع فارغ حيث لا توجد رأرأة1. ومع ذلك ، فإن إمالة درجة الصوت المطلوبة للموضع الفارغ تختلف من شخص لآخر وتستغرق وقتا طويلا لتحديدها ، حيث يتطلب ذلك عدة حالات من إعادة وضع المشارك وتحريكه داخل وخارج الماسح الضوئي لاختبار الموضع. قد لا يكون هذا ممكنا لمعظم تصميمات الدراسة. يسمح وضعا الرأس ، المستلق والمائل ، بمقارنة مقاييس مختلفة ، على سبيل المثال ، إدراك الحركة الذاتية أو الأداء في المهام بين المشاركين وداخلهم.

الشكل 1: محاور ومستويات موضع الرأس في المجال المغناطيسي . (أ) محور الرأس الرأسي (HV) وداخل السمع (IA) والمحور الأنفي القذالي (NO) للرأس. يحاذي اتجاه المجال المغناطيسي (B0) المحور الرأسي للرأس (HV) عندما يستلقي المشاركون داخل التجويف في وضع ضعيف31. (ب) وضعا الرأس أثناء التجربة ، مع وضع الاستلقاء (الاستلقاء بشكل مستقيم) المعروف أنه يثير MVS أقوى في معظم المشاركين من الوضع المائل (يميل الرأس لأعلى في مستوى الملعب عند حوالي 30 درجة). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
لتحديد كيفية توجيه الأعضاء الدهليزية أثناء التشغيل التجريبي دون تصوير ، قمنا بتوصيل مقياس مغناطيسي ثلاثي الأبعاد برؤوس المشاركين وقياس اتجاه المسبار فيما يتعلق بالمحور Z للمجال المغناطيسي (الشكل 3B). تم تقييم اتجاه الأعضاء الدهليزية في المجال المغناطيسي مع تسلسل تشريحي عالي الدقة 3D-CISS. أثناء الحصول على الصورة ، تم استبدال مقياس المغنطيسية بماصة مائية (الشكل 3D). سمح ذلك باستخراج اتجاه مقياس المغنطيسية بالنسبة لاتجاه المحور Z للمجال المغناطيسي ومواءمته مع هياكل الأذن الداخلية. يمكننا بعد ذلك استخلاص استنتاجات حول اتجاه الأعضاء الدهليزية طوال مدة التجربة.
تم تتبع الرأرأة باستخدام نظارات التصوير بالرنين المغناطيسي المناسبة (الشكل 3C). MVS لا يثير فقط الأفقي وأحيانا الرأسي ولكن أيضا الرأرأة الالتوائية. لذلك ، يوصى باستخدام برنامج يتيح أيضا تتبع حركات العين الالتوائية 9,25.
يمكن تقييم إدراكات الحركة الذاتية أثناء الإدراك7 (أثناء الدخول والخروج من التجويف) وبعد اختفاء إدراكات الحركة الذاتية ، على سبيل المثال ، مع الاستبيانات. من المهم إرشاد المشاركين جيدا ، لأن الإبلاغ اللفظي عن الحركة الذاتية غير الحقيقية غالبا ما يكون صعبا على المشاركين. نشير في البروتوكول إلى المكان الذي يمكن فيه قياس إدراك الحركة الذاتية والأداء المعرفي ولكن لا نحدد المهام أو الاستبيانات ، لأنها تعتمد بشدة على سؤال البحث. ومع ذلك ، فإننا نقدم أمثلة على الاستبيانات والنماذج26.

الشكل 2: الإعداد الفني للتجربة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
باختصار ، يمكن استخدام MVS للتحقيق في تأثير التحفيز الدهليزي على الرأرأة والإدراك والعمليات المعرفية ، وكذلك لدراسة عمليات التعود في المرضى الذين يعانون من خلل وظيفي دهليزي. يظل تأثير المجال المغناطيسي الساكن على القبة ثابتا طوال فترة التعرض للمجال المغناطيسي. نظرا لأن هذا يحاكي تسارعا دورانيا ثابتا ، فإن MVS هي طريقة مثيرة للاهتمام ومناسبة للتحقيق في الوظيفة الدهليزية وتأثيرها على الإدراك والإدراك27,28. يمكن استخدامه لمعالجة أسئلة البحث المتعلقة بتأثير المعلومات الدهليزية على الوظائف المعرفية العليا ، مثل التفكير المكاني. إنه بمثابة نموذج غير جراحي مناسب للفشل الأحادي الجانب للنظام الدهليزي ، والذي يتيح دراسة العمليات التعويضية التي قد تنشأ في المرضى الدهليزي28. علاوة على ذلك ، من المهم مراعاة التأثيرات المربكة ل MVS في دراسات الرنين المغناطيسي الوظيفي ، حيث يمكن تغيير الارتباطات السلوكية والعصبية عن طريق التحفيز الدهليزي والتدخل أيضا عند التحقيق في المرضى الدهليزي في مجال مغناطيسي ثابت قوي.