تصف هذه الورقة الحث القياسي للدونة القشرية الشبيهة بالتقوية طويلة المدى باستخدام بروتوكولات التحفيز المتكرر ، متبوعا بتطبيق التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة أحادي النبضة مسترشدا بنظام الملاحة العصبية لتقييم اللدونة المشبكية.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
تصف هذه الورقة الحث القياسي للدونة القشرية الشبيهة بالتقوية طويلة المدى باستخدام بروتوكولات التحفيز المتكرر ، متبوعا بتطبيق التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة أحادي النبضة مسترشدا بنظام الملاحة العصبية لتقييم اللدونة المشبكية.
في السنوات الأخيرة ، ظهر التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) كتقنية غير جراحية ومنخفضة التكلفة وفعالة لتقييم التغيرات المشبكية في الدماغ. اللدونة المشبكية هي آلية أساسية للدونة العصبية التي تعكس قدرة الدماغ على تعديل قوة وفعالية الوصلات المشبكية استجابة للتجربة أو المحفزات البيئية. يعمل التقوية طويلة الأجل (LTP) كنموذج تجريبي سائد لدراسة آليات اللدونة المشبكية ، ويلعب دورا مهما في فهم اللدونة المشبكية ووظيفة المخ بشكل عام. يمكن أن تؤدي أنماط التحفيز المحددة ، وخاصة أنماط النبضات المتكررة أو المتفجرة مثل تحفيز انفجار ثيتا المتقطع (iTBS) ، إلى اللدونة القشرية الشبيهة ب LTP ، مما يوفر نهجا غير جراحي مجديا لتقييم اللدونة المشبكية. ومع ذلك ، فإن تطبيق هذه التقنيات يتطلب الالتزام الصارم بالبروتوكولات الموحدة لضمان دقة وموثوقية النتائج. لذلك ، تهدف هذه المقالة إلى إظهار نهج موحد لتحفيز اللدونة الشبيهة ب LTP باستخدام iTBS ، متبوعا بتقييم اللدونة المشبكية باستخدام TMS أحادي النبضة ، مع توجيه كلا الإجراءين بنظام الملاحة العصبية. سينصب تركيز هذه المقالة على الإجراءات الفنية الأساسية والاعتبارات التشغيلية اللازمة لتحقيق قياسات دقيقة وموثوقة للدونة القشرية.
في السنوات الأخيرة ، ظهر التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) كتقنية غير جراحية وفعالة من حيث التكلفة وفعالة لفحص وتعديل النشاط العصبي في الدماغ البشري1. من بين نماذج التحفيز المختلفة ، اجتذب تحفيز انفجار ثيتا المتقطع (iTBS) اهتماما كبيرا لقدرته على إحداث اللدونة الشبيهة بالتقوية طويلة المدى (LTP) في القشرة الحركية البشرية2. على وجه التحديد ، يوفر iTBS رشقات نارية عالية التردد على فترات ثيتا ، مما يحاكي أنماط اقتران ثيتا جاما الداخلية المرتبطة باللدونةالمشبكية 3. إنه يحفز اللدونة الشبيهة ب LTP عن طريق تنشيط مستقبلات N-methyl-D-aspartate (NMDARs)4 ، مما يخفف من كتلة Mg2+ ويسمح ل Ca2+ بدخول الخلايا العصبية بعد المشبكية5. يؤدي تدفق Ca2+ هذا إلى شلالات إشارات المصب ، بما في ذلك تنشيط بروتين كيناز II المحفز بالكالسيوم / الكالمودولين (CaMKII) ، والذي يعزز الفسفرة6 وإدخال مستقبلات حمض حمض α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic (AMPARs) ، وبالتالي تعزيز النقل المشبكي7. بالمقارنة مع الأساليب الأخرى غير الغازية ، مثل التحفيز المغناطيسي المتكرر عبر الجمجمة (rTMS) أو تحفيز التيار المباشر عبر الجمجمة (tDCS) ، يمكن أن تحفز iTBS اللدونة القشرية الشبيهة ب LTP مع مدة تحفيز أقصر وكثافة أقل ، مما يجعلها خيارا أفضل للتحمل في الأشخاص8،9،10. لتقييم تأثيرات البلاستيك العصبي الناجمة عن iTBS ، يقيس الباحثون عادة التغيرات في اتساعات الجهد الحركي (MEP) المسجلة من خلال تخطيط كهربية العضل (EMG) ، والتي تعكس استثارة القشرية النخاعية المحسنة11. أظهرت الدراسات أن تحسينات الهندسة الكهربائية والميكانيكية هذه يمكن أن تستمر لمدة تصل إلى 60 دقيقة بعد التحفيز ، مما يشير إلى تعديل عابر ولكنه قوي للاستثارة القشرية10،12. نظرا لوقت إدارته القصير وملف تعريف السلامة الراسخ ، فإن iTBS مناسب بشكل خاص للتطبيقات المتكررة في كل من السياقات التجريبية والسريرية10. على وجه التحديد ، فإن بروتوكول iTBS القياسي (600 نبضة ، 192 ثانية) ، بالإضافة إلى بروتوكولات rTMS التقليدية 10 هرتز (1,200-1,500 نبضة ، 15-20 دقيقة) ، تحفز بشكل موثوق تأثيرات اللدونة الشبيهة ب LTP 8,13. على هذا النحو ، فقد تم استخدامه بشكل متزايد للتحقيق في اللدونة المشبكية في الأفراد الأصحاء والمرضى ، مما يوفر رؤى قيمة حول العجز المرتبط باللدونة في الاضطرابات العصبية مثل مرض الزهايمر (AD) والسكتة الدماغية والاكتئاب.
اللدونة المشبكية ، وهي آلية أساسية للدونة العصبية ، تكمن وراء العمليات الحرجة مثل التعلم والذاكرة. يعكس قدرة الدماغ على تعديل قوة وفعالية الوصلات المشبكية استجابة للتجربة أو المحفزات البيئية14. من بين أشكال مختلفة من اللدونة متشابكة ، LTP هو نموذج راسخ للتعلم والذاكرة من خلال تعزيز النقل المشبكي15. تشير الأدلة المتراكمة إلى أن الضعف في اللدونة الشبيهة ب LTP يرتبط ارتباطا وثيقا بالعجز المعرفي والسلوكي في الاضطرابات العصبية مثلAD 16. قد تعكس هذه الأعطال اضطرابات خاصة بالمرض في الإشارات المشبكية والمسارات الجزيئية المرتبطة باللدونة ، بما في ذلك التغيرات في تحريض LTP17 أو التعبير عنه أو صيانته. ومن ثم ، فإن فهم اللدونة المشبكية وقياسها أمرا ضروريا لتطوير الاستراتيجيات العلاجية لاستعادة الوظيفة المعرفية ، والتحكم الحركي ، والتكامل الحسي ، والتنظيم العاطفي ، وتسهيل إعادة التأهيل العصبي الفعال.
في حين أن تقنيات مثل iTBS لتحفيز اللدونة الشبيهة ب LTP و TMS أحادي النبضة لتقييم اللدونة القشرية توفر إمكانات مثيرة ، فإن تطبيقها يتطلب الالتزام الصارم بالبروتوكولات القياسية لضمان الدقة والاستنساخ. يمكن أن تؤدي الأساليب غير المتسقة إلى التباين ، مما قد يعيق موثوقية النتائج. علاوة على ذلك ، فإن التناقضات المنهجية عبر الدراسات ، بما في ذلك الاختلافات في شدة التحفيز ، وتحديد موضع الملف ، وتوقيت قياسات النتائج ، تحد من قابلية تكرار نتائج اللدونة التي يسببها TMS. من الناحية العملية ، عادة ما يتم إعطاء iTBS عند 80٪ من عتبة محرك الراحة (RMT) 18 ، ويعتمد الحث الموثوق به للدونة الشبيهة ب LTP أيضا على تحديد المواقع الدقيقة للملف ، والذي يتم تحقيقه بشكل شائع من خلال إرشادات الملاحة العصبية19. وفقا لذلك ، تهدف هذه المقالة إلى إظهار بروتوكول موحد موجه للملاحة العصبية لتحفيز اللدونة الشبيهة ب LTP من خلال iTBS ، متبوعا بتقييم اللدونة القشرية باستخدام TMS أحادي النبضة. سينصب تركيز هذه المقالة على الإجراءات الفنية الأساسية والاعتبارات التشغيلية اللازمة لتحقيق قياسات دقيقة وموثوقة للدونة القشرية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وافقت لجنة الأخلاقيات في المستشفى الأول التابع لجامعة نانجينغ الطبية على البروتوكولات (رقم 2023-SR-789) ، وتم تسجيل البروتوكول في سجل التجارب السريرية الصيني (رقم ChiCTR2400082549). وقد نفذت جميع الإجراءات وفقا لإعلان هلسنكي. تم الحصول على موافقة خطية مستنيرة قبل التسجيل في الدراسة.
1. عملية الموافقة
2. إعداد نموذج الرأس باستخدام نظام الملاحة العصبية
3. تحديد نقطة اتصال المحرك
4. تحديد RMT
5. تقييم اللدونة الشبيهة ب LTP

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
خلال العرض التوضيحي ، تم استخدام نظام ملاحة عصبية لتوجيه تحديد المواقع بدقة لملف TMS فوق نقطة اتصال المحرك ، مما يوفر ردود فعل مكانية في الوقت الفعلي ويقلل من تباين وضع الملف. قام جهاز TMS (ملف على شكل ثمانية ، 70 مم) بتوصيل التحفيز طوال الجلسة. لتوضيح الإجراء ، يتم عرض النتائج التمثيلية من أحد المشاركين أدناه. أظهرت سعات الهندسة الكهربائية والميكانيكية المسجلة استجابات مستقرة ومتسقة عبر تجارب أحادية النبضة ، مما يعكس الاستقرار الذي يوفره وضع الملف الموجه بالملاحة العصبية. تشير الزيادات المعتمدة على الوقت في سعة الهندسة ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تطبيق TMS للتحقيق في اللدونة المشبكية لديه إمكانات كبيرة للنهوض بأبحاث الفسيولوجيا العصبية. على وجه التحديد ، يمكن استخدام TMS أحادي النبضة لتقييم اللدونة الشبيهة ب LTP ، بينما يقدم rTMS طريقة عملية وغير جراحية لتحفيزها. ومع ذلك، فإن دقة هذه النتائج وقابليتها للتكرار تعتمد اعتمادا كبيرا على توحيد البارامترات الإجرائية. وفقا لذلك ، يوفر هذا البروتوكول نهجا موثوقا وموحدا لتقييم اللدونة الشبيهة ب LTP باستخدام TMS مسترشدا بنظام الملاحة العصبية.
LTP ، وهو نموذج خلو...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين مصالح مالية متنافسة أو تضارب مصالح آخر وفقا لهذا العمل.
تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 82372582 ، 82503067) ، والمشروع التنافسي لبرنامج البحث والتطوير الرئيسي في مقاطعة جيانغسو (رقم BE2023034).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ملف TMS 70 مم | شركة ييرويدي، ووهان، الصين | ||
| أقطاب السطح التخطيطية الكهربائية | كاثاي، شنغهاي، الصين | CM25R | |
| نظام التخطيطات الكهربائية | شركة ييرويدي، ووهان، الصين | ||
| مؤشر التنقل العصبي | ANT Neuro، ألمانيا | ||
| علامات الانعكاسية للملاحة العصبية | ANT Neuro، ألمانيا | ||
| نظام الملاحة العصبية | ANT Neuro، ألمانيا | Visor2، الإصدار 2.5.3.50294 | |
| محفز TMS | شركة ييرويدي، ووهان، الصين | NS5000 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن