والمتعدد الوسائط Imaging- والقائم على تحفيز أسلوب تقييم الربط المتعلقة الدماغ استثارة في المرضى الذين يعانون من الصرع

الهدف العام من هذه التجربة هو تقييم فرط الاستثارة القشرية الإقليمية لدى المرضى المصابين بالصرع باستخدام الاتصال الوظيفي في حالة الراحة، والتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة الموجه بالتصوير بالرنين المغناطيسي، بالتزامن مع تسجيل تخطيط كهربية الدماغ. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة رئيسية في مجال الصرع والفيزيولوجيا العصبية، مثل ما إذا كان المرضى المصابون بالصرع يظهرون أدلة على فرط الاستثارة في المناطق التي يُعتقد أنها جزء من الشبكة المسببة للصرع. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في إمكانية استخدامها لتقييم الاختلافات في الاستثارة الدماغية كدالة للاتصال، كما يمكن استخدامها لتقييم التفاعلية القشرية عبر مجموعة متنوعة من مناطق الدماغ المختلفة.

لهذه التقنية تداعيات على تشخيص وعلاج الصرع، حيث يمكن تحديد فرط استثارة القشرة الدماغية حتى عندما يكون تخطيط كهربية الدماغ (EEG) الروتيني طبيعيًا، كما يمكن استهداف الدوائر المسببة للصرع علاجيًا. ستقوم تامارا جيدانكيان، المساعدة البحثية في مختبري، بتوضيح الإجراء. قبل الاختبار، حدد منطقتي استهداف التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) عن طريق مطابقة خريطة الاتصال الوظيفي لكل مفحوص فوق صورته البنيوية.

لبدء الجلسة التجريبية، اصطحب الشخص الخاضع للاختبار إلى غرفة الفحص واجعله يجلس على الكرسي. قم بقياس رأس الشخص، واختيار غطاء تخطيط كهربائية الدماغ، أو EEG، بحجم مناسب لضمان الحصول على ممانعة منخفضة للأقطاب الكهربائية. بعد ذلك، نظف الجلد جيداً تحت كل قطب كهربائي باستخدام مسحة قطنية وكحول.

أضف الهلام الموصل إلى كل قطب كهربائي، واضغط لأسفل على القطب لضمان التلامس الجيد بين فروة الرأس والهلام والقطب الكهربائي. وللحد من تداخلات الشحن، تأكد من عدم انتشار الهلام خارج حامل القطب الكهربائي. ضع قطبي المرجع والتأريض على الجبهة، وبأبعد مسافة ممكنة عن ملف التحفيز، لتقليل احتمالية تلوث التسجيل بأكمله بتداخلات كهربائية ناجمة عن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS).

ضع هذه الأقطاب الكهربائية على بُعد سنتيمترات قليلة من بعضها البعض لتقليل ضجيج الوضع المشترك. ثم اضغط على زر قياس المقاومات في نظام تخطيط كهربية الدماغ (EEG). تحقق من مقاومات الأقطاب الكهربائية عن طريق توصيل كابلات إخراج EEG بمقبس المقاومة في نظام تسجيل EEG.

تأكد من أن ممانعة القطب الكهربائي لا تتجاوز 5 kΩ. بعد ذلك، قم بتجهيز أقطاب تخطيط كهربائية العضلات على اليد المقابلة. أعطِ الخاضع للاختبار سدادات أذن لتقليل خطر فقدان السمع والطنين.

بعد ذلك، ضع كواشف الأشعة تحت الحمراء على رأس الخاضع للتجربة، مع التأكد من وضع الكواشف بطريقة تقلل من مخاطر الحركة أثناء جلسة التجربة. قم بإجراء التسجيل المشترك لرأس الخاضع للتجربة مع صور الرنين المغناطيسي (MRI) من خلال تحديد موقع العلامات المرجعية التشريحية الخارجية المحددة مسبقاً على الخاضع للتجربة باستخدام المؤشر المرفق مع معدات الملاحة العصبية. عَرِّف الخاضع للتجربة على عملية التحفيز عن طريق تطبيق نبضة في مكان آخر أو تطبيق نبضة تحفيز منخفضة الكثافة على فروة الرأس.

قم بتحديد عتبة الحركية في وضع الراحة من خلال تحديد موقع القشرة الحركية للمشارك في نصف الكرة المخية المماثل للجانب الذي تقع فيه الأهداف القائمة على الاتصالية الوظيفية. قم بتوجيه الملف بشكل عمودي على التلفيف مع توجيه المقبض نحو القفا، وابدأ التحفيز بكثافة يُتوقع أن تكون دون العتبة. ثم قم بزيادة كثافة التحفيز بخطوات قدرها 5% من أقصى خرج للمحفز حتى يثير التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) باستمرار جهوداً حركية مستثارة بسعات تزيد عن 50 microvolts في كل تجربة.

قم بخفض شدة التحفيز في خطوات قدرها 1% من أقصى خرج للمحفز حتى يتم تسجيل أقل من خمس استجابات إيجابية من أصل 10. أخيراً، اضبط شدة TMS على القيمة المطلوبة. قم بتطبيق نبضات منفردة من TMS على كل منطقة من المناطق المستهدفة باستخدام برنامج الملاحة العصبية، مع فواصل زمنية متغيرة بين النبضات لتقليل اللدونة القشرية وتأثيرات توقعات الشخص الخاضع للتجربة.

ابدأ بإجراء جولة أولية من تحليل المكونات المستقلة (Independent Component Analysis)، أو ICA، وقم بإزالة مكون واحد أو اثنين يمثلان التنشيط العضلي الأولي الكبير الناجم عن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS). وللقيام بذلك، قم بتشغيل ICA باستخدام طريقة fast ICA مع النهج المتماثل (symmetric approach) ودالة التباين 10، وذلك باستخدام الأمر الموضح هنا. حدد المكونات المتوافقة مع أثر TMS الاصطناعي من خلال اختيار Tools، ثم Reject data using ICA، ثم remove components by map، والتي ستعمل على رسم الخرائط الطبوغرافية لجميع مكونات ICA.

بعد ذلك، انقر فوق الرقم الخاص بكل مكون لرسم تفاصيل المكون. ثم، قم بحذف المكونات الاصطناعية عن طريق اختيار Tools ثم Remove components، وإدخال أرقام المكونات ذات الصلة في حقل Component(s)to remove from data. في مربع التأكيد الذي يظهر، اضغط على Plot ERPs لمراجعة الجهود المرتبطة بالحدث، أو ERPs، الناتجة عن حذف المكونات المختارة.

لمراجعة تأثيرات التجارب الفردية، اضغط على Plot single trials. وبعد مراجعة الـ ERP، كما هو الحال في التجارب الفردية، اضغط على زر Accept لحذف المكونات المختارة. قم بإجراء جولة ثانية من تحليل المكونات المستقلة ICA وقم بإزالة المكونات المقابلة لشوائب الاضمحلال، والرمش، والعضلات، وضجيج الأقطاب الكهربائية.

للقيام بذلك، قم بتشغيل ICA باستخدام طريقة fast ICA مع النهج المتماثل ودالة التباين tan تماماً كما تم في الجولة الأولى من ICA. وبالمثل، قم بتقييم خصائص المكونات تماماً كما تم باستخدام الخريطة الطوبوغرافية في الجولة الأولى من ICA. ثم حدد المكونات المتوافقة مع آثار تلاشي TMS المتبقية، وآثار الرمش، والآثار العضلية.

علاوة على ذلك، حدد المكونات التي تتوافق مع ضجيج القناة بناءً على التوزيع المكاني والزماني. وأخيرًا، قم بإزالة المكونات المحددة، تمامًا كما تم القيام به في الجولة الأولى من تحليل المكونات المستقلة (ICA)، عن طريق اختيار Tools ثم Remove components، وإدخال أرقام المكونات ذات الصلة في حقل Component(s)to remove from data. يُستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي للاتصال الوظيفي في حالة الراحة لتحديد المناطق الموجودة على السطح القشري والتي ترتبط بصلات مع مناطق تغاير الموضع (heterotopia).

يؤدي التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) لهذه المناطق إلى زيادة غير طبيعية في النشاط المتأخر مقارنة بالمناطق التي لا تعاني من اتصال غير طبيعي ومقارنة بالمواقع نفسها لدى المجموعات الضابطة السليمة. وهنا، يمكن لتحديد موقع مصدر القمم المتأخرة غير الطبيعية في الجهود المستثارة بـ TMS لدى مرضى الصرع تحديد مناطق الدماغ التي ينشأ منها هذا النشاط غير الطبيعي، والتي قد تتطابق مكانياً مع بؤرة الصرع لدى المريض.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية استخدام التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) وكهربائية الدماغ (EEG) الموجهة بالتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) والاتصال الوظيفي في حالة الراحة لتقييم استثارة الدماغ في مناطق مختلفة لدى المرضى الذين يعانون من الصرع والاضطرابات النفسية العصبية الأخرى. وبناءً على هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى، مثل التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة المتكرر (repetitive TMS)، لتحديد ما إذا كان تقليل الاستثارة القشرية في مناطق الدماغ التي تشكل جزءاً من الشبكة المسببة للمرض يمكن أن يؤدي إلى تعديل نشاط المرض.