本研究旨在验证以下假设：与诱发健康受试者在图片命名任务中的反应时间延迟程度相比，由神经导航系统引导的经颅磁刺激在定位目标区域时具有更高的准确性，且该延迟程度可反映虚拟性失语的严重程度。
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本文内容
摘要
摘要
重复经颅磁刺激（rTMS）因其潜在的治疗作用已被广泛认可，目前应用于多种神经系统疾病。rTMS可非侵入性地调节大脑兴奋性，针对语言区的rTMS已被证实对失语症治疗具有潜在疗效。在本研究方案中，我们旨在通过神经导航经颅磁刺激（nTMS）抑制布罗德曼44区和45区，以及通过传统经颅磁刺激（cTMS）刺激国际10-20脑电图系统中的F3位点，在健康受试者中人工诱导虚拟性失语。为评估失语程度，测量刺激前后图片命名任务的反应时间变化，并比较nTMS与cTMS所致反应时间延迟的差异。通过计算目标位点与实际刺激位点的塔莱尔赫坐标平均值，比较两种TMS刺激方法的准确性；刺激的一致性则通过与目标位点的误差范围来体现。本研究的目的是展示nTMS的应用，并描述与cTMS相比，nTMS的优势与局限性。
引言
重复经颅磁刺激（rTMS）可无创地激活中枢和周围神经系统中的神经回路。1 rTMS 能调节大脑兴奋性2，并在多种精神和神经系统疾病中具有潜在治疗作用，例如运动功能减弱、失语、忽略症和疼痛。3 除运动皮层外，rTMS 的靶点通常通过国际 10-20 脑电图系统或测量距某些外部解剖标志的距离来确定。
然而，个体之间在大脑皮层的大小、解剖结构和形态上存在差异，这些因素未被纳入考虑，使得最佳靶点定位具有挑战性。3 重复经颅磁刺激（rTMS）应用中的另一个关键问题在于磁线圈放置位置与预期刺激的皮层区域之间存在不一致。
光学追踪导航神经外科已将其应用扩展至认知神经科学领域，包括使用重复经颅磁刺激（rTMS）对磁线圈进行引导。神经导航系统有助于确定rTMS的最佳靶区结构4,5。采用传统10-20 EEG系统进行线圈定位时，常在靶区位置上出现偏差，而神经导航技术有望克服这一问题。
本研究方案展示了一种通过神经导航重复经颅磁刺激（rTMS）靶向布罗卡区并结合个体化解剖定位，在健康受试者中诱导虚拟性失语的方法。通过测量并比较图片命名反应时间的变化，评估虚拟性失语的程度，并与传统刺激方法的结果进行对比。神经导航引导下的方法在将磁脉冲精准传递至大脑靶区方面具有更高准确性，因此预期比....
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方案
伦理声明：本研究已获得一家匿名医院的机构审查委员会批准。
1. 准备材料（表1）
- 使用最大输出为 3.0 特斯拉、电源为 200–240 伏交流电 50/60 赫兹 5 安、脉冲宽度为 350 µsec 的经颅磁刺激（TMS）设备。
- 通过肌电图（EMG）在每位受试者中获取静息运动阈值（RMT），以使用 TMS 系统和活动电极确定运动诱发电位（MEP）（详见步骤 3.1）。将 RMT 设定为实际 TMS 研究方案的个体化刺激强度（图 1）。
注意：神经导航系统包括计算机屏幕、受试者追踪器、线圈追踪器、定位指针、校准模块、摄像头以及 TMS 检查椅坐姿系统（图 2–图 4）。 - 使用 Superlab 程序设置图片命名任务，并向受试者呈现刺激，以测试诱发的虚拟性失语程度。
- 使用语音记录系统记录每张图片的反应时间，具体细节见步骤 4。
- 使用语音分析系统分析图片命名反应的潜伏期和持续时间，具体细节见步骤 4。
2. 检查研究设计
- 使用重复经颅磁刺激（rTMS）诱导虚拟失语症。
- 要求受试者执行图片命名任务，该任务的详细说明见步骤4。图片命名任务。 ....
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结果
Kim 等 通过使用神经导航系统引导经颅磁刺激（TMS），实现了比传统非导航方法更集中的刺激效应，减少了刺激扩散，并更精准地刺激右侧初级运动皮层（M1区），其效果更为优越8，如图9所示。进一步支持将神经导航系统与TMS结合使用的证据来自一项随机交叉实验，该实验通过靶向布罗德曼44区和45区实施导航TMS（nTMS），以及靶向国际10-20脑电图系统F3位点实施传统TMS（cTMS），在健康受试者中诱导出虚拟性失语，从而验证了导航系统的优越性9。
Kim et al. 通过以下指标比较了16名健康受试者中cTMS与nTMS的效果：刺激前后图片命名任务的反应时间、刺激定位的平均Talairach空间坐标，以及相对于目标的误差范围（图10–图12）。图10
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讨论
经颅磁刺激（TMS）在临床实践和基础研究中均被广泛应用。10 重复经颅磁刺激（rTMS）通过其生理影响可产生有价值的治疗效果，例如，低频rTMS对皮质兴奋性具有抑制性神经调节作用，可用于失语症的治疗。11 rTMS诱导的神经处理的短暂干扰或虚拟损伤可改变行为表现。12 然而，若线圈在目标区域上的位置放置不当，rTMS的预期效果可能会被削弱，甚至完全不出现。由于线圈放置位置和方向的微小差异，可能导致实际刺激的皮质区域与最初预定的目标区域不一致，从而显著影响脑内产生的磁场。7 因此，在应用TMS时，应尽量减少此类变异来源，准确地将磁脉冲传递至目标皮质区域是实现最大临床rTMS效果的必要条件。
为解决线圈在目标皮层区域放置不当这一关键问题，采用基于光学追踪的重复经颅磁刺激（rTMS）并结合神经导航系统可优化线圈的稳定性。13 神经导航程序利用个体化的磁共振（MR）图像，从而提供线圈相对于目标区域位置的实时可视化反馈，允许通过校正偏离的线圈-头部关系来实时调整线圈位置。1.......
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披露
所有作者均声明无利益冲突。
致谢
本研究由韩国医疗技术研究开发项目资助（项目编号：A101901）&D 项目，卫生部 & 福利部，大韩民国。我们感谢李智英博士在实验全程中提供的技术支持。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Medtronic MagPro X100 | MagVenture | 9016E0711 | |
| MCF-B65 蝶形线圈 | MagVenture | 9016E042 | |
| Brainsight TMS 导航系统 | Rogue Research | KITBSF1003 |
参考文献
- Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 11 (1), 1106-1107 (1985).
- Pape, T. L., Rosenow, J., Lewis, G. Transcranial magnetic stimulation: a possible treatment for TBI. J Head Trauma Rehabil. 21 (....
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重印与许可
