2010年12月28日
本文研究了视觉相关状态依赖性对经颅磁刺激(TMS)诱发的动机性光幻视呈现的影响。
本实验的总体目标是通过经颅磁刺激诱发磷光现象行为,探究状态依赖性对磷光现象行为的影响。首先,通过测定V1、V2和V5初级运动皮层投射区(MT+)的基线磷光阈值及行为表现,完成第一步。实验的第二步是通过呈现特定视觉刺激实现视觉适应,从而预激活特定的神经反应。
该实验步骤的第三步是确定新磷化行为在 V1、V2 以及 V5 MT+ 上的表现。该实验步骤的最后一步是绘制并比较新诱导的第二组膦类物质与原始基线组膦类物质。最终可获得结果,表明通过视觉适应独特的视觉刺激,可以产生特定且可预测的膦类行为。
该技术的影响可延伸至目前使用经颅磁刺激(TMS)治疗的多种神经或躯体疾病,因为它揭示了在治疗前进行引导性活动(如轻度物理治疗或心理治疗)可能对TMS及其治疗效果产生重要且可预测的影响。首先,让受试者坐在TMS设备旁的电脑屏幕前,置于一把舒适的椅子上。
花点时间详细解释实验的细节,并确保在此阶段对受试者进行筛查,以确认其不存在接受经颅磁刺激(TMS)的禁忌症。受试者和研究人员均应佩戴耳塞以保护听力。接下来,通过释放几个脉冲向受试者介绍TMS设备,使其再次听到刺激时的咔嗒声。
好了。感受 tapping 刺激感,以便在后续步骤中标记刺激位置。将泳帽戴在患者头部,确保其贴合良好,在实验过程中不会滑动。
接下来,使用卷尺确保计算机屏幕与受试者鼻根之间的距离为60厘米。确保受试者在实验剩余时间内能够舒适地保持坐姿,以维持该距离不变。最后,在受试者眼睛上放置一个遮光眼罩。
应调整面罩以确保贴合良好且无光线泄漏,以便在实验的后续过程中受试者能够轻松检测并报告磷化氢。接下来,需要确定受试者的磷化氢感知阈值,因为在后续实验方案中探究磷化反应行为时,了解该阈值至关重要。为确定此阈值,首先将TMS仪器设置为70%功率。
现在将线圈放置,使“8”字形的顶部朝向颅骨中线,并指向枕外隆凸上方约三厘米处,开始单脉冲刺激。此处我们刺激的是左侧大脑半球。在线圈周围该区域的小范围内移动,形成一个搜索网格,以确定能够引发受试者持续且明确的光幻视报告的刺激位置。
哦,你看到什么了吗?是的,这里有点像一团模糊的东西。然而,请注意,经颅磁刺激(TMS)可能无法在约40%的人群中诱发磷光现象,因此受试者有可能不会报告任何感知。
如果情况如此,则该实验将无法进行,应允许受试者离开。若能够定位到磷酸化热点,请务必在受试者头皮上标记该位置。
现在上下调节经颅磁刺激(TMS)的输出功率,直到受试者在连续六次脉冲中恰好报告有三次出现光幻视。将此功率水平记录为受试者的V1V2阈值。接下来,采用与上一步相同的步骤和参数,我们将测定受试者V5MT+复合区上的光幻视阈值,以定位该区域。首先,将线圈移动至距受试者中线外侧5厘米、背侧0.3厘米的位置。
现在开始单脉冲刺激。看到什么了吗?每次脉冲后,再次询问受试者是否有任何光幻视体验。
你能指一下并描述一下吗?就在这里。这是一个会发出“呼”声的球。再次使用单脉冲,开始进行小范围的搜索网格扫描。
移动线圈,直至诱发明确且一致的光幻视。将此位置标记为受试者的 V5 MT 加热点。最后,上下调节经颅磁刺激(TMS)的输出功率,直至受试者在连续六次脉冲中恰好报告三次出现光幻视。
将此功率水平记录为受试者的 V five MT 加复合阈值。在确定了两个视觉区域的磷光阈值后,需要测量受试者基线的磷光行为。为此,调暗房间内的灯光,并移除受试者的遮光眼罩。
现在指导受试者注视计算机屏幕中央呈现的一个稳定的注视十字,持续60秒。重要的是,眼睛必须始终保持在十字中心。然后重新戴上遮罩,并覆盖V1和V2区域的热点位置。
在运动诱发电位一相和二相阈值的120%水平下,生成持续三秒的单次脉冲序列。然后等待五秒,进行第二次脉冲序列。再次等待五秒后,进行第三次脉冲序列。
第三次单脉冲序列结束后,请受试者描述所诱发的光幻视(phosphene)的位置及运动特征。是的,我看到的和我们之前讨论的内容完全一样。就在这里的正上方。
此时将记录受试者的基础磷光反应。每次进行电刺激后,均需将经颅磁刺激(TMS)的功率重置为V5区空点运动阈值的120%,并将线圈移至V5区空点运动热点位置。在此位置重复相同操作流程,施加三组脉冲序列,并在此处记录诱发的磷光现象描述。
在确定了磷酸盐基线后,接下来进行如下操作:移除受试者的遮光面罩,并指示其注视计算机屏幕中央呈现的一个稳定的注视十字,持续60秒。但与之前空白屏幕不同的是,此次我们将在十字周围多个位置嵌入一系列移动的光点,所有光点均朝同一方向运动。该刺激旨在引发视觉适应,使得受试者长时间暴露于该刺激后,会对后续呈现的刺激感知产生偏向性。
60秒后,将面罩移至V1V2热点区域。以V1V2阈值的120%强度生成持续三秒的单脉冲序列。等待五秒后,重复该过程两次。
完成这三轮刺激后,要求受试者报告所诱发的光幻视的位置及形态特征。持续重复此三轮报告流程,直至光幻视行为恢复至基线水平。当V1、V2区域的光幻视活动恢复至基线后,取下受试者的面罩,再次让其观看刺激;60秒后,重新戴上面罩。
最后将刺激线圈移至V5区空白加复杂热点位置,并针对该位置重复本方案中的此步骤。在第二个条件下,刺激强度为V5运动阈值(MT)的120%加阈上刺激,其操作流程与第一个条件相同。然而,与向受试者呈现一系列朝单一方向移动的点不同,此时应呈现一系列从中心点向外各自沿相对应的 cardinal 方向移动的点,呈现出类似星爆状的模式,如此处所示,与之前相同。
60秒后更换面罩。在V1和V2区域依次进行三组强度为阈值120%的刺激训练。要求受试者报告是否出现光幻视,并持续监测直至基线水平恢复。
再次移除遮罩,要求受试者注视星爆刺激 60 秒。然后,使用与前一步骤相同的刺激参数,对 V5mt+ 热点重复此操作。好的,您能向我描述一下您看到的内容吗?
当然。它类似于一种星爆类型,就像在这里出现的烟花效果一样,作为一种可选操作。在每种条件结束后,或在两种条件全部完成后,要求受试者将每组膦配体对应区域的情绪行为绘制在图表上。这并非一个必需的步骤,但将提供另一组可解释的数据。
此处我们再次看到该条件下的适应刺激。一种简单的平移运动,所有点一致地向左或向右移动。
在右侧和左侧半球的V1和V2区诱导出的光幻视。在条件一期间,应在V1和V2区引出与此处所示相同的光幻视运动。此处我们看到条件二的适应性刺激:径向运动的点各自沿基本方向朝向或远离中心点移动;而此处我们看到在条件二期间,右侧和左侧半球的V5/MT+复合区所诱导出的光幻视的示例图。
视觉适应星爆图案应引发V5/MT+复合体产生相同的星爆样光幻视运动,但不应改变V1和V2区域的基线活动水平。观看本视频后,您应能充分理解如何在经颅磁刺激(TMS)前通过视觉适应诱导出特定且可预测的球面视觉行为。这正是状态依赖性的核心所在。
相同的刺激或相同的神经区域会因每个受试者初始神经状态的不同而引发不同的反应。
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本文探讨了视觉相关状态依赖性对经颅磁刺激(TMS)诱发的光幻视现象的影响。该研究旨在阐明视觉刺激如何影响光幻视的行为表现。
理解状态依赖性神经反应对于降低中枢神经系统药物研发中靶点验证的风险至关重要,因为皮层兴奋性的可预测调节能够为机制假说提供依据。该经颅磁刺激-光幻视范式可定量评估先前神经状态如何影响刺激结果,从而支持对靶点结合模型的预测可信度。通过将视觉适应与可重复的光幻视读数关联起来,该方法为临床前及早期临床研究中评估神经环路反应性提供了一个可转化的生物标志物体系。
该方法适用于从靶点验证到临床前建模的发现连续过程,在此过程中必须考虑状态依赖性效应,以避免对靶点调节得出假阴性或假阳性结论。