导航重复经颅磁刺激用于语言皮层定位的研究设计

我们的方案具有非侵入性，且可与侵入性金标准相媲美。因此，该方案可协助在手术设计中筛选患者，并加快术中进行的直接皮层刺激。该技术能够实现精细的言语皮层定位，并可灵活调整任务内容及刺激参数。

该方法也可应用于健康人群，并可根据任何类型的言语任务进行调整。我们的方案可在无法实施直接皮层刺激的情况下取而代之，也可用于识别卒中患者需刺激的语言网络节点。在诱导更多命名错误时，确定应首先调整哪些参数仍具挑战性。

建议一次仅改变一个参数，并从不同的成像方式（如 MEG、EEG 或 FMRI）获取先前的空间和时间信息。开始前，让受试者熟悉基线物体命名任务所用的印刷版或数字版图像。应选用日常环境中常见、经过标准化和归一化处理的彩色图像，且这些图像应具有较少的同义词和较高的命名一致性。

在会话开始前，让受试者使用图像进行练习。受试者也可以在家中练习。接下来，在喉部及声带上方的皮肤上安装加速度传感器，以记录言语起始时间。

将图像逐一呈现在距离受试者0.5至1米的屏幕上，要求其在无刺激条件下说出每幅图像的名称。例如：镊子、一块蛋糕。调整图片间间隔（IPI），使每位受试者的任务难度略有挑战性，起始时间为2500毫秒，变化范围为1500至4000毫秒。

如果在基线命名任务中出现更多错误，则将IPI以200至300毫秒为步长逐步增加。如果任务过于简单，则将IPI以200至300毫秒为步长逐步减少。在进行实际的语音映射会话时，若使用导航重复性TMS，应省略那些在基线测试中训练不足、命名不正确、命名不清晰、发音不准确、延迟或犹豫命名、或对受试者而言似乎较困难的图像。

重复进行基线命名任务三次，并根据表现不佳的情况调整 IPI。在开始刺激前，检查双侧半球中与言语相关的不同区域所诱发的电场值是否大致相似。根据需要调整皮层深度，并确保线圈中心未悬空。

首先采用默认的经颅磁刺激间隔时间（PTI）为300毫秒，或使用0至400毫秒的PTI。为优化刺激与语言处理的时间重叠，建议PTI超过150毫秒。初始刺激可选择在与言语处理无关的皮层区域，以5赫兹的频率给予5次脉冲，使受试者适应刺激引起的感觉。

然后将线圈移至预期的语言相关区域。在线圈脉冲序列结束且受试者完成命名之前，保持线圈位置不变。重点关注受试者的任务表现。

若未出现错误，则继续下一个位点。若观察到错误或甚至犹豫，需针对该位点再进行额外两到三轮导航重复经颅磁刺激（TMS），然后继续下一步操作。但需记住该位点，以备后续可能需要重新刺激。

一旦发现轻微错误（例如命名时出现短暂迟疑或因努力诱发更清晰错误而导致声音增大），即应进行微小的线圈位置调整。避免在同一部位连续进行超过五组的重复刺激。继续对其他皮层部位进行刺激，并在稍后重新检查该部位。

如果在多个刺激位点反复出现错误，将线圈抬离头皮上方并检查错误是否仍然存在。如果错误仍然存在，则暂停操作，等待命名功能恢复正常。随后以7到10分钟为一个时段持续刺激，每时段之间休息2到5分钟。

刺激所有可能相关的解剖区域，以获得尽可能多的可控反应。如果经颅磁刺激（TMS） mapping 引起疼痛或不适，则以最大刺激输出的 2% 至 5% 为步长逐步降低刺激强度。若受试者无法耐受所引发的疼痛或不适，则停止测量。

当未出现命名错误时，按演示方式终止刺激并调整刺激参数。从默认值开始，以200毫秒为步长逐步减少IPI。与专家合作，专家应最好在手术室内现场参与，并通过观察视频记录中的线圈定位及可能的疼痛干扰，再次核对诱发的命名错误。

将错误分类为命名不能、语义性错语、语音性错语以及操作错误。如果某种特定类型的错误在基线视频中反复出现，则不应将其视为错误。如果在重复模式TMS刺激序列之后才命名出物体，应视为延迟或无错误。

同时，在脉冲传递过程中需检查受试者是否可能出现不适。如果受试者无法命名给定物体，尽管其舌头、嘴唇和下颌在活动，应记录为无反应错误。如有疑问，可对照邻近刺激位点的表现，或使用相同图像检测对侧半球刺激的效果。

在此展示了一名健康受试者在不同刺激后时间间隔（PTI）180、200 和 215 毫秒时执行命名任务过程中，经颅磁刺激（TMS）诱发的不同命名错误。大多数错误出现在经典语言区，以及连接辅助运动前区与布罗卡区的通路上。此处还展示了难治性癫痫患者术中直接皮层电刺激定位结果与导航重复经颅磁刺激在固定 PTI 300 毫秒条件下的结果比较。

在直接皮层电刺激定位中，黄色球体代表皮层上的所有电极。使用2至5毫安电流进行刺激的位点引发了手部和口部的运动反应、命名中断以及句子重复的中断。通过导航重复经颅磁刺激进行的语言皮层定位则诱发了命名障碍、语义性和音位性错语以及犹豫停顿。

已圈出具有高度可重复性和可靠错误诱导的区域。相关且经过标准化的图像、充足的基线数据、参数调整的灵活性（即使没有错误）、以及仔细的视频分析，是该操作流程中的关键因素。MEG、fMRI 和基于扩散的 MRI 可实现该操作的个体化，并提高本方案的敏感性和特异性。

未来，脑电图（EEG）将有助于实时定位功能相关脑区。该技术改变了术前评估标准，使皮层定位领域的科学家能够研究认知任务中皮层结构与功能连接和行为之间的关联。