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Methodenartikel

Die Verwendung von magnetischen Resonanzspektroskopie als Werkzeug für die Messung der Bi-hemisphärische transkranielle elektrische Stimulation Auswirkungen auf primären motorischen Kortex Metabolism

20K Aufrufe

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DOI:

10.3791/51631

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19. November 2014

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieser Artikel zielt darauf ab, ein grundlegendes Protokoll zur Kombination von transkranieller Gleichstromstimulation (tDCS) mit Messungen der Protonenmagnetresonanzspektroskopie (1H-MRS) zu beschreiben, um die Auswirkungen der bilateralen Stimulation auf den primären motorischen Kortexstoffwechsel zu untersuchen.

Zusammenfassung

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) ist ein Neuromodulation Technik, die zunehmend im letzten Jahrzehnt in der Behandlung von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen wie Schlaganfall und Depression verwendet wurde. Dennoch bleibt die Mechanismen seiner Fähigkeit, die Erregbarkeit des Gehirns zu modulieren, um klinische Symptome zu verbessern zugrunde liegenden schlecht verstanden 33. Zur Verbesserung dieses Verständnis kann Magnetresonanzspektroskopie (1 H-MRS) verwendet werden, da sie den in vivo Quantifizierung von Hirnstoffwechselprodukte wie γ-Aminobuttersäure (GABA) und Glutamat in einer Region-spezifischen Weise 41. In der Tat, eine aktuelle Studie gezeigt, dass ein H-MRS ist in der Tat ein wirksames Mittel, um die Auswirkungen der tDCS auf Neurotransmitter-Konzentration 34 besser zu verstehen. Dieser Artikel soll die komplette Protokoll zum Kombinieren tDCS (neuroConn MR-kompatible Stimulator) mit 1 H-MRS bei 3 T mit einem MEGA-PRESS seq beschreibenuss. Wir beschreiben die Auswirkungen eines Protokolls, das große Versprechen für die Behandlung von Bewegungsstörungen nach Schlaganfall, die bilaterale Stimulation der primären motorischen Kortex 27,30,31 besteht gezeigt hat. Methodische Faktoren zu berücksichtigen und mögliche Änderungen an dem Protokoll werden ebenfalls diskutiert.

Einleitung

Die Idee der Anwendung von Elektrizität zu dem menschlichen Gehirn, um seine Aktivität zu modulieren, ist seit der Antike sucht. Tatsächlich Schriften bereits ab dem 11. Jahrhundert wurde festgestellt, dass die Verwendung des Torpedos elektrische Fische bei der Behandlung von epileptischen Anfällen 1 beschreiben. Dennoch ist es bis vor kurzem nicht, dass nicht-invasive Gehirnstimulation hat breites Interesse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft erhalten, wie es wurde gezeigt, dass modulatorische Effekte auf die kognitive Funktion und motorische Antwort 2 zu produzieren. Während transkranielle Magnetstimulation (TMS) wurde ausgiebig ....

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Protokoll

Die Studie wurde von der Forschung und Gemeinschaftsethik Beschwerde Unité de Neuroimagerie fonctionnelle und Universität von Montréal zugelassen und wurde in Übereinstimmung mit dem Verhaltenskodex geschehen wie in der Deklaration von Helsinki angegeben. Alle Probanden gaben eine schriftliche Einverständniserklärung nach sorgfältiger Screening für MRI-Kompatibilität und wurden finanziell für ihre Teilnahme kompensiert.

1. tDCS Werkstoff

  1. Achten Sie darauf, alle notwendigen Materialien sind vor dem Start des Experiments (siehe Abbildung 1 für Liste) zur Verfügung.
    Hinweis: Verschiedene Elektrodengrößen si....

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Ergebnisse

Abbildung 6 zeigt die Position des VOI auf der Darstellung der Hand in M1, wo alle MRS Maßnahmen ergriffen wurden entfernt. In 6D, ein 3D-Visualisierung zeigt eine übersichtliche Darstellung der tDCS Elektroden auf der Kopfhaut über dem vermeintlichen primären motorischen Kortex positioniert. 7 zeigt repräsentative "EDIT OFF" und Differenz ("Diff") Spektren in M1 erworben. Peaks, Glx, GABA + MM sowie NAA kann deutlich gesehen werden.

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Diskussion

Die vorliegende Arbeit zielte darauf ab, ein Standardprotokoll für die Kombination von tDCS und 1 H-MRS mit einem 3 T Scanner zu beschreiben. Im nächsten Abschnitt werden methodische Faktoren diskutiert werden.

Kritische Steps
Kontra Screening
Vor dem Versuch, ist es wichtig, für jeden Teilnehmer Bildschirm Kontraindikation zur Verwendung von tDCS und 1 H-MRS. Die Verwendung der folgenden Ausschlusskriterien für tDCS empfohlen: ei.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

Dies funktioniert wurde durch Zuschüsse aus dem kanadischen Institutes of Health Research und den Naturwissenschaften und Engineering Research Council of Canada unterstützt. ST wurde von einem Vanier Canada Graduate Stipendium der kanadischen Institutes of Health Research. MM erkennt die Unterstützung von Biotechnology Research Center (BTRC) Zuschuss P41 RR008079 und P41 EB015894 (NIBIB) und NCC P30 NS076408.

Wir möchten Romain Valabrègue (Centre de NeuroImagerie de Recherche - CENIR, Paris, Frankreich) anerkennen und Brice Tiret (Centre Recherche de l'Institut de Universiatire Geriatrie (CRIUGM), Montréal, Kanada; Commissariat à l....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
DC-Stimulator plusNeuroConn30DCS01EMR-kompatibles Gerät
NuPrep Präparat GelWeaver und Co.#10-61
Ten20 leitfähige PasteWeaver und Co.#10-20-4
ElektrodenvorbereitungskissenGrass technologiesMD001770% Isopropylalkohol und Bimsstein
KochsalzlösungLokale Drogerieprobe0,9% Natriumchlorid
Nicht-permanenterHydromarker SharpieSHPE20WH
SYNGO MR VB17Siemens AGMRT-Software
MAGNETOM Trio A Tim SystemSiemens AGMRT-Scanner Version
Matlab 2013a (Version 8.1)MathWorks IncVerarbeitungs- und Analysesoftware
LCModel 6.3LC MODEL incsiehe: s-provencher.com

Referenzen

  1. Kellaway, P. The part played by electric fish in the early history of bioelectricity and electrotherapy. Bull. Hist. Med. 20 (2), 112-137 (1946).
  2. Brunoni, A. R., et al. Clinical research with transcranial dir....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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