Beurteilung der Übererregbarkeit des Gehirns mit transkranieller Magnetstimulation und Elektroenzephalographie

Nehmen Sie einen Epilepsiepatienten mit einer Elektroenzephalographie (EEG), um die Gehirnaktivität aufzuzeichnen.

Der vorab aufgezeichnete Gehirnscan des Patienten zeigt eine tief sitzende strukturelle Anomalie, die funktionell mit einer oberflächlichen kortikalen Zielregion verbunden ist.

Befestigen Sie Elektroden an der kontralateralen Hand, um Muskelkontraktionen einzufangen.

Sichern Sie sich einen Infrarotdetektor, um Kopfbewegungen zu verfolgen und aufzuheben, und verwenden Sie die Neuronavigation, um die Kopfposition mit dem Gehirnscan abzugleichen.

Positionieren Sie die Magnetspule über der kortikalen Region, die für die Handbewegung verantwortlich ist. Wenden Sie den Impuls mit der geringsten Intensität an, der eine Kontraktion der Handmuskulatur auslöst und die Stimulation der kortikalen Neuronen bestätigt.

Abgabe von überschwelligen Impulsen, um die kortikale Zielregion zu stimulieren und neuronale Aktivität zu induzieren, die sich auf den abnormalen Gehirnbereich und andere funktionell verbundene Regionen im epileptischen Netzwerk ausbreitet.

Zeichnen Sie die Gehirnaktivität auf, um abnormale EEG-Reaktionen zu identifizieren, die auf eine neuronale Übererregbarkeit im epileptischen Gehirn hinweisen.

Kartieren Sie den Ursprung der abnormalen EEG-Spitzen, um die Anfallszone zu lokalisieren.

Bestimmen Sie vor dem Test die beiden TMS-Zielregionen, indem Sie die funktionelle Konnektivitätskarte jedes Probanden mit dem Strukturbild jedes Probanden überlagern. Um die Experimentiersitzung zu beginnen, bringen Sie die Probanden in den Testraum und lassen Sie sie auf einem Stuhl sitzen. Messen Sie den Kopf des Probanden und wählen Sie eine Elektroenzephalographie- oder EEG-Kappe in geeigneter Größe, um niedrige Elektrodenimpedanzen zu ermöglichen.

Reinigen Sie anschließend die Haut unter jeder Elektrode gründlich mit einem Wattestäbchen-Applikator und Alkohol. Geben Sie leitfähiges Gel zu jeder Elektrode und drücken Sie auf die Elektrode, um einen guten Kontakt zwischen Kopfhaut, Gel und Elektrode zu gewährleisten. Um Ladeartefakte zu minimieren, stellen Sie sicher, dass sich das Gel nicht außerhalb des Elektrodenhalters ausbreitet.

Platzieren Sie die Referenz- und Masseelektroden auf der Stirn und so weit wie möglich von der Stimulationsspule entfernt, um die Möglichkeit zu minimieren, dass ein TMS-induziertes Elektrodenartefakt die gesamte Aufnahme verunreinigt. Platzieren Sie diese Elektroden in einem Abstand von wenigen Zentimetern zueinander, um das Gleichtaktrauschen zu minimieren. Drücken Sie dann die Taste "Impedanzen messen" am EEG-System.

Überprüfen Sie die Elektrodenimpedanzen, indem Sie die EEG-Ausgangskabel in die Impedanzbuchse des EEG-Aufzeichnungssystems stecken. Stellen Sie sicher, dass die Elektrodenimpedanz nicht größer als 5 Kiloohm ist. Bereiten Sie als nächstes die Elektromyographie-Elektroden an der kontralateralen Hand vor. Geben Sie dem Betroffenen Ohrstöpsel, um das Risiko von Hörverlust und Tinnitus zu minimieren. Platzieren Sie dann die Infrarotdetektoren auf dem Kopf des Probanden und stellen Sie sicher, dass die Detektoren so platziert sind, dass das Risiko von Bewegungen während der Versuchssitzung minimiert wird.

Registrieren Sie den Kopf des Probanden gemeinsam mit den MRT-Bildern, indem Sie die Position der vorausgewählten externen anatomischen Referenzmarker auf dem Probanden mit dem Zeiger identifizieren, der im Lieferumfang des Neuronavigationsgeräts enthalten ist. Machen Sie das Subjekt mit der Stimulation vertraut, indem Sie an einer anderen Stelle einen Impuls anlegen oder indem Sie einen Stimulationsimpuls mit geringer Intensität auf die Kopfhaut anwenden.

Bestimmen Sie die motorische Ruheschwelle, indem Sie den motorischen Kortex des Probanden auf der Hemisphäre ipsilateral zu den auf funktioneller Konnektivität basierenden Zielen lokalisieren. Winkeln Sie die Spule senkrecht zum Gyrus an, wobei der Griff okzipital zeigt, und beginnen Sie die Stimulation mit einer Intensität, die voraussichtlich unterhalb des Schwellenwerts liegt. Erhöhen Sie dann die Stimulationsintensität in Schritten von 5 % maximaler Stimulatorleistung, bis TMS in jedem Versuch konsistent motorisch evozierte Potentiale mit Amplituden von mehr als 50 Mikrovolt hervorruft.

Verringern Sie die Stimulationsintensität in Schritten von 1 % maximaler Stimulatorleistung, bis weniger als 5 von 10 positiven Reaktionen aufgezeichnet werden. Stellen Sie abschließend die TMS-Intensität auf den gewünschten Wert ein. Wenden Sie mit der Neuronavigationssoftware einzelne TMS-Impulse auf jede der Zielregionen an, mit variablen Intervallen zwischen den Impulsen, um die kortikale Plastizität und die Auswirkungen auf die Erwartungen der Probanden zu minimieren.