Name: Ein Multimodal Imaging- und Stimulations-basierte Verfahren zur Bewertung der Connectivity-bezogenen Erregbarkeit des Gehirns bei Patienten mit Epilepsie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Erfahren Sie, wie multimodale Bildgebung und TMS-EEG die kortikale Hypererregbarkeit bei Epilepsiepatienten bewerten. Diese Methode ermöglicht die Identifizierung erregbarer Regionen im epileptogenen Netzwerk.

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Die Autoren danken Emily L. Thorn, B.A., für ihre Unterstützung bei der Quellenschätzung der evozierten elektrischen Aktivität. MMS wurde durch einen KL2/Catalyst Medical Research Investigator Training Award von Harvard Catalyst/The Harvard Clinical and Translational Science Center (National Center for Research Resources und National Center for Advancing Translational Sciences, National Institutes of Health Award KL2 TR001100) unterstützt. CJC wurde durch einen Zuschuss der National Institutes of Health (5K12NS066225) unterstützt. APL wurde teilweise durch Zuschüsse der Sidney R. Baer Jr. Foundation, der National Institutes of Health (R01 HD069776, R01 NS073601, R21 MH099196, R21 NS082870, R21 NS085491, R21 HD07616) und Harvard Catalyst/The Harvard Clinical and Translational Science Center (NCRR und NCATS, NIH UL1 RR025758) unterstützt. BSC wurde vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke (R01 NS073601) unterstützt.

MMS, SWG, CJC und BSC haben nichts offenzulegen. APL ist Mitglied des wissenschaftlichen Beirats von Nexstim, Neuronix, Starlab Neuroscience, Neuroelectrics und Neosync und als Erfinder in mehreren erteilten und angemeldeten Patenten zur Echtzeitintegration der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) mit Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetresonanztomographie (MRT) aufgeführt.

Resting-State - funktionelle Konnektivität MRI verwendet wurde Netzwerk - Konnektivität im menschlichen Gehirn zu identifizieren, und Änderungen der Konnektivität zu identifizieren , die 26,31,32 in verschiedenen Krankheitszuständen auftreten. Doch wie fMRI funktionelle Konnektivität auf die Identifizierung Korrelationen im BOLD-Signal basiert und als Änderungen Blutoxydation eine nicht-triviale Beziehung zu Grunde liegenden neuronalen Aktivität, die kausale Bedeutung und physiologische Relevanz dieser Befund...

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist ein Mittel, nicht-invasiv Regionen Kortex durch elektromagnetische Induktion zu stimulieren. In TMS, eine große, aber räumlich begrenzten magnetischen Fluß verwendet, um ein elektrisches Feld in einer Ziel kortikalen Bereich zu induzieren und dadurch die Aktivität des zugrunde liegenden Nervengewebe modulieren. TMS zu motorischen Kortex führt zu motorisch evozierte Potenziale, die peripher über Elektromyographie (EMG) gemessen werden kann. Wenn in Paaren oder Triplets von Impulsen angelegt, kann TMS verwendet werden , um die Aktivität spezifischer intrakortikale GABAergen und glutamatergen Schaltungen 1-3, zu beurteilen und somit das Gleichgewicht der Erregung und Hemmung in vivo in menschlichen Patienten zu bewerten. In Epilepsie gesagt haben TMS Studien gezeigt , dass kortikale Übererregbarkeit bei Patienten mit Epilepsie vorliegt 4,5 und normalisieren kann mit erfolgreichen Antiepileptikum Therapie und damit als Reaktion auf Medikamente vorhersagen 6. Darüber hinaus TMS Maßnahmen der kortikalen exzeigen Zitierbarkeit bei Patienten Zwischenwerten mit einem einzelnen Anfall 7 und bei Geschwistern von Patienten , die sowohl mit idiopathischer generali und erworbenen fokalen Epilepsien 8. Diese Ergebnisse legen nahe, dass TMS Maßnahmen der kortikalen Erregbarkeit erlauben können uns Endophänotypen für Epilepsie zu identifizieren. Allerdings sind die Sensitivität und Spezifität dieser Maßnahmen beschränkt, wahrscheinlich weil TMS-EMG kann nur mit Stimulation der motorischen kortikalen Schaltungen und viele Patienten mit Epilepsie haben Anfallsherde außerhalb des motorischen Kortex beurteilt werden. Elektroenzephalographie (EEG) bietet die Möglichkeit, direkt auf die zerebrale Reaktion auf TMS zu messen, und kann verwendet werden zerebrale Reaktivität in weiten Bereichen Neocortex zu beurteilen. Studien TMS mit EEG - Integration (TMS-EEG) haben gezeigt , dass TMS Aktivitätswellen erzeugt , die in der gesamten Hirnrinde 9,10 und dass hallen sind reproduzierbar und zuverlässig 11-13. Durch die Ausbreitung der evozierten Aktivität Auswertungin verschiedenen Verhaltenszustände und in verschiedenen Aufgaben, TMS-EEG wurde kausal zu sondieren die dynamische effektive Konnektivität des menschlichen Gehirns Netzwerke 10,14-16 verwendet. TMS-EEG Maßnahmen haben erhebliche Abweichungen bei Erkrankungen von Schizophrenie 17 bis ADHS 18 hin gezeigt, und bei Störungen des Bewusstseins wie Wachkoma 19. Darüber hinaus haben mehrere Gruppen EEG Korrelate des gekoppelten-Puls TMS-EMG - Metriken identifiziert, die bei Patienten mit Epilepsie 20,21 abnormal sind. Von besonderer Relevanz, frühere Studien haben auch vorgeschlagen , dass abnorme Stimulation evozierten EEG - Aktivität bei Patienten mit Epilepsie 22-25 zu sehen ist. Ein weiteres Mittel zur Bewertung Schaltkreise im Gehirn ist über Ruhezustand funktionelle Konnektivität MRI (rs-fcMRI), eine Technik , die die Zusammenhänge im Laufe der Zeit in der Blutoxydation pegelabhängig (BOLD - Signal) aus verschiedenen Hirnregionen 26 auswertet. Studien unter Verwendung vonrs-fcMRI haben gezeigt , dass das menschliche Gehirn in verschiedene Netzwerke von zusammenwirkenden Regionen organisiert ist 26-29, dass neuropsychiatrische Erkrankungen in bestimmten großen verteilten neuronalen Netze identifiziert durch rs-fcMRI 30, und dass die Gehirnnetzwerken identifiziert via RS- auftreten kann fcMRI sind häufig abnormal bei neuropsychiatrischen Krankheitszuständen 31,32. Im Hinblick auf die mögliche klinische Anwendungen hat rs-fcMRI mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen aufgabenbasierten fMRI - Anwendung 33, einschließlich einer geringeren Abhängigkeit von Thema Zusammenarbeit und Besorgnis über variable Leistung. Folglich hat es eine Explosion von Studien rs-fcMRI Veränderungen in verschiedenen Krankheitsstadien zu erforschen vor kurzem gewesen. Allerdings ist eine der Einschränkungen der rs-fcMRI ist die Schwierigkeit bei der Bestimmung, ob und wie die Korrelationen (oder anticorrelations) in der BOLD-Signal an die elektrophysiologischen Wechselwirkungen betreffen, die die Grundlage der neuronalen Kommunikation bilden. Ein verwandtes Problem ist, dass es often unklar, ob die RS-fcMRI Veränderungen in verschiedenen Krankheitszuständen gesehen haben physiologische Bedeutung. Insbesondere in Bezug auf Epilepsie, ist es unklar, ob Anomalien in rs-fcMRI sind allein auf interiktalen epileptiformer Transienten oder existieren unabhängig von solchen elektrophysiologischen Anomalien; simultane EEG-fMRI benötigt wird , um zwischen diesen Möglichkeiten 34 bewerten zu helfen. Als TMS verwendet werden kann vorübergehender oder anhaltender Veränderungen in den Aktivierungen der verschiedenen kortikalen Regionen zu produzieren, liefern TMS-Studien ein Mittel von kausal die Bedeutung der verschiedenen Ruhezustand fMRI Konnektivitätsmuster zu bewerten. Ein Ansatz ist rs-fcMRI verwenden therapeutische Stimulation Bemühungen in verschiedenen Krankheitszuständen zu führen; es könnte erwartet werden, dass TMS Regionen gezielt, die Bereiche funktionell verbunden sind bekannt in verschiedenen Krankheitszuständen beteiligt zu sein ist wahrscheinlicher, als ohne eine solche functio Regionen gezielte TMS therapeutisch wirksam zu seinnal - Konnektivität, und in der Tat haben mehrere Studien vorläufige Beweise für diese 35,36 gefunden. Ein anderer Ansatz würde bedeuten TMS-EEG mit bis kausal die physiologische Bedeutung der verschiedenen Ruhezustand fcMRI Muster beurteilen. Insbesondere kann man die Hypothese zu testen, dass Regionen, die abnormal funktionelle Konnektivität in einem bestimmten Krankheitszustand zeigen eine andere Reaktion auf die Stimulation bei Patienten als bei gesunden Probanden zeigen sollte, und dass diese physiologische Anomalien speziell vorhanden sind (oder vor allem) mit Stimulation des abnorm verbunden Region. Um die oben veranschaulichen, stellen wir ein Beispiel für eine kürzlich durchgeführte Studie , in der rs-fcMRI, TMS und EEG kombiniert wurden kortikale Übererregbarkeit bei Patienten mit Epilepsie aufgrund der Entwicklung des Gehirns Anomalie periventrikuläre knotige Heterotopie (PNH) 37 zu erkunden. Patienten mit PNH vorhanden klinisch mit adolescent- oder Erwachsenenalter Epilepsie, Leseschwäche und normale intelligence und haben abnorme Knötchen der grauen Substanz neben den lateralen Ventrikel auf 38,39 Neuroimaging. Frühere Studien haben gezeigt , dass diese periventrikuläre Knötchen heterotoper grauen Substanz sind strukturell und funktionell im Neokortex 40,41 auf diskrete Foci verbunden ist , und dass epileptische Anfälle aus neokortikalen Regionen, heterotope graue Substanz stammen können, oder beide gleichzeitig 42, was darauf hindeutet , dass epileptogenesis in diese Patienten ist ein Schaltungs Phänomen. Durch die Verwendung von Ruhezustands-fc-MRI TMS-EEG führen, haben wir gezeigt, dass Patienten mit aktiver Epilepsie durch PNH Nachweis kortikaler Übererregbarkeit haben, und dass diese Übererregbarkeit erscheint auf Regionen mit abnormaler funktionelle Verbindung zu den tiefen Knötchen zu beschränken. Das Protokoll wird in zwei getrennten Sitzungen durchgeführt. Während der ersten Sitzung, strukturelle und Ruhezustand Blut-Sauerstoffversorgung pegelabhängig (BOLD) Kontrast MR-Sequenzen erfasst(Für Patienten) oder nur strukturelle MRI-Sequenzen (für den gesunden Kontrollen). Zwischen dem ersten und zweiten Sitzungen wird Ruhezustand funktionelle Konnektivität Analyse der kortikalen Ziele für die Patienten und die MNI-Koordinaten für diese Ziele erreicht werden zu definieren. Die entsprechenden kortikalen Ziele (basierend auf MNI-Koordinaten) werden dann für jeden gesunden Kontrollperson identifiziert. In der zweiten Sitzung wird die TMS-EEG-Daten erhalten. In dem Beispiel in diesem Papier gegeben wurden funktionelle Konnektivität MRI Analysen 43,44 mit einem hauseigenen Software - Toolbox und die MRI - Software durchgeführt. Neuro-navigierte TMS wurde mit einem transkraniellen Magnet Stimulator mit Echtzeit-MRT Neuronavigation durchgeführt. EEG wurde mit einem 60-Kanal-TMS-kompatiblen System aufgezeichnet, die Schaltung eine Abtast-Halte-Verstärker nutzt Sättigung durch TMS zu vermeiden. EEG - Daten wurden unter Verwendung von benutzerdefinierten Skripten analysiert und die EEGLAB Toolbox 45 (Version 12.0.2.4b) läuft in MATLAB R2012b.

<table><tbody><tr><td>3T MRT-Scanner</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRT-Funktionskonnektivitätssoftware</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRT-Bildbetrachtungssoftware</td><td></td><td></td><td>MRICron</td></tr><tr><td>Transkranieller Magnetischer Stimulator</td><td>Nexstim</td><td>eXimia Stimulator</td><td>Kann Stimulatoren anderer Anbieter verwenden, <z>z. B. , Magventure, Magstim</td></tr><tr><td>MRT-Neuronavigationssystem</td><td>Nexstim</td><td>NBS v3.2.1</td><td>Alternatives MRT-Neuronavigationssystem, <d.h>z.B. , Brainsight, Localite</td></tr><tr><td>TMS-kompatibles EEG-System</td><td>Nexstim</td><td>Eximia EEG-Alternativen</td><td>: Brain Products, Synamps, ANT</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2012b</td><td>Alternativen: Octave</td></tr><tr><td>EEGLab</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Minimum Norm Estimate (MNE) Software</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>FreeSurfer</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ein multimodal imaging- und stimulations-basierte verfahren zur bewertung der connectivity-bezogenen erregbarkeit des gehirns bei patienten mit epilepsie

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Funktionelle Konnektivität im Ruhezustand MRT (rs-fcMRT) ist eine Technik, die die Konnektivität zwischen verschiedenen Gehirnregionen auf der Grundlage von Korrelationen im Laufe der Zeit in dem von der Blutsauerstoffversorgung abhängigen Signal identifiziert. rs-fcMRT wurde ausgiebig eingesetzt, um Anomalien in der Gehirnkonnektivität bei verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen zu identifizieren. Der Zusammenhang zwischen rs-fcMRT-Konnektivitätsanomalien, der Elektrophysiologie des Gehirns und dem Krankheitszustand ist jedoch unbekannt, zum Teil, weil die kausale Bedeutung von Veränderungen der funktionellen Konnektivität in der Pathophysiologie der Krankheit nicht nachgewiesen wurde. Die transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine Technik, die elektromagnetische Induktion nutzt, um nicht-invasiv fokale Veränderungen der kortikalen Aktivität hervorzurufen. In Kombination mit der Elektroenzephalographie (EEG) kann die TMS verwendet werden, um die Reaktion des Gehirns auf äußere Störungen zu beurteilen. In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll zur Kombination von rs-fcMRT, TMS und EEG zur Verfügung, um die physiologische Bedeutung von Veränderungen der funktionellen Konnektivität bei Patienten mit neuropsychiatrischen Erkrankungen zu bewerten. Wir liefern repräsentative Ergebnisse aus einer zuvor veröffentlichten Studie, in der rs-fcMRT verwendet wurde, um Regionen mit abnormaler Konnektivität bei Patienten mit Epilepsie aufgrund einer Fehlbildung der kortikalen Entwicklung, der periventrikulären nodulären Heterotopie (PNH), zu identifizieren. Die Stimulation bei Patienten mit Epilepsie führte zu einer abnormalen TMS-evozierten EEG-Aktivität im Vergleich zur Stimulation der gleichen Stellen bei übereinstimmenden gesunden Kontrollpatienten, mit einem abnormalen Anstieg der späten Komponente des TMS-evozierten Potenzials, was mit kortikaler Übererregbarkeit übereinstimmt. Diese Anomalie war spezifisch für Regionen mit abnormaler funktioneller Konnektivität im Ruhezustand. Die Analyse der elektrischen Quelle bei einem Probanden mit zuvor aufgezeichneten Anfällen zeigte, dass der Ursprung der abnormalen TMS-evozierten Aktivität mit der Anfalls-Onset-Zone übereinstimmte, was auf das Vorhandensein eines epileptogenen Schaltkreises hindeutet. Diese Ergebnisse zeigen, wie rs-fcMRT, TMS und EEG zusammen genutzt werden können, um die physiologische Bedeutung einer abnormalen Gehirnkonnektivität bei menschlichen Krankheiten zu identifizieren und zu verstehen.

Resting-State - funktionelle Konnektivität fMRI kann verwendet werden , um Bereiche der Hirnrinde zu identifizieren , die hohe funktionelle Konnektivität mit den heterotopen periventrikuläre grauen Substanz Knötchen (Abbildung 1) zeigen, und Kontrollregionen ohne solche Konnektivität. Um zu bestimmen, ob eine solche abnormale funktionelle Konnektivität physiologische Bedeutung hat, kann der kortikalen Region mit korrelierten Ruhezustand Aktivität wie die &quot;verbunden&...

Die MRT mit funktioneller Konnektivität im Ruhezustand hat Anomalien bei Patienten mit einer Vielzahl von neuropsychiatrischen Störungen identifiziert, einschließlich Epilepsie aufgrund von Fehlbildungen der kortikalen Entwicklung. Die transkranielle Magnetstimulation in Kombination mit dem EEG kann zeigen, dass Patienten mit Epilepsie in Regionen mit abnormaler Konnektivität eine kortikale Übererregbarkeit aufweisen.

Ein Multimodal Imaging- und Stimulations-basierte Verfahren zur Bewertung der Connectivity-bezogenen Erregbarkeit des Gehirns bei Patienten mit Epilepsie

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments besteht darin, regionale kortikale Hypererregbarkeit bei Patienten mit Epilepsie mithilfe der funktionellen Konnektivität im Ruhezustand, MRI-gesteuerter transkranieller Magnetstimulation und gleichzeitiger EEG-Aufzeichnung zu bewerten. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im Bereich der Epilepsie und der Neurophysiologie zu beantworten, beispielsweise, ob bei Patienten mit Epilepsie Hinweise auf Hypererregbarkeit in Regionen vorliegen, die als Teil des epileptogenen Netzwerks angesehen werden. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass sie zur Beurteilung von Unterschieden in der zerebralen Erregbarkeit in Abhängigkeit von der Konnektivität genutzt werden kann und es ermöglicht, die kortikale Reaktivität in einer Vielzahl unterschiedlicher Hirnregionen zu untersuchen.Diese Technik hat Auswirkungen auf die Diagnose und Behandlung von Epilepsie, da eine kortikale Hypererregbarkeit selbst dann nachgewiesen werden kann, wenn das routinemäßige EEG normal ist, und epileptogene Schaltkreise gezielt therapeutisch angesprochen werden können. Die Durchführung des Verfahrens wird Tamara Gedankian, eine wissenschaftliche Mitarbeiterin in meinem Labor, demonstrieren. Vor der Untersuchung bestimmen Sie die beiden TMS-Zielregionen, indem Sie die funktionelle Konnektivitätskarte jedes Probanden auf das strukturelle Bild desselben Probanden überlagern.Um die experimentelle Sitzung zu beginnen, bringen Sie die Versuchsperson in den Prüfungsraum und lassen Sie sie auf dem Stuhl Platz nehmen. Messen Sie den Kopf der Versuchsperson und wählen Sie eine Elektroenzephalographie- oder EEG-Kappe passender Größe aus, um niedrige Elektrodenimpedanzen zu ermöglichen. Reinigen Sie anschließend die Haut unter jeder Elektrode gründlich mit einem Wattestäbchen und Alkohol.Tragen Sie leitfähiges Gel auf jede Elektrode auf und drücken Sie die Elektrode fest, um einen guten Kontakt zwischen Kopfhaut, Gel und Elektrode sicherzustellen. Um Ladeartefakte zu minimieren, stellen Sie sicher, dass sich das Gel nicht außerhalb des Elektrodenhalters ausbreitet. Platzieren Sie die Referenz- und Erdungselektrode auf der Stirn und so weit wie möglich von der Stimulationspule entfernt, um die Möglichkeit eines TMS-bedingten Elektrodenartefakts, der die gesamte Aufzeichnung beeinträchtigen könnte, zu minimieren.Platzieren Sie diese Elektroden in einem Abstand von wenigen Zentimetern zueinander, um Störungen im Gleichtakt zu minimieren. Drücken Sie anschließend die Schaltfläche zur Impedanzmessung am EEG-System. Überprüfen Sie die Elektrodenimpedanzen, indem Sie die EEG-Ausgabekabel in die Impedanzbuchse des EEG-Aufnahmesystems einstecken.Stellen Sie sicher, dass die Elektrodenimpedanz nicht größer als fünf Kilohm ist. Bereiten Sie anschließend die Elektromyographie-Elektroden an der kontralateralen Hand vor. Geben Sie dem Probanden Ohrstöpsel, um das Risiko von Hörverlust und Tinnitus zu minimieren.Bringen Sie dann die Infrarot-Detektoren am Kopf des Probanden an, wobei sichergestellt werden muss, dass die Detektoren so positioniert sind, dass das Risiko einer Bewegung während der experimentellen Sitzung minimiert wird. Registrieren Sie den Kopf des Probanden gemeinsam mit den MRT-Bildern, indem Sie mithilfe des mit der Neuronavigationsausrüstung bereitgestellten Zeigers die Position der zuvor ausgewählten externen anatomischen Referenzmarkierungen am Probanden identifizieren. Gewöhnen Sie den Probanden an die Stimulation, indem Sie einen Impuls an einer anderen Stelle anwenden oder einen schwachen Stimulationsimpuls auf die Kopfhaut geben.Bestimmen Sie die Ruhe-Motor-Schwelle, indem Sie die motorische Rinde des Probanden in der Hemisphäre ipsilateral zu den funktionalen Konnektivitäts-basierten Zielarealen lokalisieren. Halten Sie die Spule senkrecht zum Gyrus ausgerichtet, wobei der Griff in okzipitale Richtung zeigt, und beginnen Sie mit einer Stimulationsintensität, die voraussichtlich unterhalb der Schwelle liegt. Erhöhen Sie anschließend die Stimulationsintensität in Schritten von 5 % der maximalen Stimulatorleistung, bis die TMS in jedem Durchgang zuverlässig motorisch evozierte Potentiale mit Amplituden über 50 Mikrovolt hervorruft.Verringern Sie die Stimulationsintensität in Schritten von 1 % der maximalen Stimulatorleistung, bis weniger als fünf positive Antworten von zehn aufgezeichnet werden. Stellen Sie abschließend die TMS-Intensität auf den gewünschten Wert ein. Geben Sie einzelne TMS-Pulse an jede der Zielregionen mittels der Neuronavigationssoftware ab, wobei die Pulsabstände variabel gehalten werden, um kortikale Plastizität und Erwartungseffekte des Probanden zu minimieren.Beginnen Sie mit einer ersten Runde einer Independent Component Analysis (ICA) und entfernen Sie die ein bis zwei Komponenten, die die starke, durch TMS hervorgerufene initiale Muskelaktivierung darstellen. Führen Sie dazu eine ICA mit der Fast-ICA-Methode unter Verwendung des symmetrischen Ansatzes und der 10-Kontrastfunktion mithilfe des hier gezeigten Befehls durch. Identifizieren Sie Komponenten, die mit dem TMS-Artefakt übereinstimmen, indem Sie Werkzeuge auswählen, Daten mithilfe der ICA verwerfen und Komponenten nach Abbildung entfernen, wodurch topografische Darstellungen aller ICA-Komponenten erstellt werden.Klicken Sie anschließend auf die Nummer jeder Komponente, um die Details der Komponente darzustellen. Entfernen Sie danach die artefaktbedingten Komponenten, indem Sie Werkzeuge, Komponenten entfernen auswählen und die entsprechenden Komponentennummern in das Feld für zu entfernende Komponente(n) eingeben. Drücken Sie im Bestätigungsfenster, das angezeigt wird, auf ERP-Diagramm anzeigen, um die ereignisbezogenen Potentiale (ERPs) zu überprüfen, die durch das Entfernen der ausgewählten Komponenten entstehen.Um die Einzeltrialeffekte zu überprüfen, klicken Sie auf „Einzeltrials plotten“. Nach der Überprüfung des ERP, wie bei Einzeltrials, drücken Sie die Schaltfläche „Akzeptieren“, um die ausgewählten Komponenten zu löschen. Führen Sie eine zweite ICA-Runde durch und entfernen Sie Komponenten, die Artefakte durch Drift, Blinken, Muskeln und Elektrodenrauschen entsprechen.Führen Sie dazu eine ICA mit der Fast-ICA-Methode unter Verwendung des symmetrischen Ansatzes und der Tan-Kontrastfunktion durch, wie bereits in der ersten Runde der ICA durchgeführt. Ebenso sollten die Komponenteneigenschaften genauso ausgewertet werden wie bei der topografischen Karte in der ersten Runde der ICA. Markieren Sie anschließend Komponenten, die mit verbleibenden TMS-Zerfallsartefakten, Blinkartefakten und Muskelartefakten übereinstimmen.Markieren Sie zusätzlich Komponenten, die aufgrund ihrer räumlichen und zeitlichen Verteilung mit Kanalrauschen übereinstimmen. Entfernen Sie abschließend die markierten Komponenten, wie bereits in der ersten ICA-Runde geschehen, indem Sie Werkzeuge, Komponenten entfernen auswählen und die entsprechenden Komponentennummern im Feld für Komponenten, die aus den Daten entfernt werden sollen, eingeben. Die ruhende funktionelle Konnektivitäts-MRT wird verwendet, um Regionen auf der kortikalen Oberfläche zu identifizieren, die eine Konnektivität zu den Heterotopie-Regionen aufweisen.TMS in diesen Regionen führt im Vergleich zu Regionen ohne abnormale Konnektivität und zu denselben Stellen bei gesunden Kontrollpersonen zu einer abnorm verlängerten Aktivität. Hier kann die Quelllokalisation der abnormalen späten Ausschläge in den TMS-erzeugten Potentialen bei Patienten mit Epilepsie jene Hirnregionen identifizieren, aus denen die abnorme Aktivität entspringt. Sie kann räumlich mit dem Anfallsfokus des Patienten zusammenfallen.Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man die funktionelle Konnektivität im Ruhezustand mittels MRT-gesteuerter TMS-EEG untersucht, um die Reizbarkeit des Gehirns in verschiedenen Regionen bei Patienten mit Epilepsie und anderen neuropsychiatrischen Erkrankungen zu bewerten. Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie die repetitive TMS angewendet werden, um zu untersuchen, ob eine Verringerung der kortikalen Erregbarkeit in Gehirnregionen, die Teil des pathogenetischen Netzwerks sind, die Krankheitsaktivität beeinflussen kann.

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Research

Forschung

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Medicine

Medizin

In diesem Video werden die Auswirkungen der transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) auf Hirnschnitte untersucht, die den anterioren cingulären Kortex (ACC) und die Thalamusregionen enthalten, wobei ein Multi-Elektroden-Array (MEA) zur Messung elektrischer Signale verwendet wird. Durch die Abgabe von elektrischen Impulsen und die Infusion von anfallsauslösenden Medikamenten untersucht die Studie die ACC-Reaktion auf Anfälle.

Überwachung der Hirnrinde mit einem Multi-Elektroden-Array als Reaktion auf anfallsauslösende Wirkstoffe

Quelle: Papadelis, C.. , et al., Interiktale hochfrequente Oszillationen, die mit gleichzeitiger Magnetoenzephalographie und Elektroenzephalographie als Biomarker für pädiatrische Epilepsie nachgewiesen wurden. J. Vis. exp.{TAG_ 27}} (2016).  Dieses Video zeigt die Methode zur Verwendung von Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetoenzephalographie (MEG) zur Identifizierung interiktaler epileptiformer Entladungen (IEDs) und hochfrequenter Oszillationen (HFOs) zur Lokalisierung anfallsanfälliger...

 Gleichzeitige Elektroenzephalographie und Magnetoenzephalographie zur Identifizierung anfallsanfälliger Hirnregionen 

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