La resonancia magnética de conectividad funcional en estado de reposo ha identificado anomalías en pacientes con una amplia gama de trastornos neuropsiquiátricos, incluida la epilepsia debida a malformaciones del desarrollo cortical. La estimulación magnética transcraneal en combinación con el EEG puede demostrar que los pacientes con epilepsia tienen hiperexcitabilidad cortical en regiones con conectividad anormal.
Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.
Artículo de método
Un método multimodal Imaging- y basados en la estimulación de evaluar relacionados con la conectividad cerebral excitabilidad en pacientes con epilepsia
En este artículo
Resumen
Resumen
La resonancia magnética de conectividad funcional en estado de reposo (rs-fcMRI) es una técnica que identifica la conectividad entre diferentes regiones del cerebro basándose en las correlaciones a lo largo del tiempo en la señal dependiente del nivel de oxigenación de la sangre. La resonancia magnética rs-fc se ha aplicado ampliamente para identificar anomalías en la conectividad cerebral en diferentes enfermedades neurológicas y psiquiátricas. Sin embargo, se desconoce la relación entre las anomalías de la conectividad rs-fcMRI, la electrofisiología cerebral y el estado de la enfermedad, en parte porque no se ha establecido la importancia causal de las alteraciones en la conectividad funcional en la fisiopatología de la enfermedad. La estimulación magnética transcraneal (EMT) es una técnica que utiliza la inducción electromagnética para producir cambios focales en la actividad cortical de forma no invasiva. Cuando se combina con la electroencefalografía (EEG), la EMT se puede utilizar para evaluar la respuesta del cerebro a las perturbaciones externas. Aquí proporcionamos un protocolo para combinar rs-fcMRI, TMS y EEG para evaluar la importancia fisiológica de las alteraciones en la conectividad funcional en pacientes con enfermedad neuropsiquiátrica. Aportamos resultados representativos de un estudio previamente publicado en el que se utilizó la rs-fcMRI para identificar regiones con conectividad anormal en pacientes con epilepsia debido a una malformación del desarrollo cortical, heterotopía nodular periventricular (HPN). La estimulación en pacientes con epilepsia dio lugar a una actividad anormal del EEG evocado por TMS en relación con la estimulación de los mismos sitios en pacientes de control sanos emparejados, con un aumento anormal en el componente tardío del potencial evocado por TMS, consistente con hiperexcitabilidad cortical. Esta anormalidad fue específica de regiones con conectividad funcional en estado de reposo anormal. El análisis de la fuente eléctrica en un sujeto con convulsiones previamente registradas demostró que el origen de la actividad anormal evocada por TMS colocalizada con la zona de inicio de las convulsiones, lo que sugiere la presencia de un circuito epileptogénico. Estos resultados demuestran cómo rs-fcMRI, TMS y EEG se pueden utilizar juntos para identificar y comprender la importancia fisiológica de la conectividad cerebral anormal en las enfermedades humanas.
Introducción
La estimulación magnética transcraneal (TMS) es un medio para estimular de forma no invasiva regiones de la corteza a través de la inducción electromagnética. En TMS, un gran pero espacialmente restringida de flujo magnético se utiliza para inducir un campo eléctrico en una zona cortical de destino, y por lo tanto modular la actividad del tejido neural subyacente. TMS a motor resultados de la corteza en potenciales evocados motores que se pueden medir periféricamente a través de la electromiografía (EMG). Cuando se aplica en pares o tripletes de pulsos, TMS se puede utilizar para evaluar la actividad de los circuitos GABAérgicas y glutaminérgicos intracorticales espe....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Protocolo
El protocolo descrito aquí fue aprobado por las juntas de revisión institucional de la Israel Deaconess Medical Center Beth y el Instituto de Tecnología de Massachusetts.
1. Selección del Objeto
- La selección de pacientes para el protocolo de investigación.
- Identificar a los pacientes con epilepsia activa (convulsiones en el último año) o un historial de epilepsia remoto (convulsiones anteriores, pero sin convulsiones en los últimos cinco años, ya sea dentro o fuera de la medicación) y heterotopía nodular periventricular en imágenes del cerebro estructural.
- Excluir a los pacientes sin antecedentes de convulsio....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Resultados
En estado de reposo la conectividad funcional fMRI se puede utilizar para identificar regiones de la corteza que demuestran la conectividad funcional alta con los nódulos de materia gris periventriculares heterotópico (Figura 1), y regiones de control sin dicha conectividad. Para determinar si este tipo de conectividad funcional anormal tiene importancia fisiológica, la región cortical con la actividad en estado de reposo correlacionada se puede elegir como los sitios &q.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Discusión
En estado de reposo MRI conectividad funcional se ha utilizado para identificar la conectividad de red en el cerebro humano, y para identificar alteraciones de conectividad que se producen en diferentes estados de enfermedad 26,31,32. Sin embargo, como la conectividad funcional fMRI se basa en la identificación de correlaciones en la señal BOLD, y como los cambios de oxigenación de la sangre tienen una relación no trivial con la actividad neural subyacente, la importancia causal y relevancia fisiológica de es.......
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Divulgaciones
MMS, SWG, CJC y BSC no tienen nada que revelar. APL forma parte de los consejos asesores científicos de Nexstim, Neuronix, Starlab Neuroscience, Neuroelectrics y Neosync, y figura como inventor en varias patentes emitidas y pendientes sobre la integración en tiempo real de la estimulación magnética transcraneal (TMS) con electroencefalografía (EEG) e imágenes por resonancia magnética (MRI).
Agradecimientos
Los autores desean agradecer a Emily L. Thorn, B.A., por su ayuda con la sección de estimación de la fuente de actividad eléctrica evocada. MMS contó con el apoyo de un premio KL2/Catalyst Medical Research Investigator Training de Harvard Catalyst/The Harvard Clinical and Translational Science Center (Centro Nacional de Recursos de Investigación y el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales, Premio KL2 TR001100 de los Institutos Nacionales de Salud). CJC contó con el apoyo de una subvención de los Institutos Nacionales de Salud (5K12NS066225). APL fue financiado en parte por subvenciones de la Fundación Sidney R. Baer Jr., los Institutos Nacionale....
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| resonancia magnética 3T | |||
| conectividad funcional | |||
| de resonancia magnética software | magnética MRICron | ||
| Estimulador magnético transcraneal | Nexstim | Estimulador eXimia | Puede utilizar estimuladores de otros proveedores, p. ej., Magventure, Magstim |
| Sistema de neuronavegación de resonancia magnética | Nexstim | NBS v3.2.1 | Sistema alternativo de neuronavegación por resonancia magnética, e.g., Brainsight, |
| Localite Sistema de EEG compatible con TMS | Nexstim | Eximia Alternativas a EEG | : Brain Products, Synamps, ANT |
| Matlab | Mathworks | R2012b | Alternativas: Octave |
| EEGLab | |||
| Software | |||
| FreeSurfer |
Referencias
- Florian, J., Müller-Dahlhaus, M., Liu, Y., Ziemann, U. Inhibitory circuits and the nature of their interactions in the human motor cortex a pharmacological TMS study. J. Physiol. 586 (2), 495-514 (2008).
- Rotenberg, A.
Acceso restringido. Inicie sesión o comience una prueba gratuita para ver este contenido.
Reimpresiones y permisos
Etiquetas
Conectividad funcional en estado de reposoEstimulación magnética transcranealRegistro electroencefalográficoExcitabilidad cerebral en la epilepsiaEvaluación de la hiperexcitabilidad corticalActividad EEG evocada por TMSIRM de conectividad funcionalEstimulación guiada por neuronavegaciónAnálisis de componentes independientesLocalización de la zona de inicio de las crisis
