$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
קליפת המוח השמיעתית קשורה לעיבוד של קול, המהווה את הבסיס לעיבוד הקשור לדיבור או למוזיקה1. עם זאת, למרות התקדמות ניכרת בשנים האחרונות, התכונות התפקודיות והלטרליזציה של קליפת המוח השמיעתית האנושית רחוקות מלהיות מובנות במלואן. גרייה מגנטית טרנסקרניאלית (TMS) היא טכניקה לא פולשנית שיכולה לווסת באופן זמני או ממושך את העירור הקליפלי באמצעות יישום פולסים של שדה מגנטי מקומי, והיא מהווה שיטה ייחודית לחקירת פלסטיות וקישוריות. רק לאחרונה היא החלה להיות מיושמת כדי להבין את התפקוד של קליפת המוח השמיעתית 2.
סוגיה חשובה בשימוש ב-TMS היא שההשלכות הפיזיולוגיות של הגירוי קשות לקביעה. למרות שרבים ממחקרי ה-TMS מניחים את ההנחה הגלומה שאיזור המטרה של הסליל הוא האיזור שמושפע, אין זה חייב להיות המקרה, במיוחד עבור תפקודים קוגניטיביים מורכבים התלויים באינטראקציות בין אזורי מוח רבים 3. פתרון אחד לבעיה זו הוא שילוב של TMS עם דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI). הרעיון כאן הוא ש-fMRI יספק מדד לשינויים בפעילות המוח הקשורים ל-TMS. כך, fMRI יעניק אמצעי עצמאי להערכה של האזורים המושפעים מ-TMS וכיצד הם מוודרגים 4. בנוסף, fMRI מאפשר הערכה של קישוריות תפקודית, המהווה מדד לצימוד הזמני בין אזורים מרוחקים. לכן הוא יכול להיות שימושי לא רק למדידת ויסות הפעילות נטו המושרה על ידי TMS במיקומים נתונים, אלא גם למידה שבה תכונות הרשת מושפעות מ-TMS, באמצעות כל שינוי נצפה בקישוריות התפקודית.
קיימות גישות שונות לשילוב של TMS והדמיה תפקודית, בהתאם לסדר הכרונולוגי של השיטות. ניתן לבצע fMRI תפקודי לפני, במהלך, אחרי, או הן לפני והן אחרי ה-TMS. לאחרונה, מספר מחקרים שילבו בין TMS ל-fMRI באופן לסירוגין כדי לספק מיפוי בזמן אמת של השינויים התפקודיים המושרים על ידי TMS 5-7. עם זאת, שילוב מקוון זה כרוך בבעיות טכניות רבות, כולל ארטיפקטים סטטיים הנובעים מנוכחות סליל ה-TMS בחדר הסורק, או השפעות פולסי ה-TMS על תהליך יצירת דמות ה-MR. אך חשוב מכך, הרעש האקוסטי החזק המושרה על ידי TMS (שעוצמתו גוברת בהשוואה לשימוש סטנדרטי עקב תהודה של גליל הסורק) והעלייה ברעידות סליל ה-TMS (הנגרמות מכוחות מכניים חזקים בשל השדה המגנטי הסטטי של סורק ה-MR) מהווים בעיה קריטית כאשר בוחנים עיבוד שמיעתי.
זוהי אחת הסיבות לכך ש-fMRI בוצע לפני ואחרי TMS במחקר הנוכחי. גישות דומות שימשו למיקוד בקורטקס המוטורי 8,9, בקורטקס הפרה-מוטורי 10, בקורטקס הסומטוסנסורי הראשוני 11,12 ובאזורים הקשורים לשפה 13, אך עד כה אף מחקר משולב של TMS-fMRI לא בחן את קורטקס השמיעה. מטרת מאמר זה היא לספק פרטים הנוגעים לפרוטוקול ולשיקולים הדרושים לשילוב מוצלח של שני הכלים הנוירו-מדעיים הללו לצורך חקירת עיבוד שמיעתי.
בעבר הראינו כי גרייה מגנטית חוזרת של המוח (rTMS) בתדרים גבוהים ונמוכים (10 Hz ו-1 Hz בהתאמה), אשר הוחלה על קליפת המוח השמיעתית, ויסמה את זמן התגובה (RT) במטלה של הבחנה בין מנגינות 2. הראינו גם כי ויסום ה-RT היה במתאם עם קישוריות תפקודית ברשת השמיעתית כפי שנמדדה באמצעות fMRI: ככל שהקישוריות התפקודית בין קליפות המוח השמיעתיות השמאלית והימנית הייתה גבוהה יותר במהלך ביצוע המטלה, כך היה גבוה יותר האפקט המקל (i.e. קיצור ה-RT) שנצפה עם rTMS. עם זאת, ממצאים אלו היו בעיקר קורלטיביים, שכן ה-fMRI בוצע לפני ה-rTMS. במחקר הנוכחי, fMRI בוצע לפני ומיד אחרי ה-TMS כדי לספק מדדים ישירים של הארגון התפקודי של קליפת המוח השמיעתית, ובאופן ספציפי יותר, של הארגון המחדש הפלסטי של הרשת הנוירונלית השמיעתית המתרחש לאחר ההתערבות הנוירונלית שסופקה על ידי TMS.
שילוב של fMRI ו-TMS המופעלים על קליפת השמיעה אמור לאפשר הבנה טובה יותר של מנגנוני המוח בעיבוד שמיעתי, ובכך לספק מידע פיזיולוגי על ההשפעות התפקודיות של TMS. ידע זה עשוי להועיל ליישומים רבים במדעי המוח הקוגניטיביים, כמו גם לאופטימיזציה של יישומים טיפוליים של TMS, במיוחד בהפרעות הקשורות לשמיעה.