Method Article

אפנון לא פולשני ומיפוי רובוטי של קליפת מנוע במוח המתפתח

DOI:

10.3791/59594

⸱

July 1st, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurosciences, University of Calgary, 2Hotchkiss Brain Institute, University of Calgary, 3Cumming School of Medicine, University of Calgary, 4Department of Pediatrics, University of Calgary, 5Alberta Children's Hospital Research Institute, University of Calgary, 6Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, 7Department of Clinical Neurosciences, University of Calgary

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מדגימים פרוטוקולים עבור אפנון (tDCS, HD-tDCS) ומיפוי (רובוטית TMS) של קליפת המנוע אצל ילדים.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מיפוי קליפת המוח עם גירוי מגנטי transcranial (TMS) יש פוטנציאל לחקור את הפיזיולוגיה המעטפת המוטורית ופלסטיות אך נושאת אתגרים ייחודיים אצל ילדים. באופן דומה, transcranial ישיר גירוי הנוכחי (tDCS) יכול לשפר למידה מוטורית אצל מבוגרים אבל רק לאחרונה הוחל על ילדים. השימוש ב-tDCS ובטכניקות המתעוררים כגון tDCS בהבחנה גבוהה (HD-tDCS) מחייבים שיקולים מתודולוגיים מיוחדים במוח המתפתח. מיפוי רובוטי TMS מוטורי עשוי להעניק יתרונות ייחודיים למיפוי, במיוחד במוח המתפתח. כאן, אנו שואפים לספק גישה מעשית, סטנדרטית עבור שתי שיטות משולבות מסוגל במקביל לחקור אפנון קליפת מנוע ומפות מנוע אצל ילדים. ראשית, אנו מתארים פרוטוקול עבור מיפוי רובוטי TMS מוטוריים. אישית, MRI-נווט 12x12 רשתות ממורכז על מדריך קליפת המוח רובוט לנהל את הדופק בודד TMS. מתכוון פוטנציאל המנוע מעורר (MEP) המוני לנקודת הרשת משמשים כדי ליצור מפות מנוע תלת-ממד של שרירי היד בודדים עם תוצאות כולל אזור המפה, נפח, ומרכז של כוח הכבידה. כלים למדידת בטיחות וסבילות של שתי השיטות כלולים גם כן. שנית, אנו מתארים את היישום של שני tDCS ו-HD-tDCS לווסת את קליפת מנוע ולמידה מוטורית. פרדיגמה של הדרכה ניסיונית ותוצאות מדגם מתוארות. שיטות אלה יקדם את היישום של גירוי מוחי לא פולשני אצל ילדים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

גירוי מוחי לא פולשני יכול למדוד ולווסת את תפקוד המוח האנושי1,2. המטרה השכיחה ביותר היתה קליפת המנוע, בשל חלק לפלט ביולוגי מיידי ומדידה (מנוע מעורר פוטנציאל) אבל גם את השכיחות הגבוהה של מחלות נוירולוגיות וכתוצאה מערכת תפקוד מוטורי ונכות. זה נטל גלובלי גדול של מחלות כולל שיעור גבוה של תנאים המשפיעים על ילדים כגון שיתוק מוחין, הגורם המוביל של נכות לכל החיים המשפיעים על כמה 17,000,000 אנשים ברחבי העולם3. למרות הרלוונטיות הקלינית הזאת והיכולות המגוונות והגדלות של הטכנולוגיות הנוירוגירויים, יישומים במוח המתפתח רק מתחילים להיות מוגדרים4. אפיון משופר של שיטות הגירוי המוח....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל השיטות המתוארות בפרוטוקול זה אושרו על-ידי הוועד האתיקה של מחקר בריאות Conjoint, אוניברסיטת קלגרי (REB16-2474). הפרוטוקול מתואר באיור 1.

1. לא פולשנית גירוי המוח התוויות

  1. המסך את כל המשתתפים עבור התוויות עבור TMS15 ו tdcs1 לפני הגיוס.

2. מיפוי גירוי מגנטי Transcranial

  1. הכנת MRI עבור הTMS לנווט
    1. השג את ה-MRI המבני של כל משתתף (T1). אם MRI ממותירה, השתמש ב-MRI של תבנית מתוך המכון הנוירולוגי של מונטריאול.
    2. יבא את קובץ ה-MRI בפורמט DICOM או NIFTI לתוכנה העצבית (ראה טבלת חומרים).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

באמצעות השיטות המוצגות כאן, השלמנו אקראי, מבוקר תרמית משפט התערבותית8. יד ימין ילדים (n = 24, גילאי 12-18) ללא התוויות עבור שני סוגים של גירוי מוחי לא פולשני גויסו. המשתתפים לא נכללו באופן ספציפי במחקר זה, אם על תרופות נוירופסיכוטרופיות או אם הם לא היו תמימים tDCS. . לא היו שום מדרוטים

מפות רובוטית TMS מוטוריים הושגו לרכוש מפת מנוע בסיסית וכלה לשמש מנגנון פוטנציאלי לניטור נוירופלסטי ושינויים בקליפת המוח ל.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

TMS גם נחקרו באוכלוסיות של ילדים קליניים, כולל שבץ מוחי22 ושיתוק מוחין, שבו TMS מפות מוטוריים נוצרו בהצלחה אצל ילדים עם שיתוק מוחין לחקור מנגנונים של פלסטיות התערבותית. באמצעות פרוטוקול מבוסס8, מפות מוטוריות TMS נאספו בהצלחה בדרך כלל הילדים בפיתוח, וכרגע נאספים בתוך מבצעים מתמשך להיכנס לניסוי קליני לילדים עם שבץ מוחי מוחין מוחין ( NCT03216837). תיאור שיטות מיפוי מוטורית TMS יאפשר שכפול ויישומים נוספים של פרוטוקולים בילדים בריאים וילדים עם הפרעות תנועה.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין כל גילוי.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה נתמך על ידי המכונים הקנדיים לחקר הבריאות.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ממריץ 1x1 SMARTscanSoterix Medical Inc.
מתאם 4x1 HD-tDCSSoterix Medical Inc.
Brainsight NeuronavigationRoge Resolutionhttps://www.rogue-resolutions.com/catalogue/neuro-navigation/brainsight-tms-navigation/
אלקטרודה גומי פחמןSoterix Medical Inc.
EASYpad אלקטרודהSoterix Medical Inc.
EASYstrapsSoterix Medical Inc.
מגבר https://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/1x1-easystrap EMGBortec Biomedicalhttp://www.bortec.ca/pages/amt_16.htm
מחזיק אלקטרודות HD1Soterix Medical Inc.https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd1-holder מחזיק אלקטרודה HD-Base סטנדרטי עבור אלקטרודה HD tES (HD-tES) בחדות
גבוההSoterix Medical Inc.https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-electrodeטבעת סינטרית HD-אלקטרודה.
HD-ג'לSoterix Medical Inc.https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gelHD-GEL עבור מערכת רכישת נתונים בחדות גבוהה (HD-tES)
מיקרו 1401קיימברידג' אלקטרוניקה http://ced.co.uk/products/mic3in
חברת PurduePegboard Lafayette Instrument Company
פתרון מלחבקסטר
Soterix Medical HD-CapSoterix Medical Inc.
TMS רובוטאקסיליום רובוטיקהhttp://www.axilumrobotics.com/en/
TMS ממריץ וסלילמגסטים בע"מhttps://www.magstim.com/neuromodulation/
https://soterixmedical.com/research/1x1/tdcs/devicehttps://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/4x1https://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/carbon-ruber-electrodehttps://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/1x1-easypadhttp://www.baxter.ca/en/products-expertise/iv-solutions-premixed-drugs/products/iv-solutions.pagehttps://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-cap

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Woods, A. J., et al. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology. 127 (2), 1031-1048 (2016).
  2. Nitsche, M. A., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Robotic TMS Motor MappingTranscranial Magnetic StimulationTranscranial Direct Current StimulationHigh Definition tDCSMotor Evoked PotentialNeuronavigation MRI IntegrationEMG Data Acquisition3D Motor Map AnalysisPediatric Brain StimulationMotor Cortex Plasticity

Related Articles