Name: חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מEEG נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-05-12T21:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 36 s
Description: למדו לחלץ פוטנציאלים עוררים אמינים מנתוני EEG במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI. השיטה משלבת הדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית ברזולוציה גבוהה עם ניווט סטריאוטקטי לזיהוי מדויק של אזורי קורטקס מטרה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ברצוננו להודות לכד דוד על תרומתו רבת ערך לניסוי TMS זה. מחקר זה מומן על ידי מענק ממכון לוי-אדרשים-גיטר למיפוי מוח לתואר ראשון, מענק מטעם קרן וולפסון; מעניק 65/08 ו1657-1608 מקרן המדע הישראלית ומענק נסיעות מחוקר המועצה הבריטית לניירות ערך התכנית לGY הניסוי נערך במכון וואהל להדמיה מתקדם, תל אביב המרכז רפואי ע&quot;ש סוראסקי.

הניסוי מתבצע בשתי פגישות נפרדות. במהלך הפגישה הראשונה ניסוי MRI תפקודי (למשל Localizer פונקציונלי) מתבצע על מנת להגדיר את תחומי יעד TMS הרצויים על בסיס נושא בודד. אז תוצאות fMRI מוזנות לתוך מערכת ניווט stereotactic לTMS מדויק מיקוד. המושב השני נערך בעקבות הניתוח של נתוני ה-fMRI, שבמהלכו EEG נרשם במקביל לTMS. הפרוטוקול המתואר כאן אושר על ידי ועדת האתיקה של המרכז הרפואי ע&quot;ש סוראסקי בתל אביב. בדוגמא שניתנה במאמר זה, הנתונים נותחו עם גרסת MATLAB 7.7 (R2008b). תוכנה סטטיסטי מיפוי פרמטרית (SPM 5) לארגז הכלים MATLAB וMarsBar לSPM 23 שימשו לעיבוד נתוני ה-fMRI. 1. FMRI מושב וfMRI ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל משימת MRI תפקודית באמצעות הדמיה מישוריים הד sequenc (EPI)דואר כדי לקבוע מוקדים הרצויים של הפעלה להיות ממוקדת עם TMS. לניתוק טוב יותר בין אזורים הסמוכים, כמו OFA וEBA בדוגמא שלהלן, סריקה ברזולוציה גבוהה מומלצת. Voxels של 3 מ&quot;מ 3 או קטנים יותר, שהושגו עם ראש סליל ה-MRI של 8 ערוצים או יותר, מספיקים לתיחום אזורים סמוכים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל סריקה מבנית T1-משוקלל לקבל נתונים neuroanatomical. ודא כי את פניו של המשתתף נכללו במלואו בשדה ראייה של סריקה זה, שכן סמנים חיצוניים על התמונה (למשל קצה האף) יהיו מאוחר יותר משמשים לcoregister ראשו של הנושא עם הסריקה שלו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר איסוף הנתונים, השתמש בארגז הכלים MarsBar לSPM כדי להגדיר את האזורים במוח הרצויים של ריבית המבוססת על ניגודים בין תנאי הניסוי. השתמשו בניגודים להתמודד&gt; חפצים כדי להגדיר את האזור העורפי הפנים (OFA), וגופים&gt; חפצים כדי להגדיר את איזור Extrastirate הגוף (EBA). כדי להבטיח ה נוספתבשתי המטרות בקליפת המוח הן מבחינה פונקציונלית שונות, &quot;שיתוף&quot; שימוש (בMarsBar) כדי להסוות את ההחזר על ההשקעה מכל voxels להגיב לתנאי ניסוי האחרים (שלא לכלול פנים voxels מEBA, וגוף voxels מOFA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Corregister תמונות T1 המבניות עם הסריקות תפקודיות, באמצעות SPM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העתק את הקבצים של הסריקה המבנית, כמו גם קבצי ניגוד פעילות הרלוונטיים, לכונן נייד על מנת להעלות למערכת הניווט. </li></ol> 2. הכנת פרדיגמה לניסוי EEG-TMS שתאפשר הפקת ה-ERP שתואר בסעיף שלהלן הוא שיטה לאיסוף נתוני EEG במהלך יישום TMS באופן שמאפשר מיצוי של ERPs אמין והשכפול 19. היתרון של שיטה זו הוא שהיא מטפלת בקלות את החפץ משני, לאורך זמן, TMS, והוא חזק מספיק אפילו כדי לאפשר שחזור של נתונים באלקטרודות הממוקמים ממש מתחת לג TMSשמן, שבו החפץ הוא במתח הגבוה ביותר ומשך הזמן הארוך ביותר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ארגון הפרדיגמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את התנאים השונים TMS (אזורים במוח היעד השונים, כמו גם מצב ללא TMS) בבלוקים נפרדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך כל בלוק מציג את המשתתף עם כל תנאי הגירוי (למשל פרצופים, אובייקטים, סצנות וכן הלאה) באופן אקראי בעיצוב הקשור לאירוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת איכות טובה יותר של ה-ERP ותבנית TMS רעש (להלן) לוודא שיש לפחות 50 ניסויים לכל מצב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את התזמון של הדופק / פעימות TMS להשהיה הרצויה לאחר הופעת תמונה. הדבר נעשה באמצעות כתיבה ליציאת מקבילית, שממנו בכבלים הולך לממריץ TMS. פונקציה זו זמינה ברוב התוכנות לניסויים פסיכולוגיים, כגון Psychtoolbox (גרסאות 2 או 3) ל24 MATLAB או E-ממשלה (ראה לוח חומרים). להתעצבן המרווח בין הגירוי (ISI) כדי להפחית את גירוי יכולת חיזוי (ודופק) (לדוגמא: להוסיף ערך אקראי בין 0-500 msec בכל ISI). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את מצב ריק מסך נוסף: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את הניסויים שבמהלכו TMS ייושם באותה העצמה, אבל ללא הצגת גירוי על המסך. הניסויים TMS ריק מסך אלה יוגשו לחישוב תבנית חפץ TMS בהעדר הגירוי ויזואלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מספר החזרות של המשפטים ריקים להיות זהה למספר החזרות של כל אחד מתנאי הניסוי בתוך הבלוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייצוג מדויק של הצורה של חפץ שיורי TMS, אקראי הניסויים ריקים לאורך כל הבלוק ולא מציג את כולם בתחילתו או בסופו. </li></ol></li></ol> 3. הגדרת ה-EEG ומערכת Neuronavigation, וביצוע הניסוי TMS מדויק מיקוד של ROIs המוגדרת בנפרד הוא אפשרי עם השימוש של נביא stereotacticמערכת gation, מורכבת ממצלמת אינפרא אדום, חיישני אינפרא אדום רכובים על ראשו של המשתתף, ותוכנות מיוחדות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתתפי מסך המבוססים על קריטריוני בטיחות TMS. להוציא מנבדקים עם השתתפות עצמית או היסטוריה המשפחתית של אפילפסיה, נבדק עם מצבי נוירולוגים אחרים או עם מיגרנות תכופות, ונושאים שעל סמים פסיכואקטיביים. למרות שלא הוקרן בדרך כלל ל, נבדקים עם חשד להפרעות אוטונומיות כגון syncopes vasovagal (בעיקר בא לידי ביטוי כנטייה להתעלף בקלות) יכולים גם להיות שליליים. הדרך את המשתתפים להימנע ממשקאות אלכוהוליים שמתחיל בערב הקודם, ומשקאות המכילים קפאין לפחות 2 שעות לפני הניסוי. לקבלת הוראות ודיון על בטיחות נוספות ראו אל רוסי et 25, וביקורת Magstim הבטיחות <a href="http://joedevlin.psychol.ucl.ac.uk/tms/docs/magstim_safety.pdf">(http://joedevlin.psychol.ucl.ac.uk/tms/docs/magstim_safety.pdf).</a> </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן tהוא neuronavigation מערכת: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הפגישה מתחילה, להאכיל את קבצי סריקה המבניים לתוך התוכנה של מערכת הניווט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Overlay תוצאות MRI התפקודי (הניגודים) על התמונות המבניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתוכנת Neuronavigation, לסמן את המטרות הרצויות בתמונות, כמו גם סמנים אנטומיים החיצוניים שישמשו לcoregistration: קצה האף, בחלק העמוק ביותר של גשר האף המכונה לעתים קרובות nasion, וTragus של כל אוזן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר את כובע EEG על ראשו של המשתתף ולחבר את האלקטרודות: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נסה לשמור על עכבת אלקטרודה אינו גבוה מ5 kΩ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי למנוע חימום הקשורות TMS של האלקטרודות, על שימוש בג&#39;ל מעט ככל האפשר. כדי להשיג עכבה טובה עם כמות קטנה של ג&#39;ל לבצע הכנת עור יסודית. לחלופין, מבקש ממשתתפים לחפוף את השיער שלהם לפני שהגיע לניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי חוטי האלקטרודה לא לחצות each אחר ומכוונים הרחק מהמיקום של הסליל. הימנע מלולאות בחוטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בקצב דגימה גבוהה לייצוג טוב יותר של חפץ הרעש. מומלץ להשתמש kHz 1 ומעלה, כמו רוב המחקרים הקודמים בשיטה זו עשו 7,26-28. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את ההתייחסות ואלקטרודות קרקע כרחוקה מהסליל ככל האפשר. בדוגמא זו, אזורים בקליפת המוח העורפי היו ממוקדים באמצעות התייחסות האף וקרקע Fz 7. לדוגמאות אחרות רואים 3,4,27,29,30. שים לב שהנתונים יכולים להיות מחדש בהפניה לא מקוון להתייחסות חדשה לפי צורך, כגון ממוצע המשותף. שים לב: לביקורת על אופטימיזציה של התקנת TMS-EEG, ראה Veniero et 31 באל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Coregister ראשו של הנושא עם הסריקה, כדלקמן: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר גלאי אינפרא אדום על ראשו של המשתתף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Coregister מיקום הראש עם מערכת הניווט באמצעות הסמנים המוגדרים מראש (טיפשל האף, וכו &#39;ראה איור 3). מומלץ לחזור על coregistration בין בלוקים על מנת להבטיח מיקום סליל מדויק בכל השלבים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאתר את אזורי היעד: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האם הנושא יושב עם הסנטר על chinrest במרחק הרצוי מהמסך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהמשתתפים חשים בנוחים בכיסא שלהם, כפי שהם ביקשו להימנע מתנועות בלוקים הניסיוניים (חשובים למדידת רעש על תבנית מדויקת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר יעד TMS ממערכת ניווט איור 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות כלי המצביע (ראה לוח חומרים), לאפשר למערכת הניווט להנחות את המשתמש למיקום הסליל האופטימלי ולסמן אותו עם מדבקה קטנה על מכסה האלקטרודה. חשוב להחזיק את המצביע בניצב לראש. חזור על שלב זה לפני כל בלוק. שים לב שזה לא מומלץ לשימוש באינטרנט במהלך ניווט הבלוק (ניווט הסלילאת עצמו בזמן שמחזיק אותו) שכן כל תנועת סליל יש להימנע למדידה הטובה ביותר של תבנית חפץ TMS. נמצא כי predefining וסימון מיקום TMS הוא הדרך האופטימלית להשגת גירוי יציב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדריך המרכז המדויק של הסליל את הסמן, ואילו מוחזק על ידי מחזיק. לוודא שהוא משיק לראש. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את עוצמת TMS לערך הרצוי. לנהל דופק בדיקה אחת לאישורו של המשתתף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הבלוק הניסיוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> No-TMS תנאי: אם סליל TMS דמה מיוחד אינו זמין, הנח את סליל TMS ליד ראשו של הנושא ולהטות אותו ב90 מעלות. הפעל את הבלוק כרגיל, כוללים ניסויים ריקים. הקורא יכול להתייחס גם לוידאו נייר יופיטר ידי Andon וZatorre 32 להפגנה נוספת של מערכת הניווט. </li></ol> 4. ניתוח נתוני ה-EEG ומחשוב ERP <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את artif הדופק המיידימעשה, כמפורט להלן: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם מכשיר חיתוך אינו זמין (ראה לעיל), השלב הראשון בעיבוד נתוני ה-EEG יהיה לגזור את חפץ דופק TMS המיידי את עצמה מהנתונים. שים לב כי ניתן לדלג על שלב זה אם מסננים לא רצויים. אבל אם מסננים מוחלים, את הצורה החדה הקצה של החפץ תיצור עיוותים בנתונים. בזמן חלון צר של 10-15 אלפיות שניים לאחר הופעת דופק צריך להספיק, אבל להיות בטוח כדי לוודא זאת על ידי בדיקה ויזואלית של הנתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את שני קצות החתך שנוצרו לאחר הסרת דופק. שתי שיטות עיקריות לביצוע זה כבר הציעו בדוחות קודמים: 1 פשוט להצטרף יחד את שני הקצוות שנותרו לאחר הסרת דופק (ראה Fuggetta אח&#39; 26 ואיור 1.);. 2. לשרבב קו בין שני לחתוך מסתיים על ידי יצירת ערכים במרווחים שווה ביניהם 7. המשוואה משמשת לאינטרפולציה זו היא כדלקמן: עבור כל y נקודת נתונים חסר בx המדגם,לחשב y = y 0 + ((y 1-y 0) * (xx 0)) / (x 1-x 0) כאשר x ו-y 0 0 הן הקואורדינטות לנקודת נתונים האחרונות לפני הקטע לחתוך, וx 1 ו-y 1 הם הקואורדינטות לנקודת נתונים הראשונות לאחר הקטע לחתוך. שני הטכניקות להבטיח כי ניתן להחיל מסננים על הנתונים מבלי לייצר אדוות בשל צעדי מתח חדים, כפי שמודגמים באיור 1. עיינו בעבודה על ידי רייכנבאך ועמיתים 27 לאינטרפולציה פולינום סדר 3 rd מורכב יותר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליישם את שיטת החיסור: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל בלוק ניסיוני, לרבות מצב שליטה ללא TMS אם קיימים, חישוב ה-ERP בממוצע לניסויי מסך הריק על ידם לתחילת משפט נעילת הזמן (כאילו תמונה שהוצגה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסר זה בממוצע תבנית ממשפטם של כל תנאי הגירוי האחרים. אם כמה בלוקים היו לרוץלאותו אתר הגירוי, לעשות את זה בנפרד עבור כל חבילה, כתבנית תהיה מעט שונה בין הגושים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל צעדי העיבוד המקדימים ועיבוד האחרים מתבצעים כמו בכל ניסוי ERP אחר. </li></ol>

<ol><li>Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation+in+cognitive+neuroscience--virtual+lesion%2C+chronometry%2C+and+functional+connectivity%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience--virtual lesion, chronometry, and functional connectivity.</a> Curr Opin Neurobiol. 10, 232-237 (2000).</li>
<li>Taylor, P. C., Walsh, V., Eimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+TMS+and+EEG+to+study+cognitive+function+and+cortico-cortico+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Combining TMS and EEG to study cognitive function and cortico-cortico interactions.</a> Behav Brain Res. 191, 141-147 (2008).</li>
<li>Dugue, L., Marque, P., VanRullen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Phase+of+Ongoing+Oscillations+Mediates+the+Causal+Relation+between+Brain+Excitation+and+Visual+Perception%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The Phase of Ongoing Oscillations Mediates the Causal Relation between Brain Excitation and Visual Perception.</a> Journal of Neuroscience. 31, 11889-11893 (2011).</li>
<li>Massimini, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triggering+sleep+slow+waves+by+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Triggering sleep slow waves by transcranial magnetic stimulation.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 8496-8501 (2007).</li>
<li>Taylor, P. C., Nobre, A. C., Rushworth, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FEF+TMS+affects+visual+cortical+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">FEF TMS affects visual cortical activity.</a> Cereb Cortex. 17, 391-399 (2007).</li>
<li>Thut, G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+rhythmic+brain+activity+from+TMS-EEG+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cogn+Sci%22%5BJournal%5D)">New insights into rhythmic brain activity from TMS-EEG studies.</a> Trends Cogn Sci. 13, 182-189 (2009).</li>
<li>Sadeh, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulation+of+category-selective+brain+areas+modulates+ERP+to+their+preferred+categories%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Stimulation of category-selective brain areas modulates ERP to their preferred categories.</a> Curr Biol. 21, 1894-1899 (2011).</li>
<li>Bentin, S., Allison, T., Puce, A., Perez, E., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrophysiological+studies+of+face+perception+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Electrophysiological studies of face perception in humans.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 8, 551-565 (1996).</li>
<li>Rossion, B., Joyce, C. A., Cottrell, G. W., Tarr, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+lateralization+and+orientation+tuning+for+face%2C+word%2C+and+object+processing+in+the+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Early lateralization and orientation tuning for face, word, and object processing in the visual cortex.</a> Neuroimage. 20, 1609-1624 (2003).</li>
<li>Baker, C. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visual+word+processing+and+experiential+origins+of+functional+selectivity+in+human+extrastriate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+USA%22%5BJournal%5D)">Visual word processing and experiential origins of functional selectivity in human extrastriate cortex.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 104, 9087-9092 (2007).</li>
<li>Kanwisher, N., Yovel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+fusiform+face+area%3A+a+cortical+region+specialized+for+the+perception+of+faces%5BTitle%5D)+AND+%22Philos+Trans+R+Soc+Lond+B+Biol+Sci%22%5BJournal%5D)">The fusiform face area: a cortical region specialized for the perception of faces.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 361, 2109-2128 (2006).</li>
<li>Op de Beeck,, P, H., Haushofer, J., Kanwisher, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpreting+fMRI+data%3A+maps%2C+modules+and+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Interpreting fMRI data: maps, modules and dimensions.</a> Nat Rev Neurosci. 9, 123-135 (2008).</li>
<li>Okon-Singer, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatio-temporal+indications+of+sub-cortical+involvement+in+leftward+bias+of+spatial+attention%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Spatio-temporal indications of sub-cortical involvement in leftward bias of spatial attention.</a> Neuroimage. 54, 3010-3020 (2011).</li>
<li>Sadaghiani, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((alpha-band+phase+synchrony+is+related+to+activity+in+the+fronto-parietal+adaptive+control+network%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">alpha-band phase synchrony is related to activity in the fronto-parietal adaptive control network.</a> J Neurosci. 32, 14305-14310 (2012).</li>
<li>Sadeh, B., Podlipsky, I., Zhdanov, A., Yovel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Event-related+potential+and+functional+MRI+measures+of+face-selectivity+are+highly+correlated%3A+a+simultaneous+ERP-fMRI+investigation%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">Event-related potential and functional MRI measures of face-selectivity are highly correlated: a simultaneous ERP-fMRI investigation.</a> Human Brain Mapping. 31, 1490-1501 (2010).</li>
<li>Ilmoniemi, R. J., Kicic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methodology+for+combined+TMS+and+EEG%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topogr%22%5BJournal%5D)">Methodology for combined TMS and EEG.</a> Brain Topogr. 22, 233-248 (2010).</li>
<li>Julkunen, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficient+reduction+of+stimulus+artefact+in+TMS-EEG+by+epithelial+short-circuiting+by+mini-punctures%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Efficient reduction of stimulus artefact in TMS-EEG by epithelial short-circuiting by mini-punctures.</a> Clin Neurophysiol. 119, 475-481 (2008).</li>
<li>Siebner, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Consensus+paper%3A+combining+transcranial+stimulation+with+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Consensus paper: combining transcranial stimulation with neuroimaging.</a> Brain Stimulation. 2, 58-80 (2009).</li>
<li>Thut, G., Ives, J. R., Kampmann, F., Pastor, M. A., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+device+and+protocol+for+combining+TMS+and+online+recordings+of+EEG+and+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A new device and protocol for combining TMS and online recordings of EEG and evoked potentials.</a> Journal of Neuroscience Methods. 141, 207-217 (2005).</li>
<li>Virtanen, J., Ruohonen, J., Naatanen, R., Ilmoniemi, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Instrumentation+for+the+measurement+of+electric+brain+responses+to+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Biol+Eng+Comput%22%5BJournal%5D)">Instrumentation for the measurement of electric brain responses to transcranial magnetic stimulation.</a> Med Biol Eng Comput. 37, 322-326 (1999).</li>
<li>Litvak, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artifact+correction+and+source+analysis+of+early+electroencephalographic+responses+evoked+by+transcranial+magnetic+stimulation+over+primary+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Artifact correction and source analysis of early electroencephalographic responses evoked by transcranial magnetic stimulation over primary motor cortex.</a> Neuroimage. 37, 56-70 (2007).</li>
<li>Morbidi, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Off-line+removal+of+TMS-induced+artifacts+on+human+electroencephalography+by+Kalman+filter%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Off-line removal of TMS-induced artifacts on human electroencephalography by Kalman filter.</a> Journal of Neuroscience Methods. 162, 293-302 (2007).</li>
<li>Brett, M., Anton, J. L., Valabregue, R., Poline, J. B. The 8th International Conference on Functional Mapping of the Human Brain. , Sendai, Japan. (2002).</li>
<li>Brainard, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Psychophysics+Toolbox%5BTitle%5D)+AND+%22Spat.+Vis%22%5BJournal%5D)">The Psychophysics Toolbox.</a> Spat. Vis. 10, 433-436 (1997).</li>
<li>Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+ethical+considerations%2C+and+application+guidelines+for+the+use+of+transcranial+magnetic+stimulation+in+clinical+practice+and+research%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Safety ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research.</a> Clin Neurophysiol. 120, 2008-2039 (2009).</li>
<li>Fuggetta, G., Pavone, E. F., Walsh, V., Kiss, M., Eimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortico-cortical+interactions+in+spatial+attention%3A+A+combined+ERP%2FTMS+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Cortico-cortical interactions in spatial attention: A combined ERP/TMS study.</a> J Neurophysiol. 95, 3277-3280 (2006).</li>
<li>Reichenbach, A., Whittingstall, K., Thielscher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+visual+evoked+potentials+in+a+visual+suppression+task%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Effects of transcranial magnetic stimulation on visual evoked potentials in a visual suppression task.</a> Neuroimage. 54, 1375-1384 (2011).</li>
<li>Taylor, P. C., Walsh, V., Eimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+neural+signature+of+phosphene+perception%5BTitle%5D)+AND+%22Human+Brain+Mapping%22%5BJournal%5D)">The neural signature of phosphene perception.</a> Human Brain Mapping. 31, 1408-1417 (2010).</li>
<li>Iwahashi, M., Katayama, Y., Ueno, S., Iramina, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+P300+of+event-related+potential%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Effect of transcranial magnetic stimulation on P300 of event-related potential.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 1359-1362 (2009).</li>
<li>Zanon, M., Busan, P., Monti, F., Pizzolato, G., Battaglini, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+connections+between+dorsal+and+ventral+visual+streams+in+humans%3A+Evidence+by+TMS%2FEEG+co-registration%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Topogr%22%5BJournal%5D)">Cortical connections between dorsal and ventral visual streams in humans: Evidence by TMS/EEG co-registration.</a> Brain Topogr. 22, 307-317 (2010).</li>
<li>Veniero, D., Bortoletto, M., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TMS-EEG+co-registration%3A+on+TMS-induced+artifact%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">TMS-EEG co-registration: on TMS-induced artifact.</a> Clin Neurophysiol. 120, 1392-1399 (2009).</li>
<li>Andoh, J., Zatorre, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+the+after-effects+of+theta+burst+stimulation+on+the+human+auditory+cortex+with+functional+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Mapping the after-effects of theta burst stimulation on the human auditory cortex with functional imaging.</a> J Vis Exp. , (2012).</li>
<li>Thierry, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+event-related+potential+component+sensitive+to+images+of+the+human+body%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">An event-related potential component sensitive to images of the human body.</a> Neuroimage. 32, 871-879 (2006).</li>
<li>Pitcher, D., Charles, L., Devlin, J. T., Walsh, V., Duchaine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triple+dissociation+of+faces%2C+bodies%2C+and+objects+in+extrastriate+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">Triple dissociation of faces, bodies, and objects in extrastriate cortex.</a> Curr Biol. 19, 319-324 (2009).</li>
<li>Pitcher, D., Walsh, V., Yovel, G., Duchaine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((TMS+evidence+for+the+involvement+of+the+right+occipital+face+area+in+early+face+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Biol%22%5BJournal%5D)">TMS evidence for the involvement of the right occipital face area in early face processing.</a> Curr Biol. 17, 1568-1573 (2007).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

בעל היכולת הייחודית לשבש פעילות עצבית נורמלית באזורים בקליפת המוח שנבחרו לרגע, בנקודות זמן מדויקות ועם דיוק מרחבי טוב יחסית, TMS מאפשר לקשר סיבתי אזור במוח מגורה עם התנהגותיות או מידה נוירופיזיולוגיות. במאמר זה אנו מתארים שיטה למדידת EEG במהלך יישום TMS במקביל, מיקוד אזורים בקליפת המוח שהוגדרו מבחינה תפקודית, ומיישום ניתוח המאפשר מדידה אמינה של תגובות ה-ERP. נתנו דוגמא מהספרות שבTMS היה בשימוש בשילוב עם EEG ו fMRI כדי לשאול אם אזורים נתון מוגדרים fMRI מוח (כלומר OFA וEBA)...

גירוי המגנטי Transcranial (TMS) יוצר הפרעה רגעית לפעילות העצבית הנורמלית באזורי היעד של המוח. על ידי יצירת ההפרעה העצבית החולפת הזה ומדידת שינוי התנהגותי או פיסיולוגי, אנו יכולים להסיק על קשר סיבתי בין אזור היעד ואת אפקט הניסוי נמדד (לסקירה ראתה פסקואל-האונה et al. וטיילור et al. 1,2). כגון השפעה ניסיונית עשויה להיות, למשל, ביצועים במשימות קוגניטיביות או שינוי בפעילות אלקטרו (EEG). ואכן, בשנים האחרונות חוקרים החלו להשתמש TMS בשילוב עם EEG להתייחס ישירות אזורים בקליפת המוח עם פוטנציאל הקשור לאירוע (ERP) או דפוסי פעילות תנודתית (לדוגמא 2-7). במאמר המתודולוגי זה נתאר מסגרת מסוימת ושימושית לשילוב TMS וEEG: TMS מודרך-fMRI במהלך ניסוי ה-ERP. ראשית, יהיה לנו פירוט כיצד ליישם TMS לאזורים שהוגדרו מראש על ידי FMRI, בעת הקלטת נתוני ה-EEG. לאחר מכן נתאר עיצוב ניסיוני המאפשר מיצוי של ERP אמין. המטרה של ניסוי כזה היא קשר סיבתי אזורים במוח קישור מתגלים עם MRI הפונקציונלי לרכיבי ה-ERP של עניין. לבסוף, אנו נותנים דוגמא ספציפית של מחקר הנוגע פנים וERPs סלקטיבית גוף עם אזורים סלקטיבית פנים וגוף שמתגלים עם fMRI. מהו היתרון של קישור אותות EEG עם הפעלות fMRI? EEG ו fMRI משמשים בדרך כלל כלים כדי למדוד את תגובות בקליפת המוח לקלט חזותי. לדוגמא, בקטגוריה-הסלקטיביות במסלול החזותי הוערכה לקטגוריות אובייקט חזותיות שונות כגון פנים, חלקי גוף, ומילות כתובים, הן באמצעות ERP מופק 8,9 EEG נתונים, ופונקציונלי MRI 10-12. האותות שנמדדו על ידי שני כלי מחקר נפוצים אלה, עם זאת, טבע שונה במהותו. EEG נושא מידע על פעילות חשמלית עצבית עם זמן נהדרדיוק, אבל ברזולוציה מרחבית נמוכה מאוד ועשויות לשקף תערובת של מקורות רבים המשמשים כבסיס נפרד. FMRI מספק אמצעי עקיף של פעילות עצבית להסתמך על השינויים המודינמית איטיים המתרחשים במהלך מצגת גירוי ו / או ביצוע משימה, אך מציג את הפעילות הזו עם רזולוציה מרחבית גבוהה יותר. הקמת מתאם בין שני המדדים ולכן יכולה להיות עניין רב, אך היא מוגבלת בכך שהיא אינה מעיד על קשר סיבתי בין תגובת אלקטרו מוקלט קרקפת והאזורים חשפו עם MRI הפונקציונלי. גם כאשר נמדדו בו זמנית (לדוגמא 13-15), לא ניתן לקבוע קשר סיבתי בין כיוונית EEG ופעילות באזורים בקליפת המוח שהוגדרו מבחינה תפקודית. TMS הוא כלי שיכול לסייע להשגת הקמתה של מערכת יחסים כזו סיבתי. מחקר EEG-TMS בו זמנית הוא מתודולוגית מאתגר, בעיקר בשל חפץ המתח הגבוה הציג את אות ה-EEG בy הגירוי המגנטי (ראה איור 1, לסקירה ראה Ilmoniemi et al. 16). חפץ זה מורכב מהפרעה חולפת קצרה חיים הקשורים לדופק, בעקבות לעתים קרובות על ידי חפץ משני (או שיורית) איטי יותר שעלולה להימשך כמה מאות אלפיות השניה אחרי הדופק מועבר איור 2 א, ובכך לעקוף את רוב רכיבי ה-ERP של עניין. חפץ המשני זה עשוי לכלול מקורות מכאניים כגון זרמים הנגרמים על ידי פולס המגנטי לחיווט והדעיכה האיטית של זרמים אלה בעור, ומקורות פיסיולוגיים כמו פעילות שרירית על פני הקרקפת והשמיעתית או פוטנציאלים החושית עורר הושרה על ידי הפעלת הסליל 17-20. למרות שהמקורות מכאניים של הפרעה כנראה לייצר חפצים משרעת גדולים יותר מאשר הפיסיולוגיים אלה, לא ניתן להפריד בין חפצים השונים אלה, וקיומו של כל אחד מהם באות יכול לבלבל את התוצאות. אחת אפשרי כל כךlution הוא היישום של פולסים TMS חוזר על עצמו לפני EEG הקלטה (&quot;TMS לא מקוון&quot;), בניגוד לEEG-TMS בו זמנית. ההשפעה המעכבת של פרוטוקול כזה על פעילות בקליפת המוח נמשכת במשך כמה דקות (ועד חצי שעה) לאחר הגירוי, וה-EEG ניתן למדוד במהלך חלון זמן זה יעיל והשוואה לנקודת התחלה, לפני TMS, נתוני ה-EEG. גירוי חוזר על עצמו, לעומת זאת, הוא על פי הגדרה חסרת הרזולוציה הגבוהה הזמנית שTMS באינטרנט עשוי להציע, שבו יכולים להיות מנוהלים על פולסים בתזמון מדויק ביחס לתחילת משפטו ברזולוציה אלפית השנייה. ההשפעה של גירוי חוזר על עצמו יכול גם להפיץ באמצעות חיבורי קליפת המוח על פני שטח רחב יותר מרצויה, ולכן להפחית באופן משמעותי את הרזולוציה המרחבית גם כן. כדי לנצל את היתרונות של שניהם ברזולוציה המרחב ובזמן שTMS יכול לספק, ניתן ליישם שילוב EEG-TMS בו זמנית. עם זאת, זה דורש שיטות להסרת של חפציםנוצר על ידי הגירוי המגנטי על אות ה-EEG. פתרונות מתמטיים מנותק מעט מאוד להסרת חפץ TMS הוצעו 16,21,22, למרות שאין שיטה מוסכם, ואין שיטה אחת עשויה להיות אופטימלית לכל עיצובים הניסיוניים. מערכת &quot;גזיר&quot;, בהיקף של מעגלי דגימה והחזק, פותחה גם לעצור לרגע רכישת EEG במהלך לידת דופק TMS 20. טכניקה זו דורשת לא רק חומרה מיוחדת, אבל לא יכולה להסיר את חפץ TMS שיורי לחלוטין. במאמר זה נתאר התאמת המתודולוגיה EEG-TMS שפותח על ידי Thut ועמיתים 19, מתאימים במיוחד למחקרי ה-ERP. טכניקה זו מאפשרת מיצוי אמין של ה-ERP תוך ביטול כל רכיבי הרעש השיורי שנגרמו על ידי איור דופק TMS 2. בנוסף, אנו נספק הדרכה כללית להגדרת ניסוי EEG-TMS מוצלח. אתגר נוסף במחקרי TMS התייחס in נייר מתודולוגית זו הוא למצוא את המיקום הטוב ביותר וסליל הזווית למיקוד מדויק של האזור בקליפת המוח הרצוי. אנו מתארים את השימוש של מערכת ניווט stereotactic לcoregister ראשו של הנושא עם תמונות MRI פונקציונליות שנרכשו מראש. למרות שמערכת הניווט יכולה לשמש כדי למקם מבנים במוח מבחינה אנטומית מוגדרים, מיקוד מודרך-fMRI הוא שימושי במיוחד מאז לפונקציות רבות ותופעות ניסיוניות את המיקום המדויק של הפעלה לא ניתן להסיק מסמנים אנטומיים לבד. לאזורים פונקציונליים כזה של עניין (ROI), ההגדרה של אזור הוא עשה עבור כל משתתף בנפרד. כדי להמחיש את כל האמור לעיל, אנו נספק דוגמא למחקר שנערכנו בעבר, שבו EEG נרשם במקביל לTMS מונחה על ידי הפעלות fMRI 7. במחקר זה, דיסוציאציה כפולה נעשתה בין ERPs פנים סלקטיבית וגוף סלקטיבי, למרות שפנים והגוף ERPs אפונהk בערך באותו אתרי מיסות ואלקטרודה, מיקוד באזורי פנים סלקטיבית וגוף סלקטיבי מוגדר בנפרד באונה העורפית לרוחב אפשר לנו לנתק את הרשתות עצביות שבבסיס כל תגובת ה-ERP. לבסוף, ננסה לתת יעוץ כלליים יותר לייעול הקלטת EEG במהלך יישום TMS.

<table><tbody><tr><td>3.0 T Signa סורק MRI</td><td>ג'נרל אלקטריק</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BrainAmp מגבר</td><td>Brain Products GmbH</td><td>BP-01300</td><td></td></tr><tr><td>תיבת קלט אלקטרודות</td><td>Brain Products GmbH</td><td></td><td>PowerPack אופציונלי</td></tr><tr><td>- סוללה למגבר</td><td>Brain Products GmbH</td><td>BP-02615</td><td></td></tr><tr><td>BrainCap - 32 אלקטרודות שטוחות על כובע גמיש&nbsp;</td>יש להשתמש באלקטרודות שטוחות של <td>Brain Products GmbH</td><td>BP-0300MR</td><td>כדי להבטיח מרחק קצר יותר בין הסליל לקרקפת. אם משתמשים באלקטרודות גדולות יותר (למשל סוג סיכה), הסר את אלה שמתחת לסליל</td></tr><tr><td>TMS Super Rapid2 stimulator</td><td>Magstim</td><td></td><td></td></tr><tr><td>50 מ"מ סליל כפול</td><td></td> מחזיק סליל Magstim <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>כל זרוע מכנית או חצובה שיכולה להחזיק את הסליל, להיות מותאמת לזווית ולמיקום הנכונים, ולשמור על יציבות הסליל במהלך הגירוי</td>משענת סנטר <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מצלמת אינפרא אדום Polaris</td><td>Rogue Research Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polaris עוקבים וכלי מצביע</td><td>Rogue Research Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>תחנת עבודה ותוכנה</td><td>Rogue Research Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>BrainVision Recorder software</td><td>Brain Vision Brain Products GmbH</td><td>BP-00010</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB software</td><td>The MathWorks Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>SPM עבור Matlab</td><td>Wellcome המחלקה למדעי המוח הדמיה, לונדון, בריטניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ארגז כלים של אזור עניין עבור SPM</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Psychtoolbox עבור MATLAB</td><td></td><td></td><td>ארגז כלים זה ותוכנת E-prime (להלן) הם דוגמאות לתוכנת הצגת גירויים המסוגלת להעביר פקודות לממריץ TMS ולמקליט EEG עם תוכנת</td></tr> <tr><td></td><td>E-Prime לתזמון אמיןפסיכולוגיה כלי תוכנה, בע"מ</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מeeg נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי transcranial מודרך-fmri

Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

גירוי המגנטי Transcranial (TMS) הוא שיטה יעילה לקביעת קשר סיבתי בין אזור בקליפת המוח והשפעות נוירופיזיולוגיות / קוגניטיבי. באופן ספציפי, על ידי יצירת הפרעה חולפת עם הפעילות הנורמלית של אזור יעד ומדידת שינויים באותות אלקטרו, אנחנו יכולים להקים קשר סיבתי בין אזור מגורה במוח או רשת ואת אות אלקטרו שאנו רושמים. אם אזורי המטרה במוח באופן פונקציונלי מוגדרים עם לפני סריקת fMRI, TMS יכול לשמש כדי לקשר את הפעלות fMRI עם פוטנציאל עורר מוקלט. עם זאת, ביצוע ניסויים כאלה מציב אתגרים משמעותיים טכניים ניתנו החפצים משרעת גבוהים הוכנסו לאות EEG ידי פולס המגנטי, והקושי למקד בהצלחה באזורים שהוגדרו על ידי בחינה תפקודית fMRI. כאן אנו מתארים מתודולוגיה לשילוב של שלושה כלים נפוצים הבאים: TMS, EEG, וה-fMRI. אנחנו מסבירים איך להנחות את ממריץ &amp; #39; של סליל לאזור הרצוי היעד תוך שימוש בנתוני MRI אנטומי או פונקציונליים, איך להקליט EEG במהלך TMS במקביל, איך לתכנן מחקר ERP מתאים לשילוב EEG-TMS וכיצד לחלץ ERP אמין מהנתונים שנרשמו. אנו נספק תוצאות נציג ממחקר שפורסם בעבר, שבי TMS המודרך-fMRI שימש במקביל לEEG כדי להראות שN1 הפנים סלקטיבית ורכיב N1 הגוף סלקטיבית של ה-ERP הקשורים לרשתות עצביות שונות בextrastriate קליפת המוח. שיטה זו מאפשרת לנו לשלב ברזולוציה מרחבית הגבוהה של fMRI עם הרזולוציה הגבוהה הזמנית של TMS וה-EEG ולכן לקבל הבנה מקיפה של הבסיס העצבי של תהליכים קוגניטיביים שונים.

חקירת EEG-TMS במקביל הייתה בשימוש כדי לחשוף אם תגובות ERP לפרצופים וגופים נרשמו מעל קרקפת occipito וזמן הם ניתקו. כאשר גירויים חזותיים מוצגים, רכיב N1 בולט נרשם באתרי אלקטרודה האחוריים צדדית. בפרט, מרכיב N1 הוא בדרך כלל גדול יותר לפרצופים וגופות מאשר לקטגוריות גירוי אחרות 8,33. לפי הערכת ההשפעה של גירוי על פנים ואזורים במוח גוף סלקטיבי מוגדרים עם fMRI על הפנים שלהם ומרכיב N1 גוף, ניסיתי לגלות אם תגובות הפנים והגוף N1 משקפות (לפחות באופן חלקי) שאינו חופפות מקורות, או לית...

מאמר זה מתאר שיטה לאיסוף וניתוח של נתונים electroencephalography (EEG) בזמן גירוי במקביל מגנטי Transcranial (TMS) מונחה על ידי הפעלות מתגלות עם הדמיה בתהודה מגנטית תפקודית (fMRI). שיטה להסרת TMS חפץ ומיצוי של פוטנציאל אירוע הקשור מתוארת, כמו גם שיקולים בעיצוב פרדיגמה והתקנה ניסיונית.

חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מEEG נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא להפיק ERPs מהימנים מנתוני EEG שהוקלטו במהלך גרייה מגנטית טרנסקרניאלית (TMS) מונחית fMRI. דבר זה מושג תחילה על ידי ביצוע סריקת MRI תפקודית ברזולוציה גבוהה כדי להגדיר את האזורים הקורטיקליים.כדי לעורר, השלב הבא הוא תכנון ניסוי EEG המאפשר הפקת תבנית של ארטיפקט TMS, אשר תוחסר מאוחר יותר מנתוני ה-EEG שהוקלטו כדי לקבל ERP נקי. לאחר מכן, מערך ניסוי ה-T-M-S-E-E-G מוכן בקפידה באמצעות מערכת ניווט סטראאוטקטית. כדי לאתר את היעד שהוגדר ב-FMRI על ראש המשתתף, השלב האחרון הוא הקלטת נתוני EEG במקביל ליישום ה-TMS; בסופו של דבר, השתמשו בחיסור של תבנית ארטיפקט ה-TMS כדי לקבל ERP מהימן.היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון G-F-M-R-I סימולטני, הוא שהיא מאפשרת לנו להסיק מסקנות לגבי אזור מוחי המוגדר באמצעות FMRI ואות אלקטרופיזיולוגי הנמדד באמצעות EEG. האתגר המרכזי בשילוב סימולטני של E-E-G-T-M-S הוא הסרת הארטפקטים הנוצרים על ידי ה-TMS. דבר זה מושג תחילה על ידי חיתוך נתוני ה-EEG שנאספו במהלך הפולס המגנטי, ולאחר מכן תיקון של כל ארטפקט שיורי אחר הקשור ל-TMS. את ההליך זה ידגים זיו פרמן, שהוכשר בביצוע פרוצדורה זו על ידי בועז עדה.בצעו משימת MRI תפקודי באמצעות רצף דימות echo planner ברזולוציה גבוהה כדי לקבוע את אזורי ההפעלה הרצויים שיש לכוון אליהם באמצעות גרייה מגנטית טרנסקרניאלית, המוכרת כ-TMS. לאחר מכן, בצעו סריקה מבנית T1-weighted כדי להשיג נתונים נוירו-אנטומיים. ודאו כי פניו של הנבדק נכללות במלואן בשדה הראייה.סימנים חיצוניים, כגון קצה האף, ישמשו מאוחר יותר לביצוע רישום משותף (coregister) של ראש הנבדק לסריקה שלו. לאחר הסריקה, השתמש בארגז הכלים Mars bar עבור SPM כדי להגדיר את אזורי המוח המבוקשים (regions of interest) על בסיס ניגודים (contrasts) בין תנאים ניסויים.לדוגמה, הגדירו את אזור הפנים העורפי (occipital face area) על ידי חיסור הפעילות למול חפצים מהפעילות למול פנים, והסירו כל ווקסל סלקטיבי לגוף כדי להגדיר את אזור הגוף חוץ-פסונו (extra striate body area). החסירו את הפעילות למול חפצים מהפעילות למול גופים והסירו כל ווקסל סלקטיבי לפנים. תכננו פרדיגמה ניסוית שבה מוצגים כל תנאי הגירוי.השתמשו באופן אקראי בלפחות 50 ניסיונות לכל תנאי עם הזמן. מרווחי גירויים בין-גירוייים עם ג'יטר (Jittered). השתמשו בתנאי של מסך ריק שבו מועבר פולס TMS, אך לא מופיע גירוי חזותי.שלב זה חשוב ליצירת תבנית הארטיפקט של ה-TMS. לאחר מכן, הגדירו את השהיית הזמן שבה יופעל ה-TMS לאחר תחילת הניסוי. בדוגמה זו, יינתן TMS של פולס כפול ב-60 וב-100 milliseconds.לאחר תחילת הגירוי, הזן את סריקות ה-T1 המבניות לתוך תוכנת מערכת הנוירו-ניווט, ולאחר מכן הצמד את ניגודי ה-MRI הפונקציונליים על גבי התמונות המבניות. סמן את אזורי המוח המהווים את היעד הרצוי באמצעות תוכנת הנוירו-ניווט. כמו כן, אתר את הסמנים החיצוניים שישמשו לביצוע קו-ריג'יסטרציה (coregistration) של מיקום הראש, כגון קצה האף, הנזיון (nasion) והטרגוס של כל אוזן.עם הגעת הנבדק, התקינו את כובע ה-EEG על ראשו וחברו את האלקטרודות. השתמשו בכמות הג'ל המינימלית הדרושה לשמירה על עכבה (impedance) נמוכה מ-five kilo ohms. ודאו שחוטי האלקטרודות אינם חוצים זה את זה, אינם יוצרים לולאות ומופנים הרחק ממיקום הסלילים.כמו כן, מקמו את אלקטרודות הייחוס וההארקה רחוק ככל האפשר מהסליל בזמן מדידת אות ה-EEG. השתמשו בקצב דגימה גבוה של לפחות 1 kHz כדי להשיג ייצוג טוב יותר של ארטיפקט ה-TMS. לאחר מכן, התקינו את הגלאי האינפרא-אדום על ראש הנבדק ובצעו רישום משותף (coregister) של מיקום הראש עם מערכת הניווט.באמצעות הסמנים שהוגדרו קודם לכן, בחרו את המטרה ל-TMS בתוכנת הניווט תוך החזקת כלי הסימון של מערכת הניווט הנוירולוגית במצב מאונך לפני השטח של הראש. נווטו למיקום המטרה וסמנו אותו על כובע האלקטרודות. מקמו את הנבדק בנוח מול המסך כאשר סנטרו נשענת על משענת הסנטר.משענת הסנטר תסייע לנבדק להימנע מכל תנועה, דבר שהוא קריטי למדידה נקייה ואמינה של ארטיפקט TMS. הנח את מרכז הסליל לאזור המטרה במוח וקבע אותו במקומו. השתמש במחזיק כדי לייצב את הסליל כדי שלא יזוז במהלך הסשן.כוון את ה-TMS לעוצמה הרצויה והעבר פעימת בדיקה לאישור הנבדק לפני תחילת המפגש. החל TMS בכל אזור מטרה קורטקלי בבלוק נפרד. בנוסף, בצע בלוק ללא TMS שבו כל הגירויים, כולל תנאי המסך הריק, מוצגים במהלך תנאי ה-no TMS.השתמש בסליל דמה (sham coil) או הנח את הסליל כנגד הראש והטה אותו באופן ניצב. חזור על זיהוי יעדי הניווט בין כל בלוק. אלא אם ברשותך מערכת החזקה של דגימה, עליך להסיר את ארטיפקט הדופק.פעולה זו מתבצעת על ידי גזירת חלון זמן סביב הפולס, או סביב הפולסים במקרה של סימולציה חוזרת. ברוב המקרים, חלון של מספר מילי-שניות יספיק. בדוגמה המוצגת כאן, הוענקו שני פולסים עוקבים והם מוסרים יחד כיחידה אחת.ישנן שתי דרכים לחבר את שני הקצוות שנוצרו. לאחר הסרת הפולס, ניתן לחבר אותם באופן ישיר או לבצע אינטרפולציה של קו ביניהם. לעיתים, אחרי ארטיפקט הפולס הקצר מופיע ארטיפקט שיורי ארוך שעשוי להימשך כמה מאות מילישניות.השתמשו בטכניקת ההחסרה כדי להסיר ארטיפקט זה, הנמשך לאורך זמן, מבלי לאבד נתונים. עבור כל בלוק ניסיוני, חשבו תבנית ERP ממוצעת של ניסויי המסך הריק על ידי סנכרוןם לזמן תחילת הניסוי. במילים אחרות, אתם מחשבים ERP בהיעדרו של גירוי ניסיוני, ובכך מחשבים תבנית של רעש ה-TMS לבדו בתוך כל בלוק.הפחיתו תבנית זו מכל ניסוי של כל תנאי הגירוי האחרים. ERP נקי מתקבל מהפחתת תבנית ה-TMS מה-ERP הגולמי; חזרו על ההפחתה עבור כל בלוק באופן נפרד. הקלטות EEG בוצעו בזמן שהנבדקים נחשפו לגירויי פנים או גוף.בזמן הצפייה בגירויים, הוחל TMS של פולס כפול על אזור הפנים העורפי (occipital face area) או על אזור הגוף החוץ-פסיתי (extra striate body area) ב-60 ו-100 מילישניות לאחר תחילת הגירוי. על ידי חיסור ההקלטה שבוצעה במהלך TMS בלבד מההקלטות של הצגת גירוי עם TMS, ניתן לקבל ERP. זה מכיל את רכיב ה-N1, פוטנציאל מעורר חזותית בולט הגדול יותר בעת צפייה בפנים ובגופים בהשוואה לגירויים אחרים.בעת צפייה בפנים, TMS ל-OFA העלה את האמפליטודה של רכיב ה-N one בהשוואה ל-EBA ולמצבים ללא TMS. בעת צפייה בגופים, TMS ל-EBA העלה את האמפליטודה של רכיב ה-N one בהשוואה למצבים ללא TMS או ל-OFA.תוצאות אלו מעידות על נתק בין הרשתות העצביות העומדות בבסיס פוטנציאלים קשורי-אירוע (ERPs) סלקטיביים לפנים לעומת כאלו הסלקטיביים לגוף. יתרון מיוחד של טכניקת הסרת השריג (artifact) המוצגת בסרטון זה הוא שהיא מאפשרת את ביטול כל שריג הקשור לשימוש ב-TMS, בין אם מקורו מכני, שרירי או קורטיקלי, גם באלקטרודות הנמצאות בסמיכות לסליל ה-TMS, כך שאין צורך להשמיט אף אלקטרודה מהניתוח. לאחר צפייה בסרטון זה, תגיעו להבנה טובה לגבי תכנון, ביצוע וניתוח של ניסוי GTMS סימולטני, שיאפשר לכם לקבל פוטנציאלים קשורי-אירוע מהימנים.

extracting-visual-evoked-potentials-from-eeg-data-recorded-during

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

גירוי מגנטי Transcranial (TMS) הוא כלי פולשני לקבל תובנות על הפיזיולוגיה והתפקוד של מערכת העצבים האנושית. כאן, אנו מציגים טכניקות TMS שלנו ללמוד רגישות קליפת המוח של הגפה העליונה שרירי הגב התחתון.

ניצול גירוי מגנטי Transcranial לחקר מערכת Neuromuscular האדם

מקור: Stefanou, M., et.al. גירוי מוחי תלוי מצב מוחי עם גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי המופעל על ידי אלקטרואנצפלוגרפיה בזמן אמת. J. Vis. Exp. (2019)סרטון זה מדגים את התהליך של גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) המופעל על ידי EEG בזמן אמת כדי לחקור את הריגוש בקליפת המוח. ההליך כולל מיקום סליל ה-TMS מעל קליפת המוח המוטורית, סנכרון הגירוי עם שלבים ספציפיים של אות ה-EEG, ורישום פוטנציאלים מעוררים מוטוריים (MEPs) כדי לחקור את ההשפעות של מצבי מוח שונים על תגובות קליפת המוח. טכניקה זו מאפשרת אפנון מדויק של...

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי המופעל על ידי אלקטרואנצפלוגרפיה בזמן אמת לעירור קליפת המוח

מקור: Lioumis, P. et al. גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי משולב ואלקטרואנצפלוגרפיה של קליפת המוח הקדם-מצחית הדורסולטרלית.  J. Vis. Exp. (2018)סרטון זה מדגים פרוטוקול לשילוב גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי ואלקטרואנצפלוגרפיה כדי להעריך את הריגוש בקליפת המוח ואת האיזון בין עירור לעיכוב בקליפת המוח הקדם-מצחית הגבית-צידית.

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי משולב ואלקטרואנצפלוגרפיה של קליפת המוח הקדם-מצחית הדורסולטרלית

מקור: Shafi, M. M., et al. שיטה מבוססת הדמיה וגירוי רב-מודאלית להערכת ריגוש מוחי הקשור לקישוריות בחולים עם אפילפסיה. J. Vis. Exp. (2016)הסרטון מדגים את ההליך לשימוש בגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) ואלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) כדי להעריך את הריגוש העצבי בחולים עם אפילפסיה. הוא מפרט את השלבים ליישור ראש המטופל עם סריקת מוח מוקלטת מראש, מיקום סליל ה-TMS מעל מטרה קליפת המוח המחוברת מבחינה תפקודית, והפעלת גירוי להפעלת מעגלים עצביים. התהליך כולל מעקב אחר תגובות מוטוריות, הקלטת אותות EEG והשוואת פעילות...

הערכת ריגוש יתר במוח באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי ואלקטרואנצפלוגרפיה

MRI במצב מנוחה זיהה חריגות בחולים עם מגוון רחב של הפרעות נוירו-פסיכיאטריות, כולל אפילפסיה עקב מומים בהתפתחות קליפת המוח. גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי בשילוב עם EEG יכול להוכיח שלחולים עם אפילפסיה יש ריגוש יתר בקליפת המוח באזורים עם קישוריות לא תקינה.

מולטימודליות Imaging- מבוסס גירוי אופן הערכת קישוריות הקשורות מוח רגיש בחולים עם אפילפסיה

פרוטוקול המוצג כאן הוא ללימודי TMS EEG ניצול דעתנית intracortical הבחינה-הבחינה עיצוב פרדיגמות. הכוונה של הפרוטוקול היא לייצר דעתנית קורטיקלית לשחזור ואמין אמצעי להערכת neurophysiological תפקוד הקשורים התערבויות טיפוליות בטיפול של מחלות מנוטלי כמו דיכאון.

גירוי מגנטי טראנס המשולבת ואת אלקטרואנצפלוגרם של קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי

במאמר זה, אנו מציגים פרוטוקול לחקור קליפת המוח הדיפרנציאלית ויזואלית מעורר דפוסי מורפולוגיים פוטנציאליים באמצעות גירוי של רשתות הגסיביות והגאליות באמצעות EEG בצפיפות גבוהה. מתוארים הדימוי החזותי והגירוי בתנועה, עם ובלי רטט זמני. ניתוח חזותי מורפולוגיים פוטנציאליים גם מתוארים.

גירוי מדויק של קליפת העין הקורטיקלית פוטנציאל מורפולוגיים

נייר זה מתאר בזמן אמת הtranscranial מגנטית גירוי מגנטי ללמוד לווסת את רשתות המוח האנושי.

המוח מעורר גירוי המוח עם אלקטרונצגרפיה בזמן אמת-מופעלות גירוי מגנטי Transcranial

מאמר זה מתאר כיצד להגדיר ניסוי המאפשר זיהוי מראש ברמת מקור השפעות על תפיסת האובייקט באמצעות מגנטונצלוגרפיה (מג). היא כוללת חומר גירוי, תכנון ניסיוני, הקלטת מג, וניתוח נתונים.

זיהוי השפעות טרום גירוי ברמת המקור על תפיסת האובייקט עם מגנטונצלוגרפיה

מגנטואנצפלוגרפיה (MEG) ואלקטרואנצפלוגרפיה בצפיפות גבוהה (HD-EEG) נרשמות לעתים רחוקות בו זמנית, אם כי הן מניבות מידע מאשר ומשלים. במאמר זה אנו ממחישים את המערך הניסיוני לרישום בו-זמני של MEG ו-HD-EEG ואת המתודולוגיה לניתוח נתונים אלה במטרה למקם אזורי מוח אפילפטוגנים ורהוטים אצל ילדים עם אפילפסיה עמידה לתרופות.

דימות מקור אלקטרומגנטי בהערכה טרום ניתוחית של ילדים עם אפילפסיה עמידה לתרופות

פרוטוקול חדשני לגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי מותאם אישית בשילוב עם מיפוי אלקטרואנצפלוגרפיה (TMS-EEG) של רשתות קליפת המוח, המבוסס על אופני נתונים של הדמיית תהודה מגנטית מרובה (MRI).

TMS-EEG מונחה הדמיה מוחית למיפוי רשת קליפת המוח בזמן אמת

למדו לחלץ פוטנציאלים עוררים אמינים מנתוני EEG במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI. השיטה משלבת הדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית ברזולוציה גבוהה עם ניווט סטריאוטקטי לזיהוי מדויק של אזורי קורטקס מטרה.

חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מEEG נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI

גלה סרטונים נוספים