Name: מצרפי גירוי מוחי חשמל לא פולשני אפנון של תפקוד האדם מוטורי (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-04T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 47 s
Description: למד כיצד לאתר את קליפת המוח המוטורית הראשית ולמקם אלקטרודות גירוי חשמלי לא פולשני. שיטה זו מאפשרת מודולציה של מערכת התנועה האנושית ומסייעת במחקר נוירופלסטיות קליני.

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

playerTrialDesktop

MC ו- JR נתמכים על ידי קרן המחקר הגרמנית (DFG RE 2740 / 3-1).

החוקרים אין לי מה לחשוף.

פרוטוקול זה מתאר חומרים טיפוסיים צעדים פרוצדורליים עבור אפנון של תפקוד מוטורי יד ומיומנות למידה באמצעות NEBS, גירוי חד-צדדי ודו-צדדי M1 במיוחד עבור anodal tDCS, ו tRNS חד-צדדי. לפני בחירת פרוטוקול NEBS מסוים למחקר מערכת מנוע אנושי, למשל., בהקשר של למידה מוטורית, היבטים מתודולוגיים (בטיחות, סבילות, מסנוור) וכן היבטים מושגיים (מונטאז &#39;או סוג נוכחי השפעות ספציפיות על אזור במוח מסוים) צריך להילקח בחשבון. יתרונות ומגבלות של שלוש האסטרטגיות מוצגים בלוח <str...

לא פולשני גירוי מוחי חשמל (NEBS), הממשל של זרמים חשמליים למוח דרך הגולגולת ללא פגע, יכול לשנות את תפקוד המוח וההתנהגות 1 - 3. כדי לייעל את הפוטנציאל הטיפולי של אסטרטגיות NEBS הבנת המנגנונים המובילים להשפעות הנוירופיזיולוגיים והתנהגותיים עדיין יש צורך. תקינה של יישום על פני מעבדות שונות ושקיפות מלאה של נהלי גירוי מספקת את בסיס השוואה של נתונים התומך פרשנות אמינה של תוצאות והערכת המנגנונים המוצעים פעולה. גירוי זרם ישר Transcranial (tDCS) או transcranial לסירוגין גירוי הנוכחית (TACs) שינוי על פי פרמטרים של זרם חשמלי מוחל: tDCS מורכב הזרם חד כיווני מתמיד בין שתי אלקטרודות (האנודה ואת הקתודה) 2 - 6 בעוד TACs משתמש זרם חשמלי משתנה מיושם בכלתדירות 7 ספציפית. גירוי רעש Transcranial אקראית (tRNS) הוא צורה מיוחדת של TACs המשתמשת זרם חשמלי משתנה להחיל בתדרים אקראי (למשל., 100-640 הרץ) וכתוצאה מכך עוצמות גירוי משתנים במהירות הסרת 4,6,7 תופעות הקשורות קוטביות. קוטביות היא רק של הרלוונטיות אם הגדרת הגירוי כולל גירוי אופסט, למשל, ספקטרום רעש אקראי שינוי סביב עוצמת בסיס +1 mA (בדרך כלל לא בשימוש). לצורך המאמר זה, נתמקד עבודה באמצעות tDCS ואפקטי tRNS על המערכת המוטורית, מקרוב כהמשך לפרסום אחרון מהמעבדה שלנו 6. המנגנונים שבבסיס פעולה של tRNS הם אפילו פחות מובנים יותר של tDCS אבל כנראה שונה מן אחרון. באופן תיאורטי, במסגרת המושגית של תהודת סטוכסטיים tRNS מכניסה רעש מושרה-גירוי למערכת עצבית אשר עשוי לספק תועלת עיבוד אותות על ידי שינוי האות לרעש דואר יחס 4,8,9. TRNS עשוי בעיקר להגביר אותות חלשים ובכך יכול לייעל את פעילות מוח ספציפי משימה (רעש אנדוגני 9). Anodal tDCS מגדילה רגישה קליפת מוח שמציין שינוי של קצב הירי העצבי הספונטני 10 או מנוע מוגבר עורר פוטנציאל (MEP) אמפליטודות 2 עם האפקטים להאריך ימי משך הגירוי עבור כמה דקות לכמה שעות. עליות ארוכות טווח יעילות הסינפטית המכונית הגברה לטווח ארוכה הם חשבו לתרום למידה וזיכרון. ואכן, anodal tDCS משפר יעילות הסינפטית של סינפסות התנועה בקליפת המוח מופעל שוב ושוב על ידי קלט סינפטי חלש 11. בהתאם, תפקוד מוטורי שיפור / רכישת מיומנות לעתים קרובות מתגלה רק אם גירוי הוא שיתוף מיושם עם אימון מנוע 11 - 13, גם דבר המצביע על שיתוף הפעלה הסינפטי כתנאי מוקדם של תהליך הפעילות תלויה זה. אף על פי כן, סיבתיות בין עליות גרגישות ortical (עלייה בקצב ירי או משרעת MEP) מחד והיעילות הסינפטי משופרת (LTP או פונקציה התנהגותיות כמו למידה מוטורית) ומצד שני לא הודגמה. NEBS מוחל על הקורטקס המוטורי הראשוני (M1) משכה התעניינות גוברת כמו שיטה יעילה ובטוחה לווסת פונקציה 1 המנוע האנושי. תופעות נוירופיזיולוגיים תוצאת התנהגות יכולות להיות תלויות אסטרטגית הגירוי (למשל, קוטביות tDCS או tRNS), גודל האלקטרודה מונטאז 4 - 6,14,15. מלבד גורמים אנטומיים ופיסיולוגיים נושא-טמון מונטאז האלקטרודה משפיע משמעותי הפצת שדה חשמלית עלול לגרום דפוסים שונים של זרם מתפשטים בתוך הקליפה 16 - 18. בנוסף לעוצמת להחיל הנוכחי בגודל של אלקטרודות קובע את צפיפות זרם נמסר 3. מצרפי אלקטרודה נפוצהמחקרי מערכת המנוע אנושי כוללים (איור 1): 1) anodal tDCS כמו גירוי חד-צדדי M1 עם האנודה ממוקם על M1 ריבית לבין הקתודה ממוקמת על המצח הנגדי; הרעיון הבסיסי של גישה זו היא גברת ביטוי של הרגישות של M1 של עניין 6,13,19 - 22; 2) anodal tDCS כמו גירוי דו צדדי M1 (המכונה גם &quot;bihemispheric&quot; או &quot;כפולה&quot; גירוי) עם האנודה ממוקם על M1 ריבית לבין הקתודה ממוקם על M1 הנגדי 5,6,14,23,24; הרעיון הבסיסי של גישה זו הוא למקסם הטבות גירוי על ידי גברת ביטוי של הרגישות של M1 של עניין תוך downregulating רגיש ב M1 ההפוך (כלומר, אפנון של עיכוב המיספרי בין השניים M1s); 3) עבור tRNS, רק מונטאז גירוי M1 חד-צדדית הנ&quot;ל כבר investigated 4,6; עם רגישות מונטאז זה שיפור ההשפעות של tRNS נמצאו עבור ספקטרום התדרים של 100-640 הרץ 4. הבחירה של אסטרטגית גירוי המוח מונטאז אלקטרודה מייצגת שלב קריטי עבור שימוש יעיל והאמין של NEBS במסגרות קליני או מחקר. הנה שלושה הליכי NEBS מתוארים בפירוט כפי שמוצג במחקרי מערכת מנוע אנושי והיבטי מתודולוגיים מושגית נדונים. חומרים עבור tDCS חד-צדדית או דו-צדדיות tRNS חד-צדדית זהים (איור 2). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53367/53367fig1.jpg" /> איור 1. מצרפי אלקטרודה והכיוון הנוכחי לאסטרטגיות NEBS ברורים. (א) גירוי זרם ישר transcranial חד-צדדית anodal (tDCS), האנודה מתמקדת מעל הקורטקס המוטורי הראשוני של ריבית הקתודה ממוקם מעל tהוא נגדי באזור העל-מסלולית. (ב) גירוי דו צדדי הקורטקס המוטורי, האנודה ואת הקתודה ממוקמים בכל רחבי הקורטקס המוטורי אחד. עמדת האנודה קובע את הקורטקס המוטורי של ריבית עבור tDCS anodal. (ג) גירוי רעש אקראי חד-צדדי transcranial (tRNS), אלקטרודה אחד ממוקם מעל הקורטקס המוטורי ואת האלקטרודה האחר על פני שטח על-מסלולית הנגדי. תזרים הזרם בין האלקטרודות הוא מצוין על ידי חץ השחור. האנודה (+, אדום), קטודה (-, כחול), זרם חילופין (+/-, ירוק). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53367/53367fig1large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table><tbody><tr><td>מכשיר NEBS (DC Stimulator plus)</td> כבלי אלקטרודות <td>Neuroconn</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Neuroconn</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אלקטרודות גומי מוליכות</td><td>Neuroconn</td><td></td><td>5x5 ס"מ</td></tr><tr><td>שקיות ספוג מחוררות</td><td>Neuroconn</td><td></td><td>5x5 ס"מ</td></tr><tr><td>כיסוי ספוג גומי לא מוליך</td><td>Amrex-Zetron</td><td>FG-02-A103</td><td>כרית גומי 3 "*3"</td></tr><tr><td>תמיסה איזוטונית NaCl&nbsp;</td><td>ב. בראון מלסונגן AG&nbsp;</td><td>A1151</td><td>Ecoflac, 0,9%</td></tr> <tr><td>תחבושת קרפ כותנה</td><td>Paul Hartmann AG</td><td>931004</td><td>8x5m, גמישות טקסטיל</td></tr><tr><td>סרט דבק (Leukofix)</td> <td>BSN רפואי</td><td>02122-00</td><td>2,5 ס"מ*5 מ'</td></tr><tr><td>משחת הכנת עור</td><td>Weaver</td><td>10-30</td><td></td></tr><tr><td>ממריץ מגנטי</td><td>Magstim</td><td>3010-00</td><td>Magstim 200</td></tr><tr><td>EMG משחה מוליכה</td><td>GE Medical מערכות</td><td>217083</td><td></td></tr><tr><td>אלקטרודות דו-קוטביות EMG</td><td>למשל, Natus Medical Inc. Viking 4&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מגבר EMG</td><td>למשל, Natus Medical Inc. Viking 4&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>כבל להעברת אותות EMG</td><td>למשל, Natus Medical Inc. Viking 4</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Data Acquisition Unit&nbsp;</td><td>קיימברידג' עיצוב אלקטרוני (CED)</td> <td>MK1401-3</td><td>ממיר AD</td></tr><tr><td>מחשב להקלטת אותות וניתוח</td><td></td><td></td><td></td>לא מקוון</tr><tr><td>אות 4.0.9</td><td>קיימברידג' עיצוב אלקטרוני (CED)</td><td></td> <td>תוכנה</td></tr><tr><td>סמן עור לא קבוע</td><td>Edding</td><td>8020</td><td>1 מ"מ, כחול</td></tr></tbody></table>

מצרפי גירוי מוחי חשמל לא פולשני אפנון של תפקוד האדם מוטורי

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

לא פולשני גירוי מוחי חשמל (NEBS) משמש כדי לווסת את תפקוד המוח וההתנהגות, הן למטרות מחקר קליני. בפרט, NEBS ניתן ליישם transcranially כמו גם גירוי זרם ישר (tDCS) או גירוי זרם חשמלי משתנה (TACs). סוגי גירוי אלו להפעיל הזמן-, dose- ובמקרה של תופעות קוטביות ספציפית tDCS על תפקוד מוטורי ומיומנות למידה בנבדקים בריאים. בזמן אחרון, tDCS נעשה שימוש כדי להגביר את הטיפול של מוגבלות מוטוריות בחולים עם הפרעות שבץ או תנועה. מאמר זה מספק צעד אחר צעד פרוטוקול למיקוד הקורטקס המוטורי הראשוני עם tDCS וגירוי רעש אקראי transcranial (tRNS), צורה מסוימת של TACs באמצעות זרם חשמלי יחיל באופן אקראי בתוך טווח תדרים מוגדר מראש. ההתקנה של שני מצרפי גירוי שונים מוסברת. בשני מצרפי האלקטרודה הפולטת (האנודה עבור tDCS) מושמת על הקורטקס המוטורי הראשוני של עניין. בשביל שגירוי חד-צדדית הקורטקס המוטורי האלקטרודה קבלת מושם על המצח הנגדי תוך לגירוי הקורטקס המוטורי בין שתי המדינות האלקטרודה קבלת מושם על הקורטקס המוטורי הראשוני ההפוך. היתרונות והחסרונות של כל מונטאז עבור אפנון של רגישות קליפת המוח והתפקוד המוטורי כולל למידה נדונים, וכן הבטיחות, הסבילות והיבטים מסנוור.

כדי לחקור את ההשפעות של NEBS על מערכת המנוע האנושית חשוב לשקול מדדי תוצאה מתאימות. אחד היתרונות של מערכת התנועה הוא הנגישות של ייצוגים קליפת המוח על ידי כלים אלקטרו. מנוע פוטנציאלים מעוררים משמשים לעתים קרובות כאינדיקטור רגישות קליפת המוח המוטורי. לאחר יישום של 9 דקות או יותר של anodal tDCS בצפיפות הנוכחי של 29 מיקרו-אמפר / 2 ס&quot;מ, רגישות קליפת המוח המוטורי הוא גדל במשך 30 דקות לפחות ברוב המכריע של מתנדבים בריאים 19,21,22 ...

לא פולשני גירוי המוח חשמלי יכול לווסת פונקציה והתנהגות קליפת מוח, היא למטרות מחקר קליניות. פרוטוקול זה מתאר גישות גירוי שונים במוח אפנון של מערכת התנועה האנושית.

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

המטרה הכללית של הליך זה היא להדגים את המיקום של קליפת המוח המוטורית הראשונית, ואת ההצבה הנכונה של אלקטרודות לגירוי חשמלי של המוח, כדי לווסת את המערכת המוטורית. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הנוירופלסטיות, באמצעות ויסות ממוקד של רשתות מוחיות המשפרות תפקודי מוטוריקה או מנטרלות מוגבלויות מוטוריות. היתרון המרכזי של גירוי חשמלי לא פולשני של המוח הוא הקלות שבה ניתן להחילו, אפילו כטכניקה לצד מיטת החולה, מבלי לגרום לכאב או לאי-נוחות.שיטה זו של גירוי מוחי יכולה לספק תובנות לגבי תפקוד מערכת התנועה. ניתן להחיל אותה גם על אזורי עניין אחרים, כגון קליפת המוח הפרה-פרונטלית או קליפת המוח החזותית. הדגמה חזותית של מיקום אזורי קליפת המוח המיועדים ומיקום האלקטרודות היא קריטית להצלחת ניסויים אלו.אחרת, זרימת הזרם החשמלי עלולה שלא להגיע לאזורי המוח המיועדים, מה שיוביל להיעדר השפעה או לממצאים בלתי צפויים. התחילו בבקשה מהמשתתף לשבת בנוח על הכיסא. נקו את עורו של המשתתף על ידי שפשוף משחת הכנה באזורי היד שבהם יוצבו האלקטרודות.הסיר עודפים באמצעות פד גזה נקי. הצמד את אלקטרודות השטח של האלקטרומיוגרפיה, או EMG, במערך בטן-גיד (belly-tendon montage), על שריר כף היד הרלוונטי, וחבר אלקטרודת הארקה. לאחר מכן, הפעל את המגרה המגנטית וטען את הקבל על ידי לחיצה על כפתור הטעינה המתאים.הניחו סליל TMS בצורת ש

non-invasive-electrical-brain-stimulation-montages-for-modulation

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

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: Kuhn, Y. et al. ניתן לווסת עיכוב תוך קליפת המוח בתוך קליפת המוח המוטורית הראשונית על ידי שינוי מוקד הקשב. J. Vis. Exp. (2017)סרטון זה מדגים את השימוש בגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) כדי לווסת את פעילות הנוירונים המוטוריים ולמדוד את תגובות השרירים באמצעות אלקטרומיוגרפיה (EMG). הוא מתאר את השלבים לאיתור הנקודה החמה המוטורית, קביעת ספי הגירוי והערכת ההשפעות של TMS תת-סף (subTMS) על עיכוב קליפת המוח.

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי לוויסות תגובת השרירים בבני אדם

מקור: Curado, M. et al., מונטאז'ים לא פולשניים של גירוי מוחי חשמלי לאפנון תפקוד מוטורי אנושי. J. Vis. Exp. (2016)סרטון זה מדגים את ההגדרה והמנגנון של גירוי זרם ישר טרנס-גולגולתי (tDCS) לווסת את התפקוד המוטורי האנושי. על ידי הצבת האנודה מעל קליפת המוח המוטורית הראשונית והקתודה מעל האזור העל-אורביטלי הנגדי, הגירוי החשמלי הממוקד מגביר את הריגוש בקליפת המוח, משפר את פעילות הנוירונים המוטוריים ומשפר את הביצועים המוטוריים.

גירוי מוחי חשמלי לא פולשני לוויסות פעילות הנוירונים המוטוריים האנושיים

במחקר זה נעשה שימוש בגירוי מגנטי טרנס-קרני חד-פעמי על קליפת המוח המוטורית העיקרית, נוירונו-ווגנציה ורישום הפעילות האלקטרומיוגרפית של שרירי היד כדי לחקור את ההתרגשות הקורטיקוספינלית בזמן שהמשתתפים צפו ברצפי פעולה.

אפנון רגישות קורטיקוספינלי במהלך תצפית פעולה

מאמר זה נועד לתאר פרוטוקול בסיסי לשילוב גירוי זרם ישר טרנס-גולגולתי (tDCS) עם מדידות ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית פרוטונים (1H-MRS) כדי לחקור את ההשפעות של גירוי דו-צדדי על חילוף החומרים של קליפת המוח המוטורית הראשונית.

השימוש בספקטרוסקופיה בתהודה מגנטית ככלי למדידה של השפעות דו חצי מוח Transcranial חשמלי גירוי על יסודי Motor Cortex מטבוליזם

גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי, אלקטרומיוגרפיה ולכידת תנועה תלת מימדית הן טכניקות לא פולשניות נפוצות לחקירת תפקוד עצבי-שרירי בבני אדם. במאמר זה, אנו מתארים פרוטוקול הדוגם באופן סינכרוני נתונים שנוצרו על ידי כל שלושת הכלים הללו יחד עם התוספת הייחודית של הצגת גירוי מציאות מדומה ומשוב.

הגדרה רב-תכליתית ללימוד אדם בקרת מנוע באמצעות גירוי מגנטי Transcranial, Electromyography, לכידת תנועה, ומציאות וירטואלית

טראנס זרם חילופין גירוי (טק) מאפשר את האפנון של דעתנית קורטיקלית באופן ספציפי בתדר. הנה אנחנו מראים גישה ייחודית המשלבת טק באינטרנט עם דופק אחת גירוי מגנטי טראנס (אלקטרואנספלוגרם) על מנת "לחקור" דעתנית בקליפת המוח באמצעות מנוע פוטנציאל עורר.

ההשפעות של גירוי זרם חילופין טראנס על קליפת המוח המוטורית הראשי על-ידי גישה משולבת מקוון עם גירוי מגנטי טראנס

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

אפנון לא פולשני ומיפוי רובוטי של קליפת מנוע במוח המתפתח

מאמר זה מתאר גישות חדשות כדי למדוד ולחזק מסלולים עצביים ספציפיים מבחינה פונקציונלית עם גירוי transcranial גנטי. מתודולוגיות גירוי מוחי מתקדמות שאינן פולשנית יכולות לספק הזדמנויות חדשות להבנת יחסי המוח-התנהגות ופיתוח של טיפולים חדשים לטיפול בהפרעות במוח.

מדידת ושינוי פונקציונלית מסלולים עצביים ספציפיים במערכת המנוע האנושי עם גירוי מגנטי Transcranial

פיתוח של ממשק המוח מכונה מערכת (BMI) יעילה לשיקום ושיקום של תנועת גפיים דורש פענוח מדויק של כוונתו של המשתמש. כאן אנו מציגים פרוטוקול ניסוי רומן וטכניקת איסוף הנתונים לרכישה בו זמנית לא פולשנית של פעילות עצבית, פעילות שרירים, וגוף כולו קינמטיקה במהלך משימות תנועה שונות ותנאים.

Electroencephalography סימולטני קרקפת (EEG), (EMG), והקלטת אינרציה מגזרי כל גוף לMulti-מודאלית עצבית פענוח

למד כיצד לאתר את קליפת המוח המוטורית הראשית ולמקם אלקטרודות גירוי חשמלי לא פולשני. שיטה זו מאפשרת מודולציה של מערכת התנועה האנושית ומסייעת במחקר נוירופלסטיות קליני.

מצרפי גירוי מוחי חשמל לא פולשני אפנון של תפקוד האדם מוטורי

גלה סרטונים נוספים