13 ביוני 2025
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).
אנו מפתחים פרוטוקולי נוירומודולציה מותאמים אישית הניתנים לשחזור, המשלבים מורפולוגיה קליפת המוח, קישוריות מבנית ותפקודית, כמו גם נוירופיזיולוגיה כדי לשפר את הספציפיות של TMSEG לגילוי סמנים ביולוגיים קליניים.
הפרוטוקול שלנו מאפשר גישה אמינה לפוטנציאלים מוקדמים של TMS המשקפים את התגובתיות המיידית של קליפת המוח של האזור הממוקד. אותות אלה מוסתרים בדרך כלל על ידי חפצים ואיכות נתונים ירודה בגישות לא מותאמות אישית.
אנו שואפים להפוך את מיפוי קליפת המוח לאוטומטי באמצעות אלגוריתמים בזמן אמת, TMS מרובה מיקומים ורובוטיקה. המטרה היא לשפר את הדיוק במחקר נוירומודולציה ולשפר את היעילות ביישומים קליניים.
[[מדריך] כדי להתחיל, הושיבו את הנבדק בכיסא הממוקם קרוב מספיק כדי שכבלי הכובע יתחברו למערכת האלקטרואנצפלוגרפיה. מדוד את היקף הראש של הנבדקים כדי לבחור מכסה אלקטרואנצפלוגרפיה תואם. יש להניח את הכובע החל מהמצח תוך שמירה על השיער מתחת לכובע. מדוד את המרחק מהנסיון לאיניון, ומשמאל לימין. לאחר מכן כוונן את מיקום הכובע כדי להבטיח ש-CZ מרוכז באמצע הדרך בין ציוני דרך אנטומיים אלה. בעזרת מגבוני אלכוהול וסרט שוחק, נקו את עור המסטואיד והעצם הזיגומטית מול צד הגירוי כדי לשפר את המוליכות. הנח את האלקטרודה הקרקעית על העצם הזיגומטית ואת אלקטרודת הייחוס על המסטואיד באמצעות מנקי אלקטרודות טבעת. מרחו משחה שוחקת על אתרי האלקטרודות הקרקעיות ושפשפו קלות את העור בעזרת מחט קהה. ואז מלאו כל אלקטרודה בג'ל מוליך. ודא שחריצי האוזן ממוקמים כהלכה לגישה לאוזניים במהלך ניווט עצבי ומיקום אוזניות. כעת, אבטח את הכובע במקומו באמצעות מחברי וו ולולאה מתחת לסנטר. כדי להכין את אלקטרודות הכובע יש למרוח ג'ל שוחק ולהשתמש במחט קהה כדי לנקות שיער מתחת לכל אלקטרודה עד שהעור נראה לעין. מלאו את האלקטרודה בג'ל מוליך תוך לחיצה עדינה כלפי מטה כדי להבטיח מריחת ג'ל מספקת אך לא מוגזמת. אם העכבה גבוהה לאחר ההכנה הראשונית, השתמש במחט קהה או צמר גפן כדי לשפשף שוב את העור בתוך האלקטרודה תוך הימנעות מעקירת שיער. לאחר מכן מלאו מחדש את האלקטרודה בג'ל מוליך ובדקו את רמות העכבה חוזרות על עצמן עד שכולם מתחת לחמישה קילו אוהם. נקה כל אתר אלקטרודה עם מגבוני אלכוהול. יש לגרד קלות את העור בעזרת סרט שוחק ולנגב שוב באלכוהול לפני שנותנים לו להתייבש. הנח את האלקטרודה הפעילה על בטן השריר. בדרך כלל החוטף הימני pollicis brevis או הגב הפנימי הראשון. הנח את אלקטרודת הייחוס מעל גיד השריר ואת האלקטרודה הקרקעית על גב היד. להכנת ניווט עצבי, מקם את הנבדק בנוחות בכיסא, וודא שהצוואר, הידיים והרגליים רגועים. כעת, אבטח את גשש הראש וודא שהוא יציב במהלך הגירוי. זהה את הנקודות הקרדינליות, כולל נקודות הנזיון והקדם-אוזניות בהדמיית התהודה המגנטית של הנבדק. ובעזרת עט דיגיטלי, סמן את הנקודות הקרדינליות המתאימות על ראשו של הנבדק כדי לראות את האוזן ואת ציוני הדרך של הנסיון. דיגיטציה של נקודות נוספות על פני הגולגולת כדי להפחית שגיאות רישום. הכן את מיסוך הרעש באמצעות רצועת שמע בלולאה של רעש לבן מעורבב עם לחיצות סליל מוקלטות מהסליל הספציפי בו נעשה שימוש. ודא שהנבדק מניח את קצות האוזניים של אוזניות מיסוך רעש בצורה נכונה לתוך תעלות האוזן. לאחר מכן הנח את הסליל כחמישה סנטימטרים מעל ראשו של הנבדק. ספק פולסים בעוצמה גבוהה עם מרווח בין גירויים מתנודד, והגבר בהדרגה את עוצמת הקול של המחשב ב-1 עד 2% עד שהנושא מציין שהוא כבר לא שומע את הלחיצה. ספק 20 עד 30 פולסים תוך ניטור הדמיה פוטנציאלית טרנס-גולגולתית בזמן אמת. אם נצפה פוטנציאל מעורר שמיעתי, הגדל את עוצמת רעש המיסוך במרווחים של 2% עד שהרכיב נעלם. כדי לקבוע את הסף המוטורי במנוחה, הנחו את הנבדק לשמור על שריריו רפויים כשכף היד פונה כלפי מעלה. מקם את סליל הגירוי המגנטי הטרנס-גולגולתי מעל כפתור המנוע כשהשדה החשמלי מאונך לסולקוס. התחילו עם כ-30% מתפוקת הממריץ המקסימלית והגדילו את העוצמה עד להפעלת שרירים מקומית. התאם את מיקום הסליל והכיוון עד שנצפתה תגובה ספציפית לחוטף pollicis brevis. באמצעות המיקום השמור, החל אלגוריתמים אוטומטיים במערכת כדי לקבוע את הסף המוטורי במנוחה למיפוי קליפת המוח שכב על הפרצלציות האנטומיות ומפות הקישוריות הפונקציונליות מה-MRI בתוכנת הניווט העצבי. הגדירו לפחות שניים עד שלושה יעדי גירוי על סמך קישוריות מבנית ותפקודית מבטיחה. התחל גירוי ב-100 עד 110% מסף המנוע במנוחה עם מיסוך רעש פעיל. ממוצע של 20 פולסים לסט ועקוב אחר הפוטנציאלים המעוררים הטרנס-גולגולתיים המתקבלים. התאם את העוצמה במרווחי פלט ממריצים מקסימליים של 2% עד שמשרעת התגובה המוקדמת עולה על שישה מיקרו-וולט. עקוב אחר האות עבור חפצי דעיכה הניתנים לזיהוי על ידי אופיים האקספוננציאלי כמו גם חפץ שריר דו קוטבי. אם חפצי שריר נמשכים יותר מ-15 אלפיות השנייה, נסה לסובב את הסליל כדי למזער אותם. המשך עד להשגת רכיב מוקדם ונקי מעל שישה מיקרו-וולט. אם סיבוב הסליל אינו משפר את איכות האות, נסה להזיז את מיקום הגירוי בכמה מילימטרים וחזור על התהליך במיפוי התגובות בקליפת המוח על פני אזור קליפת המוח. אם החפצים נמשכים, המשך לחקור את המטרה הבאה שהוגדרה מראש בקליפת המוח. כאשר יעד הגירוי והפרמטרים מותאמים, מדוד את עכבת האלקטרודה לפני תחילת הקלטת נתוני TMSCEG. אם העכבה עולה על חמישה קילו אוהם, הוסף ג'ל מוליך כדי להפחית אותה. אם עדיין גבוה מדי יש לחזור על ההכנה ולהוסיף עוד ג'ל רק במידת הצורך. אתר הגירוי הראשוני שנבחר מאשכול FMRI הראה מתאם אנטי עם פיתול החגורה הקדמי התת-גנואלי והטרקטוגרפיה, מה שמצביע בעיקר על חיבורים צולבים ומקבילים לקוטב הקדמי הנגדי. תגובה פוטנציאלית דמוית TEP נצפית באלקטרודות F3, F1 ו-FC3. האלקטרודה AF3 מציגה חפץ צלצול משרעת גדול ואילו F5 מושפע מחפץ שריר קטן הניתן לזיהוי על ידי שיא התדר הגבוה והמשרעת הגבוהה מיד לאחר דופק ה-TMS. עיבוד מקדים אישר שתגובת F3 לא הושפעה מממצאים המשמרים את המשרעת של הרכיב הקדום. מעבר לכיוון סליל אחורי-קדמי, חפצי שרירים מוגברים ואי נוחות עם חפצים חזקים הנראים בכל הערוצים. שימוש בכיוון סליל מדיאלי לרוחב ייצר TEP משרעת גדולה ונקייה באלקטרודה F3 שהגיעה לשיא של 12 מיקרו-וולט תוך 20 אלפיות השנייה. יעד הגירוי הסופי עם כיוון סליל מדיאלי לרוחב הממוקם ליד הראשוני הציג קישוריות מבנית רחבה יותר מאשר מטרות קודמות. לאחר עיבוד מקדים מינימלי ותשעה מיקרו-וולט זוהה רכיב מוקדם בין 17 ל-35 אלפיות השנייה באלקטרודת F3, ללא חפץ שריר. עיבוד מקדים מלא של מערך הנתונים של 300 הניסוי שמר על צורת הגל המראה תגובה מוקדמת מופחתת של שישה מיקרו-וולט בין 20 ל-40 אלפיות השנייה.
מחקר זה מציג פרוטוקול חדש לגירוי מגנטי טרנסקרניאלי (TMS) מותאם אישית, המשולב עם מיפוי רשתות קורטיקליות באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG). הגישה עושה שימוש במספר מודליות של נתוני דימות תהודה מגנטית (MRI) כדי להנחות את יישום ה-TMS, במטרה להגביר את הדיוק במיקוד באזורים קורטיקליים.
מיפוי TMS–EEG המודרך על ידי הדמיה עצבית מאפשר בחינה מדויקת ובזמן אמת של העירור והקישוריות של רשתות קורטיקליות, ובכך נותן מענה ישיר לאתגר של תיקוף יעדים תפקודיים בגילוי נוירופסיכיאטרי. באמצעות שילוב של MRI מבני, תפקודי ודיפוזיה עם TMS–EEG נקי מארטיפקטים, גישה זו מגבירה את הביטחון החזוי בזיהוי ביומרקרים ותומכת בקידום מותאם סיכונים של פורטפוליוים המכוונים למערכת העצבים המרכזית (CNS). השחזרות של הפרוטוקול והרגישות שלו לשינויים נוירופיזיולוגיים עדינים מציבים אותו כנכס קריטי למחקר ופיתוח (R&D) במדעי העצבים התרגומיים.
פרוטוקול TMS–EEG זה, המונחה על ידי הדמיה עצבית, משתלב ברצף הגילוי החל מאישוש מטרות ראשוני ועד לפיתוח ביומרקרים פרה-קליניים, ובכך הוא תומך הן בבדיקת היפותזות והן במחקר תרגומי.