Disegno di studio per la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva navigata per la mappatura corticale del parlato

Il nostro protocollo non è invasivo e paragonabile al gold standard invasivo. Pertanto, può aiutare a selezionare i pazienti nella progettazione dell'intervento chirurgico e accelerare la stimolazione corticale diretta condotta durante l'intervento chirurgico. Questa tecnica consente una mappatura corticale dettagliata del parlato e cambiamenti flessibili del compito e dei parametri di stimolazione.

Può anche essere applicato a una popolazione sana e adattato per qualsiasi tipo di attività linguistica. Il nostro protocollo può sostituire la stimolazione corticale diretta nei casi in cui non può essere eseguita e può anche essere applicato quando si identificano i nodi della rete linguistica da stimolare nei pazienti colpiti da ictus. È difficile decidere quali parametri modificare per primi per indurre più errori di denominazione.

È consigliabile modificare un parametro alla volta e ottenere informazioni spaziali e temporali preliminari da diverse modalità di imaging come MEG, EEG o FMRI. Per iniziare, familiarizzare con l'oggetto con le immagini in formato stampato o digitale prima dell'attività di denominazione degli oggetti della linea di base. Usa immagini di colori standardizzati e normalizzati che si vedono frequentemente in un ambiente quotidiano con sinonimi minimi e un accordo di nomi elevati.

Lascia che il soggetto si eserciti con le immagini prima dell'inizio della sessione. Il soggetto potrebbe anche esercitarsi a casa. Quindi, collegare un accelerometro sulla pelle sopra la laringe e le corde vocali per registrare l'inizio del discorso.

Presentare le immagini una per una al soggetto su uno schermo posto a una distanza da 0,5 a 1 metro e chiedere loro di nominare le immagini consentite senza stimolazione. Pinze. Una torta. Regolare l'intervallo tra immagini, IPI, per rendere l'attività leggermente impegnativa per ciascun soggetto a partire da 2.500 millisecondi e variando tra 1.500 e 4.000 millisecondi.

Se si verificano più errori durante l'attività di denominazione della linea di base, aumentare l'IPI in incrementi da 200 a 300 millisecondi. Se l'attività è troppo semplice, ridurre l'IPI in passi da 200 a 300 millisecondi. Per la sessione di mappatura vocale effettiva con TMS ripetitivo navigato, omettere le immagini che durante il test di base non sono state addestrate adeguatamente, non nominate correttamente, non nominate chiaramente, non articolate correttamente, nominate con ritardo o esitazione o sembravano difficili per il soggetto.

Eseguire l'attività di denominazione della linea di base tre volte e regolare l'IPI se le prestazioni non sono soddisfacenti. Prima di iniziare la stimolazione, verificare che i valori del campo elettrico indotto siano approssimativamente simili nelle diverse aree correlate al linguaggio in entrambi gli emisferi. Regolare la profondità corticale se necessario e assicurarsi che il centro della bobina non sia in aria.

Iniziare con un'immagine predefinita all'intervallo TMS, PTI, di 300 millisecondi o utilizzare un PTI da 0 a 400 millisecondi. Un PTI superiore a 150 millisecondi è preferibile per ottimizzare la sovrapposizione della stimolazione con l'elaborazione del linguaggio. Inizia con cinque impulsi a una frequenza di cinque hertz in un'area corticale non correlata all'elaborazione del linguaggio in modo che il soggetto si abitui alla sensazione indotta dalla stimolazione.

Quindi spostare la bobina nelle aree relative al parlato previste. Mantenere la bobina nella stessa posizione fino a quando il treno di impulsi è finito e la denominazione del soggetto è completata. Concentrati sulle prestazioni del soggetto.

Se non ci sono errori, passare al luogo successivo. Se si osserva un errore o anche un'esitazione, continuare a stimolare quel sito per altri due o tre treni TMS ripetitivi e poi andare avanti. Ma ricorda il sito per una possibile successiva restimolazione.

Effettuare piccole regolazioni della bobina quando viene rilevato anche un leggero errore, come una piccola esitazione o una voce più forte durante la denominazione a causa di un maggiore sforzo per provocare errori più chiari. Evitare di ripetere la stimolazione sullo stesso sito per più di cinque treni consecutivi. Continuare con altri siti corticali e rivisitare il sito in seguito.

Se compaiono errori ripetuti in diverse posizioni stimolate, sollevare la bobina in aria sopra il cuoio capelluto e verificare se si verificano ancora errori. Se gli errori persistono, fare una pausa e attendere che la denominazione torni alla normalità. Quindi stimolare in blocchi da 7 a 10 minuti continuamente e fare una pausa da 2 a 5 minuti in mezzo.

Stimolare tutte le aree anatomiche eventualmente correlate per ottenere quante più risposte controllate possibili. Ridurre l'intensità del TMS in incrementi dal 2% al 5% della potenza massima dello stimolatore se la mappatura induce dolore o disagio. Interrompere la misurazione se il dolore o il disagio indotto non è tollerato dal soggetto.

Quando non si verifica alcun errore di denominazione, terminare la stimolazione come dimostrato e modificare i parametri di stimolazione. Diminuire l'IPI in incrementi di 200 millisecondi rispetto al valore predefinito. Collaborare con un esperto che dovrebbe essere presente in modo ottimale in sala operatoria e ricontrollare gli errori di denominazione evocati osservando il posizionamento della bobina e le possibili interferenze del dolore dalle registrazioni video.

Classificare gli errori come anomia, parafasia semantica e fonologica ed errori di prestazioni. Se un particolare tipo di errore si ripete nel video di base, non considerarlo un errore. Se un oggetto prende il nome dal treno TMS in modalità ripetitiva, considerare questo un ritardo o un errore assente.

Inoltre, verificare il possibile disagio del soggetto durante l'erogazione dell'impulso. Se il soggetto non è in grado di nominare un determinato oggetto anche se la lingua, le labbra e le mascelle si muovono, registrare un errore di mancata risposta. Se non sei sicuro, controlla le prestazioni del sito di stimolazione vicino o l'effetto della stimolazione dell'altro emisfero con la stessa immagine.

I diversi errori di denominazione evocati da TMS in un soggetto sano durante l'attività a diversi PTI di 180, 200 e 215 millisecondi sono mostrati qui. La maggior parte degli errori sono stati evocati nelle aree linguistiche classiche e lungo il percorso che collega l'area motoria pre-supplementare e l'area di Broca. Qui viene presentato un confronto dei risultati tra la mappatura della stimolazione corticale diretta extraoperatoria e la TMS ripetitiva navigata con un PTI fisso a 300 millisecondi in un paziente con epilessia intrattabile.

Nella mappatura della stimolazione corticale diretta, le sfere gialle rappresentano tutti gli elettrodi sulla corteccia. I siti di stimolazione con da due a cinque milliampere hanno indotto risposte motorie della mano e della bocca, nominando l'arresto e interrompendo la ripetizione della frase. La TMS ripetitiva navigata della mappatura corticale del linguaggio ha indotto anomia, parafasia semantica e fonologica ed esitazioni.

Le aree con induzione dell'errore altamente riproducibile e affidabile sono cerchiate. Immagini pertinenti e normalizzate, una linea di base sufficiente, flessibilità nel modificare i parametri, se non errori, e un'attenta analisi video sono fondamentali in questa procedura. MEG, FMRI e MRI basata sulla diffusione possono personalizzare la procedura e aumentare la sensibilità e la specificità di questo protocollo.

L'EEG sarà utile in futuro per localizzare aree funzionali rilevanti in tempo reale. Questa tecnica ha cambiato gli standard di valutazione pre-chirurgica e ha permesso agli scienziati nel campo della mappatura corticale di studiare il legame tra connettività strutturale e funzionale corticale con il comportamento durante i compiti cognitivi.