方法論記事

皮質興奮のためのリアルタイム脳波検査による経頭蓋磁気刺激

2025年8月29日

この記事について

要約

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出典: Stefanou, M., et.al.リアルタイム脳波検査による経頭蓋磁気刺激による脳状態依存性脳刺激。J. Vis. 経験。(2019年)

このビデオは、皮質の興奮性を研究するためのリアルタイムの脳波トリガー経頭蓋磁気刺激 (TMS) のプロセスを示しています。この手順には、TMS コイルを運動皮質上に配置し、刺激を EEG 信号の特定の位相と同期させ、運動誘発電位 (MEP) を記録して、皮質反応に対するさまざまな脳状態の影響を調査することが含まれます。この技術により、リアルタイムの脳波分析に基づいて脳活動を正確に変調できます。

プロトコル

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人間の参加者が関与するすべての手順は、人間の福祉に関する制度的、国内的、および国際的なガイドラインに従って実行され、地元の治験審査委員会によって審査されています。

  1. モーターの「ホットスポット」の発見と安静時のモーター閾値の決定
    1. モーターの「ホットスポット」(つまり、シングルパルスTMSが試験間で比較的一貫した振幅の整形のMEPを誘発する刺激位置)を見つけ、対応するコイル位置(コイルの向きと角度を含む)をニューロナビゲーションシステムに保存します。
    2. 試験
    3. の50%以上で、誘発されたMEPのピークツーピーク振幅が50μVを超えるまで、徐々に刺激強度を増やしながら運動皮質に単一のTMSパルスを適用することにより、安静時運動閾値(RMT)を見つけます。
    4. 利用可能な場合は、たとえば、観察された単一応答の変動性に基づいてRMTの信頼区間をオンラインで推定し、通常、適応的に変化する強度の約30テストパルスを必要とする最尤戦略に従って、逐次検定(PEST)によるパラメータ推定に自動スクリプトを使用します。
    5. これが最初の実験セッションでない場合は、コイルの位置を前の位置と比較し、得られたRMTを前のRMTと比較して、一貫性を検証します。
    6. 必要に応じて、標準的な手順を使用して、アクティブモーター閾値(AMT)または1mVのピークツーピークMEP振幅の刺激強度を決定します。
  2. 参加者の最終準備
    1. オプションで、真空枕を使用して被験者の頭を固定します。
    2. オプションで、耳栓を通してマスキングノイズを配信します(TMS誘発EEG電位の分析を計画している場合)。それ以外の場合は、聴覚保護のために被験者に耳栓とヘッドフォンを提供します。
    3. オプションで、メカニカルアームを使用してコイルを希望の位置に位置合わせして固定します。
  3. 実験前のデータ品質検証
    1. リアルタイムプロセッサがEEGシステムからデータを受信していることを確認します。
    2. 目的のEEG空間フィルター(C3中心のラプラシアンモンタージュなど)から得られた信号に明らかなアーティファクトがないか確認します。
    3. EEG信号の品質を目視で確認し、不良電極、過剰なラインノイズ、筋肉のアーティファクトをチェックし、EEGシステムソフトウェアで時間枠と振幅スケーリングを調整して、実験中の継続的な目視検査を行います。
  4. メインの実験セッション
      刺激
    1. 装置の強度が実験スクリプトでリモート制御されていない限り、刺激強度を目的の値(たとえば、RMTの110%)に手動で設定します。
    2. 実験スクリプトを開始して、ターゲット振動のさまざまな位相にランダムな順序でパルスを適用します。
    3. 実験中、トリガー条件のしきい値(アーティファクト検出しきい値、神経支配前のしきい値、最小電力など)を監視します。
      注: リアルタイムプロセッサはトリガー条件が発生するのを待っているため、刺激は不規則な間隔でトリガーされます。ただし、ほとんどの刺激が予測可能な間隔(たとえば、前のパルスの2〜3秒後)内に発生し、長い一時停止(たとえば、この場合は>5秒)は、目新しさによるより大きな誘発応答につながるため、避けるように条件を設定する必要があります。
      1. あるいは、事後層別化を使用して、過度に長い間隔に続く試験を削除します。
    4. 位相特異的刺激効果を区別するのに十分な統計的検出力を達成するには、十分な数の試行を取得します
      注:通常、条件ごとに80〜120のインターリーブ試行を選択しました。
    5. さまざまなセッションの開始時刻と終了時刻を文書化し、異常な出来事を記録しておきます。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
EEGおよびEMG記録システム
EEG/EMGアンプNeurOne with Real-time Digital Out、Bittium Biosignals Ltd.、フィンランド
TMSデバイスMAG & More Research 100、MAG &; More GmbH、ミュンヘン、ドイツ
ソフトウェアMathworks Simulink Real-Time (Mathworks Ltd、米国)
反射型ヘッドトラッカー、ポインターツール、ヘッドトラッカー
を含むステレオ赤外線カメラニューロナビゲーションシステムEEGシステム、TMS刺激装置、リアルタイムデバイス、ニューロナビゲーションシステム
EEGエレクトード、EMG電極、注射器、研磨剤および導電性ゲル
と粘着テープ
に接続された実験制御PC ラップ

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タグ

EEG EEG EMG

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