2010年12月28日
この記事では、我々は、動機のphosphenicプレゼンテーションを誘導TMSで視覚的に関連する状態依存性の影響を調べる。
この手順の全体的な目的は、経頭蓋磁気刺激によって誘発されるフォスフェン(光視覚)挙動に対する状態依存性効果を調査することです。まず、V1、V2、およびV5 MT+のすべてにおいて、ベースラインのフォスフェン閾値および挙動を決定します。次に、特定の視覚刺激の提示による視覚適応を通じて、特定の神経反応をプライミングします。
手順の3番目のステップは、V1、V2、およびV5 MT+における新たな燐光挙動を決定することです。手順の最終ステップは、2組目の誘発燐光をチャート化し、元のベースラインの燐光セットと比較することです。最終的に、固有の視覚刺激への視覚適応を通じて、特定の予測可能な燐光挙動を誘発できることを示す結果が得られます。
この手法が示唆するところは、現在TMSで治療されている多くの神経学的または身体的な疾患の治療にまで及びます。軽い理学療法や心理療法など、治療的処置の前に行われる誘導活動が、TMSとその結果に重要かつ予測可能な影響を及ぼす可能性があります。まず、被験者をTMS装置に隣接したコンピュータ画面の前の快適な椅子に座らせます。
時間をかけて実験の詳細を説明し、現時点でTMSの禁忌事項がないことを確認するために被験者のスクリーニングを必ず行ってください。被験者と研究者の両者が、聴覚保護のために耳栓を装着してください。次に、数回のパルスを放出してクリック音を再度聞かせ、被験者にTMS装置に慣れてもらいます。
これで完了です。刺激部位を後続のステップでマークできるよう、タッピング感を確認してください。スイムキャップを患者の頭に被せ、適切にフィットしており、実験中にずれないことを確認します。
次に、巻尺を使用して、コンピュータ画面と被験者の鼻根(nasion)との距離が60 centimetersであることを確認します。この距離が変化しないよう、被験者が実験の残りの時間、快適に座り続けられることを確認してください。最後に、被験者の目に遮光マスクを装着します。
マスクは、実験の残りの時間において被験者がホスフィンを容易に検出し報告できるよう、光漏れがないように適切に調整してください。次に、プロトコルの後の段階でリン挙動を調査する際に重要となるため、被験者のホスフィン閾値を決定する必要があります。この閾値を決定するために、まずTMS装置を70%powerに設定します。
次に、コイルの8の字の上部が頭蓋正中線を向き、外後頭隆起から約3cm上の点を指すように保持し、単一パルス刺激を開始します。ここでは左半球を刺激しています。この領域の周囲でコイルを小さなサーチグリッド状に移動させ、被験者から一貫した明確なリン光報告が得られる位置を決定します。
おや、何か見えましたか?ええ、こちらのあたりに、塊のようなものが見えますね。ただし、TMSでは人口の約40%においてリン光(phosphenes)を誘発できない可能性があるため、被験者が何も報告しない可能性があることに留意してください。
その場合は、残念ながらこの実験を継続することはできず、被験者は退出させてください。フォスフェン(光視症)のホットスポットが見つかった場合は、必ず被験者の頭皮上のその位置に印を付けてください。
次に、被験者が6回連続したパルスのうちちょうど3回でフォスフィンを報告するまで、TMSの出力電力を上下に調整します。この電力レベルを被験者のV1V2閾値として記録してください。次に、前ステップと同じ手順とパラメータを用いて、V5MT+複合体のフォスフィン閾値を決定し、この領域を特定します。まず、コイルを被験者のin Ianから背側に0.3 centimeters、外側に5 centimeters移動させます。
ここで単発パルス刺激を開始します。何か見えますか?そして、各パルスの後、被験者に光視感(phostic experience)があったかどうかを報告させてください。
それを指し示して説明していただけますか。ちょうどここにあります。Whoopという音と共に動くボールです。再び、シングルパルスを用いて、小さなサーチグリッドパターンを開始してください。
明確かつ一貫したホスフィン(皮膚感覚)が誘発されるまでコイルを移動させます。この位置を被験者のV5 MT+ホットスポットとしてマークします。最後に、6回連続のパルスのうち、正確に3回で被験者がホスフィンを報告するまで、TMSの出力強度を上下に調整します。
このパワーレベルを、被験者のV5 MT+複合閾値として記録します。両方の視覚領域でホスフィン閾値が決定したら、次に被験者のベースラインのホスフィン反応を測定する必要があります。測定を行うには、室内の照明を暗くし、被験者の遮光マスクを外してください。
次に、被験者にコンピュータ画面の中央に表示された固定十字を60秒間注視するように指示します。視線を十字の中央に維持させることが重要です。マスクを交換し、V1 V2ホットスポットの上に配置します。
V1・V2閾値の120%で、3秒間の単一パルストレインを生成します。その後5秒間待機し、別のトレインを実施します。再び5秒間待機した後、3回目のトレインを実施します。
3回目のシングルパルス列の後、被験者に、誘発されたフォスフェン(光視覚)の部位と運動特性について説明するよう求めてください。はい、先ほど話していたのと同じものが、ちょうどここにありました。
これが、刺激を行うたびに測定される被験者のベースラインのホスフィン反応となります。次に、TMS出力をV5'プラス閾値の120%にリセットし、コイルをV5'プラスのホットスポット上に移動させます。この部位で同様の手順を繰り返し、3回のパルス列を投与し、誘発されたホスフィン反応をここでも記録してください。
リン酸基のベースラインが決定したら、被験者の遮光マスクを取り外し、コンピュータ画面の中央に表示される安定した固定十字を60秒間凝視するように指示します。ただし、今回は空白の画面ではなく、十字の周囲のいくつかの位置に、すべて同じ方向に移動する一連の点(移動ドット)を配置します。この刺激は視覚適応を誘発することを目的としており、刺激に長時間さらされることで、その後に提示される刺激の知覚にバイアスをかける役割を果たします。
60秒後、マスクを交換し、V1-V2ホットスポットの上に配置します。V1-V2閾値の120%で、3秒間のシングルパルストレインを発生させます。5秒間待機し、この操作をさらに2回繰り返します。
これら3回の提示後、被験者に誘発されたホスフィンの位置と動機付け特性を報告させる。ホスフィンの挙動がベースライン活性に戻るまで、この3回1組の報告シーケンスを継続する。V1、V2でホスフィンの挙動がベースラインに戻った後、被験者のマスクを外し、再度刺激を観察させる。60秒後、マスクを再装着させる。
最後に、刺激コイルをV5空想複合ホットスポットに移動させ、この部位に対してプロトコルのこのステップを繰り返します。V5 MT閾値刺激の120%において、2番目の条件では条件1と同じ手順を用います。ただし、被験者に単一方向に移動する一連の点を示すのではなく、ここに見られるように、中心点からそれぞれの基本方位に向かって放射状に広がる(スターバーストパターンのような)一連の点を示します。
60秒後、マスクを交換します。V1およびV2に対して、閾値の120%の刺激を3回連続して提示します。被験者に光視症(フォスフェン)の報告を求め、ベースラインに戻るまで継続します。
もう一度マスクを外し、被験者にスターバースト刺激を60秒間見るように指示します。次に、前のステップと同じ刺激パラメータを用いて、V5mtプラスホットスポットに対してこの手順を繰り返します。それでは、何が見えたか説明していただけますか?
そうです。ここにある花火のような、スターバースト状のものが広がっていく感じでした。オプションとして、各条件または両方の条件が完了した後に、各ホスフィンの領域の感情的挙動をグラフに描くよう被験者に依頼してください。これは必須のステップではありませんが、もう一つの解釈可能なデータセットを得ることができます。
ここでは、条件に応じた適応刺激を再度確認します。単純な並進運動であり、すべての点が左または右にコヒーレントに移動します。
右半球および左半球のV1およびV2から誘導されたフォスフェンです。条件1では、ここで見られるように、V1およびV2において同一のフォスフェン移動が誘発されるはずです。ここでは条件2の適応刺激である放射状運動の点(中心点に向かう、または中心点から離れる各基本方向へ移動するもの)を示しており、また、条件2における右半球および左半球のV5/MT+複合体から誘導されたフォスフェンの例図を示しています。
スターバーストパターンの視覚適応により、V5mt+複合体から同一のスターバースト型ホスホ移動が誘発されるはずですが、V1およびV2のベースラインは変化しないはずです。このビデオを視聴することで、TMS刺激の前に視覚適応を用いて、どのように特異的で予測可能な球状挙動を誘発させるかについて、十分な理解が得られたはずです。これが状態依存性の本質です。
同一の刺激や同一の神経領域であっても、各被験者の初期の神経状態によって、異なる反応が誘発される可能性があります。
完全なトランスクリプトを表示し、数千本の科学動画にアクセス
本記事では、視覚的に関連のある状態依存性が、経頭蓋磁気刺激(TMS)によって誘発されるフォスフェン(光視覚)現象に及ぼす影響について検証します。本研究の目的は、視覚刺激がフォスフェンの挙動にどのように影響するかを解明することです。
状態依存的な神経応答を理解することは、CNS創薬におけるターゲットバリデーションのリスクを低減するために極めて重要であり、皮質興奮性の予測可能な変調はメカニズムに関する仮説構築に寄与します。このTMS誘発光視症(phosphene)パラダイムは、事前の神経状態が刺激結果にどのように影響するかを定量的に評価することを可能にし、ターゲットエンゲージメントモデルにおける予測の信頼性を裏付けます。視覚適応を再現性のある光視症のリードアウトに結びつけることで、本アプローチは前臨床および早期臨床研究において神経回路の応答性を評価するための、トランスレーショナルなバイオマーカーシステムを提供します。
この手法は、ターゲットの検証から前臨床モデリングに至るディスカバリー・コンティニュアム(創薬の連続的なプロセス)に適合します。そこでは、ターゲット変調に関する偽陰性または偽陽性の結論を避けるために、状態依存的な影響を考慮する必要があります。