結合された経頭蓋磁気刺激と背外側前頭前野の脳波

ここで提示されたプロトコルは、皮質内興奮性再テスト設計パラダイムを利用した TMS 脳波研究です。プロトコルの目的は、神経生理学的にうつ病などの脳神経疾患の治療における治療的介入に関連する機能を評価するための信頼性が高く、再現性のある皮質興奮性対策を生成することです。

この方法は、治療介入に対する反応の予測因子として役立つ可能性のある神経生理学的シグナルを決定することにより、神経学、臨床神経生理学、および精神医学の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。適切に実施されれば、この技術は、これらの治療的介入による皮質興奮性の変化を確実かつ再現性よく監視できます。その手順を実演するのは、当研究室の研究アナリストであるStacey Shimです。

まず、参加者の頭にぴったりとフィットするキャップを選びます。Cz電極を、ナシアンとイニアンを結ぶ線の中間の頂点に配置します。すべての電極が頭皮にしっかりと接触し、機能していることを確認します。

次に、シリンジの先端が鈍くなっているのを調整し、導電性ゲルを充填します。先端を電極穴の内側に置き、皮膚にペーストが付くまでプランジャーを軽く押します。次に、鈍い先端で頭皮をこすり、糊が上部からこぼれないようにして、ブリッジを防ぎます。

最初に接地電極と参照電極を準備します。すべての電極のインピーダンスが5キロオーム未満であることを確認してください。電極の準備は、記録された脳信号の品質を決定し、その研究に不可欠なノイズと脳信号の両方を除去する可能性のある信号処理方法の必要性を最小限に抑えます。

次に、腹部と腱のモンタージュのために、右外転筋またはAPBの上に直径約30ミリメートルの2つの使い捨てEMGディスク電極を配置します。また、接地電極はメーカーのガイドラインに従って配置してください。電極をEMGに接続します amplifier。

まず、T1 強調 MRI をナビゲーション システムに読み込み、登録する基本ポイントを選択します。背外側前頭前皮質のMNI座標またはTalairach座標のいずれかを使用します。次に、ヘッドトラッカーを刺激セッション中に動かないように配置し、TMSコイルが自由に動くようにします。

次に、参加者に耳栓を装着してもらい、参加者の頭を3D MRIモデルに合わせます。これを行うには、MRIで選択された基点でデジタイジングペンで参加者の頭に触れます。次に、参加者の頭にデジタイジングペンを置き、コンピューター上の表現を確認して、登録を検証します。

必要に応じて、トラッカーをコイルに取り付けてTMSコイルを校正します。次に、TMSパルス中の電極上のコイル振動を最小限に抑えるために、コイルの下にポリウレタンスポンジを置きます。コイルをキャリブレーションブロックに配置して、すべてのトラッカーがカメラから見えるようにします。

次に、コンピューター画面のキャリブレーションボタンを押して、コイルをキャリブレーション位置に5秒間保持します。この時点で、参加者に休息し、リラックスした背中、手、脚で快適に過ごすように指示します。次に、ホットスポットを見つけるには、まず、APBと一次運動皮質の皮質表現の最初のランドマークとして運動ノブをターゲットにし、対応する筋肉の動きがあるまでコイルを動かします。

APBに対して約500マイクロボルトの運動誘発閾値またはMEPを誘発するTMS強度を使用します。コイルの角度と傾きを変更してコイルの向きを最適化し、ホットスポットで最大の応答を呼び起こします。このコイルの位置をニューロナビゲーターソフトウェアに保存し、出力強度を2〜3%刻みで下げてから、10パルスを与え、50マイクロボルトを超える10のMEP応答のうち5つ以上が得られた場合は、強度を下げ続けます。

10回のうち5回未満の応答が誘発された場合、1〜2%のステップで強度を上げ始めるモーター閾値は、50マイクロボルトを超えるMEPを生成する強度として表されます10回のうち5回。運動閾値の間刺激間隔ISIは、1秒より長く、通常は3〜5秒である必要があります。次に、運動閾値の 120% から強度を調整して、500 マイクロボルトから 1500 マイクロボルトの一次運動皮質で MEP を生成します。

この出力で10パルスを記録し、強度を1〜2%刻みで増減します平均1マイクロボルトに達するまで。コイル強度の調整は、調査対象のニューロン集団を標的にするためだけでなく、信号の品質にとっても重要です。この時点で、コイルを背外側前頭前皮質の上に配置し、数回刺激します。

重大なアーティファクトが発生した場合は、コイルの配置をこの場所から少し離して微調整します。次に、EEG電極をデジタル化して、その位置が脳の解剖学的構造に登録されるようにします。次に、耳栓を空気圧式オーディオイヤフォンに交換して、必要に応じてホワイトノイズオーディオマスキングを再生します。

そして、聴覚保護のためにそれらの上にヘッドフォンを追加します。この時点で、コイルをコイルホルダーに取り付け、コイルがその下の電極を動かしたり押したりしないことを確認します。最後に、シングルパルスTMSとペアパルスTMSを含む実験を実行し、短い皮質内阻害、皮質内促進、および長い皮質内阻害を各参加者のランダムな順序で実行します。

この図は、刺激後の背外側前頭前皮質関心電極領域からのTMS誘発脳波応答の総平均を示しています。これには、シングルパルスTMS、短い皮質内阻害、皮質内促進、および長い皮質内阻害が含まれます。ここでは、各刺激条件について、N100の誘発電位値がすべての電極に地形的にプロットされています。

この手順を試みる際には、電極を正確に準備し、正しい刺激ターゲットを選択し、刺激強度とコイルの向きを適切に調整することが重要です。その開発後、この技術は、神経科学、神経学、臨床神経生理学、および精神医学の分野の研究者が、健康なボランティアと患者の両方について、さまざまな脳状態における皮質皮質の興奮性と接続性を探求する道を開きました。