音声皮質マッピングのためのナビゲート反復経頭蓋磁気刺激の研究デザイン

私たちのプロトコルは非侵襲的であり、侵襲的なゴールドスタンダードに匹敵します。したがって、手術を設計する際に患者を選択するのに役立ち、手術中に行われる直接皮質刺激をスピードアップすることができます。この技術により、詳細な音声皮質マッピングと、タスクと刺激パラメータの柔軟な変更が可能になります。

また、健康な人口に適用し、あらゆる種類の言語課題に合わせて調整することもできます。私たちのプロトコルは、それが実行できない場合に直接皮質刺激を置き換えることができ、脳卒中患者で刺激される言語ネットワークノードを特定するときにも適用できます。より多くの命名エラーを誘発するために、最初に変更するパラメータを決定することは困難です。

一度に1つのパラメータを変更し、MEG、EEG、FMRIなどのさまざまなイメージングモダリティから事前の空間的および時間的情報を取得することをお勧めします。まず、ベースラインオブジェクトの命名タスクの前に、印刷またはデジタル形式の画像について主題をよく理解してください。日常環境で頻繁に見られる標準化および正規化された色の画像を使用し、同義語を最小限に抑え、高い名前の一致を使用します。

セッションが始まる前に、被験者に画像で練習させてください。被験者は自宅で練習することもできます。次に、喉頭と声帯の上の皮膚に加速度計を取り付けて、発話の開始を記録します。

0.5〜1メートルの距離に配置されたスクリーンで被写体に画像を1つずつ提示し、刺激なしで許可される画像に名前を付けてもらいます。ピンチャー。ケーキ。画像間隔(IPI)を調整して、2, 500ミリ秒から始まり、1, 500〜4, 000ミリ秒の間で変化する各被験者のタスクをわずかに困難にします。

ベースライン命名タスク中にさらにエラーが発生する場合は、IPI を 200 から 300 ミリ秒のステップで増やします。タスクが簡単すぎる場合は、IPIを200〜300ミリ秒刻みで減らします。ナビゲートされた反復TMSを使用した実際のスピーチマッピングセッションでは、ベースラインテスト中に適切にトレーニングされなかった、正しく名前が付けられていない、明確に名前が付けられていない、正しく表現されていない、遅延または躊躇している、または被験者にとって困難と思われる画像を省略します。

ベースライン命名タスクを 3 回実行し、パフォーマンスが不十分な場合は IPI を調整します。刺激を開始する前に、誘導電界の値が両方の半球の異なる音声関連領域でほぼ類似していることを確認してください。必要に応じて皮質の深さを調整し、コイルの中心が空中にないことを確認します。

デフォルトのピクチャから TMS への間隔(PTI)である 300 ミリ秒から開始するか、0 〜 400 ミリ秒の PTI を使用します。150ミリ秒を超えるPTIは、刺激と言語処理の重複を最適化するために好まれます。音声処理とは関係のない皮質領域で5ヘルツの速度で5つのパルスから始めて、被験者が刺激誘発感覚に慣れるようにします。

次に、コイルを予想される音声関連領域に移動します。パルス列が終了し、被験者の命名が完了するまで、コイルを同じ位置に保ちます。被写体のパフォーマンスに焦点を当てます。

エラーがない場合は、次の軌跡に進みます。エラーや躊躇さえ観察された場合は、さらに2〜3回の繰り返しTMS列車のためにそのサイトを刺激し続け、次に進みます。しかし、後で再刺激する可能性のためにサイトを覚えておいてください。

小さなエラーが検出された場合は、より明確なエラーを引き起こすための努力が増えるため、命名中に小さな躊躇や大きな声など、小さなコイル調整を行います。同じ部位で5本以上の連続した列車で刺激を繰り返すことは避けてください。他の皮質部位に進み、後でその部位を再訪してください。

刺激された複数の場所でエラーが繰り返される場合は、コイルを頭皮の上の空中で持ち上げて、エラーが引き続き発生するかどうかを確認します。それでもエラーが発生する場合は、休憩を取り、名前付けが通常に戻るまで待ちます。次に、7〜10分のブロックで継続的に刺激し、その間に2〜5分の休憩を取ります。

関連する可能性のあるすべての解剖学的領域を刺激して、できるだけ多くの制御された応答を取得します。マッピングが痛みや不快感を誘発する場合は、最大刺激装置出力の2%〜5%のステップでTMS強度を減らします。誘発された痛みや不快感が被験者によって許容されない場合は、測定を中止してください。

命名エラーが発生しない場合は、デモンストレーションに従って刺激を終了し、刺激パラメータを変更します。IPI をデフォルト値から 200 ミリ秒ずつ減らします。手術室に最適に存在する必要がある専門家と協力し、コイルの位置とビデオ録画からの痛みの干渉の可能性を観察することにより、誘発された命名エラーを再確認します。

エラーをアノミア、意味的および音韻的パラファシア、およびパフォーマンスエラーとして分類します。特定の種類のエラーがベースラインビデオで繰り返される場合は、エラーとは見なさないでください。オブジェクトが反復モード TMS トレインにちなんで名付けられている場合は、これを遅延またはエラーなしと見なします。

また、パルス送達中に被験者の不快感の可能性を確認してください。舌、唇、顎が動いているにもかかわらず、被験者が特定のオブジェクトに名前を付けることができない場合は、無応答エラーを記録します。不明な場合は、隣接する刺激部位のパフォーマンスまたは同じ画像で他の半球の刺激の効果を制御します。

180、200、および215ミリ秒の異なるPTIでのタスク中の健康な被験者におけるさまざまなTMS誘発命名エラーがここに示されています。エラーのほとんどは、古典的なスピーチ領域と、補足前の運動領域とブローカ領域を結ぶ経路に沿って引き起こされました。難治性てんかん患者における術外直接皮質刺激マッピングと300ミリ秒で固定PTIを有するナビゲート反復TMSの結果の比較がここに提示されます。

直接皮質刺激マッピングでは、黄色の球は皮質上のすべての電極を表します。2〜5ミリアンペアの刺激部位は、手と口の運動反応を誘発し、逮捕を命名し、文の繰り返しを中断しました。音声皮質マッピングのナビゲートされた反復TMSは、アノミア、意味的および音韻的パラファシア、および躊躇を引き起こしました。

再現性と信頼性の高い誤差誘導のある領域を丸で囲みます。この手順では、関連性のある正規化された画像、十分なベースライン、パラメータを変更する際の柔軟性、エラーではないにしても、慎重なビデオ分析が重要です。MEG、FMRI、および拡散ベースのMRIは、手順をパーソナライズし、このプロトコルの感度と特異性を高めることができます。

EEGは、将来的に機能的な関連領域をリアルタイムでローカライズするのに役立ちます。この技術は術前の評価基準を変え、皮質マッピング分野の科学者が認知課題中の行動と皮質の構造的および機能的接続との関連を研究することを可能にしました。