이 논문은 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)으로 밝혀 활성화에 의해 유도 동시 경 두개 자기 자극 (TMS) 동안 (EEG)의 데이터를 수집하고 뇌파를 분석하는 방법을 설명합니다. 사건 관련 전위의 TMS 이슈 제거 및 추출 방법은 패러다임의 설계 및 실험 장치의 고려 사항뿐만 아니라 설명되어 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
경 두개 자기 자극 (TMS)의 피질 영역과인지 / 신경 생리 학적 효과 사이에 인과 관계를 확립하기위한 효과적인 방법이다. 구체적으로는, 대상 영역의 정상적인 활동과 과도의 간섭을 만들고 전기 생리 신호의 변화를 측정함으로써, 우리는 자극 뇌 영역 또는 네트워크와 우리가 기록 전기 생리 신호의 인과 관계를 확립 할 수있다. 목표 뇌 영역을 기능적으로 이전의 fMRI 스캔으로 정의하는 경우, TMS 기록 유발 전위와의 fMRI 활성화를 연결하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 이러한 실험을 실시하는 것은 상당한 기술적 자기 펄스에 의해 EEG 신호에 도입 된 높은 진폭의 유물 주어진 도전, 성공적으로 기능의 fMRI에 의해 정의 된 영역을 대상으로 어려움을 선물한다. 여기에 우리가 일반적으로 사용하는 세 가지 도구를 결합하는 방법을 설명합니다 TMS, 뇌파, 그리고 fMRI를합니다. 우리는 자극 & #을 안내하는 방법에 대해 설명합니다39, EEG-TMS의 조합 방법에 기록 된 데이터를 신뢰할 수있는 ERP를 추출하기에 적합한 ERP 연구를 설계하는 방법, 동시 TMS 동안 뇌파를 기록하는 방법을 해부학 적 또는 기능적 MRI 데이터를 사용하여 원하는 대상 지역에의 코일. 우리는 fMRI를 유도 TMS는 얼굴 선택적 N1과 ERP의 몸 선택적 N1 구성 요소가 extrastriate 피질에서 별개의 신경 네트워크와 관련된 것을 보여주기 위해 EEG와 동시에 사용하는 이전에 출판 된 연구에서 대표적인 결과를 제공 할 것입니다. 이 방법은 우리가 TMS와 EEG의 높은 시간 해상도의 fMRI의 높은 공간 해상도를 결합하고, 따라서 여러인지 과정의 신경 기초의 포괄적 인 이해를 얻을 수 있습니다.
서론
경 두개 자기 자극 (TMS)은 뇌의 대상 지역에서 정상적인 신경 활동에 순간적인 간섭을 생성합니다. 이 일시적인 신경 간섭을 만들고 행동이나 생리적 변화를 측정함으로써, 우리는 (리뷰 참조 파스 쿠알 - 리온 등. 테일러 등. 1,2) 대상 지역 및 측정 실험 결과 사이의 인과 관계를 그릴 수 있습니다. 이러한 실험 결과는, 예를 들면, 일 수있다인지 작업이나 전기 생리학 (EEG) 활성의 변화에 대한 성능. 사실, 최근 몇 년 동안 연구자들은 직접 이벤트 관련 전위 (ERP) 또는 진동 활동 패턴 (예 : 2-7)으로 대뇌 피질의 영역을 관련시키는 EEG와 함께 TMS를 사용하기 시작했습니다. ERP의 실험 기간 동안 fMRI를 유도 TMS :이 방법 론적 논문에서는 TMS와 EEG를 결합하는 특정하고 유용한 프레임 워크를 설명한다. 첫째, 우리는 FM에 의해 미리 정의 된 영역에 TMS를 적용하는 방법에 대해 자세히는 것RI, EEG 데이터를 기록하는 동안. 우리는 신뢰할 수있는 ERP의 추출을 허용하는 실험 설계를 설명한다. 이러한 실험의 목적은 관심의 ERP 구성 요소에 대한 기능 MRI로 밝혀 링크 뇌 영역을 인과 적으로하는 것입니다. 마지막으로, 우리는 fMRI를 함께 공개됩니다 얼굴....
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프로토콜
실험은 두 개의 별개의 세션에서 수행된다. 제 세션 동안 기능적 MRI 실험 (예, 기능적 지역화)가 개별 제목 기준 TMS 원하는 타겟 영역을 정의하기 위해 수행된다. 의 fMRI 결과는 다음 대상으로 정확한 TMS의 정위 네비게이션 시스템에 공급된다. 제 세션은 EEG는 TMS와 동시에 기록하는 동안의 fMRI 데이터의 분석을 다음 유지된다. 여기에 설명 된 프로토콜은 텔 아비브 Sourasky 의료 센터의 윤리위원회의 승인을 받았다.
이 문서에 나와있는 예에서, 데이터는 MATLAB 버전 7.7 (R2008b)를 분석 하였다. SPM 23 MATLAB 및 MarsBar 도구 상자에 대한 통계 파라 메트릭 매핑 (SPM 5) 소프트웨어의 fMRI 데이터 처리에 사용 하였다.
1.의 fMRI 세션과의 fMRI 데이터 분석
- 에코 평면 영상 (EPI) 시퀀싱을 사용하여 기능적인 MRI 작업을 실행전자 TMS와 대상이 될 수있는 활성화의 원하는 초점을 결정합니다. 예 아래의 예에서 OFA와 EBA 등 인접 지역 사이의 더 나은 분리를 들어, 고해상도 스캔을 권장합니다. 3mm 3 이하의 복셀은, 8 채널 이상 MRI 헤드 코일을 얻을, ....
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결과
동시 EEG-TMS 조사는 얼굴과 occipito - 시간 두피에 기록 된 기관에 ERP의 응답이 분해되는지 여부를 나타 내기 위해 사용되었다. 시각적 자극이 제시 될 때, 눈에 띄는 N1 구성 요소는 후방 - 측면 전극 사이트에 기록되어있다. 특히, N1의 구성 요소는 일반적으로 다른 자극 카테고리 8,33보다 얼굴과 몸에 대한 더 크다. 얼굴과 각각의 얼굴과 몸의 N1 구성 요소에 fMRI를 사용하여 정의 몸 선택적 뇌 영역에 대한 자극의 효과를 평가하여, 우리는 얼굴과 몸의 N1 응답 (적어도 부분적으로) 소스를 겹치지 않는, 또는 오히려 반영 여부를 나타 내기 위해 시도 정량적 상이한 활성 수준과 같은 네트워크 활동.
우리는 측면 occip의 얼굴 선택 및 신체 선택 영역 (예 : 투수 등. (34, 35)에 대한 참조) 이미지 발병 후 60 밀리와 100 밀리 초에서 더블 펄스 자극을 적용 피질 ITA.......
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토론
정확한 시점에 비교적 좋은 공간 정확도를 일시적으로 선택 대뇌 피질의 영역에서 정상 신경 세포의 활동을 방해 할 수있는 독특한 능력을 가지고, TMS는 인과 적 행동이나 신경 생리 학적 측정과 자극을 뇌 영역을 연결 할 수 있습니다. 본 논문에서는 기능적 정의 피질 영역을 대상으로하고, ERP 응답의 신뢰성있는 측정을 가능하게 분석을 적용하여 동시 TMS 애플리케이션 중에 EEG를 측정하는 방법을 설명했다. 우리는 TMS가 제공 fMRI를 정의 뇌 영역 (즉, OFA와 EBA)이 인과 적으로 자신이 선호하는 자극 (예 : 얼굴과 몸)에 ERP 응답과 연관되어 있는지 여부를 물어 EEG와 fMRI를와 함께 사용되었을 때의 문헌에서 예를했다.
19의 유효성을 검사하고 여러 연구 7,26,27에 적용된 기술 감산 기술은 몇 가지 주목할만한 장점이 있습니다 : 그것은 허용하는 범위 잔류 제거최상위 ERP 컴포넌트.......
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공개 사항
저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
감사의 글
우리는이 TMS 실험에 자신의 귀중한 기여 데이비드 투수에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 연구는 BS, 울프슨 재단 보조금에 대한 뇌 매핑에 대한 Levie의 - 에더 샤임 - Gitter 연구소에서 친교에 의해 투자되었다; 이스라엘 과학 재단과 GY에 영국 문화원의 연구원 교환 프로그램 실험은 고급 이미징, 텔 아비브 Sourasky 의료 센터의 Wohl 연구소에서 실시되었다에서 여행 부여에서 65 / 08 및 1657년부터 1608년까지을 부여합니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 3.0 T Signa MRI 스캐너 | General Electric | ||
| BrainAmp 증폭기 | Brain Products GmbH | BP-01300 | |
| 전극 입력 상자 | Brain Products GmbH | 선택적 | |
| PowerPack - 증폭기용 배터리 | Brain Products GmbH | BP-02615 | |
| BrainCap - 유연한 캡에 32개의 평평한 전극 | Brain Products GmbH | BP-0300MR | 코일과 두피 사이의 더 짧은 거리를 보장하기 위해 평면 전극을 사용해야 합니다. 더 큰(<예: <>/em> 핀 유형) 전극을 사용하는 경우 코일 아래의 전극을 제거하십시오. |
| TMS Super Rapid2 자극기 | Magstim | ||
| 50mm 이중 코일 | Magstim | ||
| 코일 홀더 | 코일을 고정할 수 있는 모든 기계 팔 또는 삼각대는 올바른 각도와 위치로 조정되며 자극 중에 코일을 안정적으로 유지합니다. | ||
| Polaris 적외선 카메라 | Rogue Research Inc | ||
| Polaris 추적기 및 포인터 도구 | Rogue Research Inc | ||
| BrainSight 워크스테이션 및 소프트웨어 | Rogue Research Inc | ||
| BrainVision Recorder 소프트웨어 | Brain Products GmbH | BP-00010 | |
| MATLAB 소프트웨어 | The MathWorks Inc | ||
| SPM for Matlab | Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK | ||
| MarsBar 관심 영역 SPM | |||
| Psychtoolbox for MATLAB | 이 도구 상자와 E-prime 소프트웨어(아래)는 신뢰할 수 있는 타이밍 E-Prime 소프트웨어를 사용하여 TMS 자극기 및 EEG 레코더에 명령을 전달할 수 있는 자극 프레젠테이션 소프트웨어의 예입니다 | ||
| 심리학 소프트웨어 도구, Inc. |
참고문헌
- Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. Transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience--virtual lesion, chronometry, and functional connectivity. Curr Opin Neurobiol. 10, 232-237 (2000).
- Taylor, P. C., Walsh, V., Eimer, M.
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재인쇄 및 허가
