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방법 논문

일차 운동 피질 대사에 양성 반구 경 두개 전기 자극 효과의 측정을위한 도구로 자기 공명 분광학의 사용

20K 조회수

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DOI:

10.3791/51631

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2014년 11월 19일

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이 논문에서

요약

이 기사는 양측 자극이 1차 운동 피질 대사에 미치는 영향을 조사하기 위해 경두개 직류 자극(tDCS)과 양성자 자기 공명 분광법(1H-MRS) 측정을 결합하기 위한 기본 프로토콜을 설명하는 것을 목표로 합니다.

초록

경 두개 직류 자극 (tDCS)는 점점 뇌졸중과 우울증 등의 신경 및 정신 장애의 치료에 지난 10 년 동안 사용 된 신경 수식 기술이다. 그러나, 임상 증상을 개선하기 위해 뇌의 흥분성을 조절하는 능력을 기본 메커니즘이 제대로 이해 33 남아. 그러한 영역 별 방식 (41) γ - 아미노 부티르산 (GABA) 및 글루타메이트와 같은 뇌 대사 생체 정량 허용하는이 이해를 돕기 위해, 양성자 자기 공명 분광법 (1 H-MRS)이 사용될 수있다. 사실, 최근의 연구는 1 H-MRS가 실제로 더 신경 전달 물질의 농도가 34 tDCS의 효과를 이해하는 강력한 방법임을 보여 주었다. 이 문서에서는 MEGA-PRESS 서열을 사용하여 3 T에서 1 H-MRS와 tDCS에게 (NeuroConn MR 호환 자극을) 결합의 전체 프로토콜을 설명하는 것을 목표로영향력. 우리는 일차 운동 피질 27,30,31의 양자 자극으로 구성되어 뇌졸중 후 운동 기능 장애의 치료에 대한 큰 약속을 보여 주었다 프로토콜의 영향을 설명 할 것이다. 방법 론적 고려해야 할 요인 및 프로토콜에 대한 가능한 수정도 논의된다.

서론

그것의 활성을 조절하는 인간의 뇌에 전기를인가하는 아이디어는 옛날부터 연구되고있다. 사실, 일찍이 11 세기 등의 글은 간질 발작 1의 치료에 어뢰 전기 물고기의 사용을 설명하는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 그것은 최근이인지 기능과 운동 응답 2 조절 성 효과를 나타났다으로 비 침습적 뇌 자극은 과학계에 널리 관심을 받았다고 할 때까지이 아니다. 경 두개 자기 자극 (TMS)이 광범위하게 1980 년대 초 3 년부터 연구되었지만 그것이 지금 neuropathologies의 광범위한 실행 가능한 치료 옵션으로 간주되는 한, 경 두개 직류 자극 (tDCS)의 최근 관심은, 뇌졸중 4로 증가 알코올 중독 5, 만성 통증 (6). tDCS 예를 들어, TMS 같은 신경 자극 기술에 비해 많은 장점을 가지고,비교적 저렴 고통 때문에, 잘 따라서 맡 7에 투여하는 것을 가능하게, 환자 용인 및 휴대용. 사실, 환자의 작은 비율을 자극 8시 가벼운 따끔 거림 감각을 경험한다. 그러나,이 감각은 일반적으로 몇 초 9 후 사라집니다. 따라서, tDCS는 실제 자극 9,10에서 가짜 자극을 구별 ....

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프로토콜

이 연구는 단결 드 Neuroimagerie Fonctionnelle 몬트리올 대학의 연구 및 지역 사회 윤리 보드에 의해 승인 및 헬싱키 선언에 명시된 윤리 강령을 준수하여 이루어졌다. 모든 환자는 MRI 호환성을 위해주의 선별 다음의 동의서를 작성주고 재정적으로 참여 보상했다.

1. tDCS 자료

  1. 필요한 모든 재료가 실험을 (목록 그림 1 참조) 시작하기 전에 사용할 수 있는지 확인합니다.
    참고 : 다른 전극 크기는 tDCS 사용할 수 있습니다. 이 연구를 위해 두 개의 5 × 7cm 고무 전극이 사용됩니다. 다른 크기의 자극 면적과 자극 (48)의 소망 focality에 따라 선택 될 수있다.
  2. 장치 충전 또는 플러그 인에 뒤 수 없기 때문에 DC-자극기의 배터리가 충전되어 있는지 확인하여주십시오 주기적를 충전안전을 위해 링 자극.

자극에 대한 조건 2. 계획

  1. 장치에 포함 된 지침에 따라 tDCS 장치를 켭니다. (활성 및 사기) 두 개의 서로 다른 자극 모드에 대한 tDCS 장치를 미리 설정합니다.
  2. 일부 장치는 미리 설정 모드를 가지고 ....

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결과

그림 6은 모든 MRS 대책되었다 M1 손의 표현에 위치한 VOI의 위치를 보여줍니다. 그림 6D에서 3D 시각화 추정 일차 운동 피질을 통해 두피에 위치 tDCS 전극의 명확한 표현을 보여줍니다. 7은 담당자 "EDIT OFF"와 차이가 M1에서 획득 ( "DIFF") 스펙트럼을 그림. GLX, GABA + MM뿐만 아니라 NAA에 대응하는 피크가 명확하게 알 수있다.

그림 8은 단일 참가자의 세 가지 조건에 대한 MRS 획득 사전 tDCS 및 사후 tDCS 사이의 변화의 비율을 보여줍니다. 포스트 tDCS 세션의 결과는도 8a. 시간이 지남에 따라 변화의 진화를 설명하기 위해 두 개의 시점으로 분리 GLX에 대한 변화의 비율을 보여줍니다된다. 가짜 자극, G.......

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토론

목표 본 논문은 3 T 스캐너를 사용하여 결합 tDCS 1 H-MRS위한 표준 프로토콜을 설명합니다. 다음 섹션에서는 방법 론적 요인이 논의 될 것이다.

중요한 단계
금기 상영
실험에 이전, 그것은 tDCS 1 H-MRS의 사용에 관한 금기에 대한 스크린 참가자들에게 매우 중요하다. 다음의 제외 기준의 사용은 tDCS 권장 : 정신과 또는 신경 학적 역사, 심장 박동의 존재, 두개골에 이식 금속 조각, 실신의 역사, 발작의 병력이나 약물 남용의 역사를. 왼쪽 M1 만 대사가 획득되기 때문에,이 연구에서 왼손잡이 참가자를 배제하는 것이 좋습니다. 사실, 최근의 연구는 손 선호도에 따라 우세 및 비 우세 반구 사이의 차동 반구 억제를 보여 주었다자극 (15)의 효과를 조절할 수있다. 또한, 실험을 시작하기 전에, 두피에 어떤 병변의 유무를 확인하여, .......

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공개 사항

저자가 공개하는 게 없다.

감사의 글

이 작품은 건강 연구의 캐나다 연구소와 자연 과학 및 캐나다의 공학 연구위원회에서 보조금에 의해 지원되었다. ST는 건강 연구의 캐나다 연구소에서 그리고 Vanier 캐나다 대학원 장학금에 의해 지원되었다. MM은 생명 공학 연구 센터 (BTRC) 보조금 P41의 RR008079과 P41의 EB015894 (NIBIB) 및 NCC P30 NS076408의 지원을 인정합니다.

우리는 로맹 Valabrègue (센터 드 NeuroImagerie 드 공들인 - CENIR, 파리, 프랑스) 인정하고 싶습니다 브라이스 Tiret (센터 공들인 드 난 문화원 Universiatire 드 Gériatrie (CRIUGM), 몬트리올, 캐나다, 미사리 라모 에네르기 atomique 등 보조 에너지 대안 처리 도구 개발을위한 (CEA), 파리, 프랑스), 에드워드 J. 아워 (자기 공명 연구 및 영상 의학과, 미네소타 대학 센터, 미국). MEGA-PRESS 및 FASTESTMAP 시퀀스 개발되었다에드워드 아우어 바흐와 말고 자타 Marjańska에 의해 C2P 계약에 따라 미네소타 대학에 의해 제공되었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
DC 자극기 플러스NeuroConn30DCS01EMR 호환 장치
NuPrep 준비 젤Weaver and Co.#10-61
Ten20 도전성 페이스트Weaver and Co.#10-20-4
전극 준비 패드Grass TechnologiesMD001770% 이소프로필 알코올 및 경석
식염수 지역약국 샘플0.9% 염화나트륨
비영구 하이드로 마커SharpieSHPE20WH
SYNGO MR VB17Siemens AGMRI 소프트웨어
MAGNETOM Trio A Tim 시스템Siemens MRI 스캐너 버전
Matlab 2013a (버전 8.1)MathWorks Inc처리 및 분석 소프트웨어
LCModel 6.3LC MODEL inc참조: s-provencher.com
AG

참고문헌

  1. Kellaway, P. The part played by electric fish in the early history of bioelectricity and electrotherapy. Bull. Hist. Med. 20 (2), 112-137 (1946).
  2. Brunoni, A. R., et al. Clinical research with transcranial dir....

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