Transcranial 자석 자극에 의​​해 유도된 Phosphenes을 문서화에 대한 새로운 접근 방식

이 영상에서는 경두개 자기 자극술(transcranial magnetic stimulation)을 이용하여 광시증(phosphine) 임계값을 구하는 표준 절차와, 인지된 광시증의 크기와 위치를 매핑하고 기록하는 방법을 보여드립니다. TMS는 짧은 자기 펄스를 가하여 신경 세포의 활동을 변화시키는 비침습적 신경 자극 기술입니다. TMS의 적용은 높은 공간적 및 시간적 특이성을 가지고 신경 세포 활동을 방해할 수 있는 안전하고 비침습적인 수단을 제공합니다.

피질의 시각 민감 영역을 자극하면 포스핀(phosphine)이라고 알려진 짧은 시각적 비정상 감각이 발생합니다. 먼저 초기 자극 지점의 위치를 확인합니다. TMS 코일의 중심을 자극 지점 위에 배치하여 손잡이가 두피 표면과 접하도록 합니다.

임계값이 결정될 때까지 자극 강도를 조절합니다. 관찰된 TMS 유도 인광을 기록하기 위해, 피험자를 레이저 추적 및 페인팅 시스템(lt. A-P-A-T-M-S) 앞에 앉힙니다. 우측 후두피질에 전달된 펄스는 반대측 시야에 인광을 생성합니다.

참가자는 레이저 포인터를 사용하여 인지된 포스핀의 외곽선을 그리는 지시를 받습니다. 레이저 포인터의 경로는 표준 웹캠을 통해 추적되며 ltap 소프트웨어를 사용하여 기록됩니다. 레이저 경로는 투사 화면에 투영될 수 있으며, 이를 통해 참가자는 ltap 시스템의 정확도 결과를 가늠할 수 있습니다.

인지된 인광(phosphines)의 위치가 후두엽 피질의 작은 수용장 크기와 조직을 반영하여 결정됨을 확인합니다. 안녕하세요, 저는 보스턴 대학교 의과대학 해부 및 신경생물학과의 뇌 역학 연구실(Laboratory of Cerebral Dynamics) 소속 Seth Kin Frankston입니다. 안녕하세요, 저 또한 뇌 역학 연구실의 Peter Free입니다.

오늘은 TMS를 사용하여 인광 임계값을 구하는 절차와 지각된 인광을 기록하는 방법을 보여드리겠습니다. 저희 연구실에서는 인간 피험자를 대상으로 시각 처리와 피질 흥분성을 연구하기 위해 이 절차를 사용합니다. 그럼 시작하겠습니다.

먼저, 어두운 조명의 방에 피실험자를 편안하게 앉힙니다. 피실험자의 머리에 수영모를 씌우고 편안하게 조절한 뒤, 귀마개를 제공하여 초기 자극 지점을 찾고 표시합니다. 우선 외후두융기(inion)를 확인한 다음, 거기서 상방으로 약 2cm, 외측으로 약 2cm 이동합니다.

표준 8자형 TMS 코일을 사용하여, 코일의 중심을 초기 자극 지점 바로 위에 놓습니다. 코일은 두피 표면에 접하도록 배치하며, 중심선 반대 방향으로 핸들을 향하게 하여 내측에서 외측 방향으로 정렬해야 합니다. 출력 강도의 60%로 단일 펄스를 가합니다.

풋 페달은 TMS 펄스를 원격으로 트리거하는 데 사용됩니다. 참가자에게 시각적 감각을 느꼈는지 확인하십시오. "무엇이 보였나요?"라고 질문하십시오.

아니요. 인지된 인광(phosphine)이 없다고 보고한 경우, 코일의 위치를 조정한 후 펄스를 다시 전달하십시오. 참여자가 여전히 인광을 보고하지 않으면 7~10초마다 계속 펄스를 전달하되, 인광을 보고하거나 강도가 100%에 도달할 때까지 5회 시도마다 강도를 5%씩 높이십시오. 무엇인가 느껴졌습니까?

네. 참가자가 인광(phosphine)을 보고하면 색상, 모양, 위치를 포함하여 무엇을 인지했는지 자세히 설명하도록 요청하십시오. 무엇을 보셨는지 설명해 주시겠습니까? 네, 제 왼쪽 시야에만 보이고 삼각형 모양이며, 꼭짓점 하나가 제 시야 중심에 정확히 있습니다.

포스핀(phosphines)은 자극 중인 뇌 반구의 반대측 시야에 나타나야 함에 유의하십시오. 포스핀이 안정적으로 보고되는 위치를 찾으면, 이를 수영모에 표시하십시오. 이제 포스핀 유도에 성공했으므로, 동일한 코일, 위치 및 방향에서 일련의 펄스를 전달하기 위한 임계값을 구하는 방법을 알아보겠습니다.

이전 섹션과 마찬가지로, 참여자에게 유도된 포스핀(phosphine)의 존재 여부를 확인하도록 요청하십시오. 확인이 되면 7~10초마다 펄스를 전달하십시오. 각 펄스 후에 참여자에게 다음 기준을 사용하여 포스핀이 인지되었는지 보고하도록 안내하십시오. 명확한 포스핀을 경험한 경우 '예', 시각적 인지가 전혀 없는 경우 '아니오', 확실하지 않은 경우 '글쎄요'라고 답하게 하며, '글쎄요' 응답은 긍정 응답으로 집계해서는 안 됩니다.

임계값을 결정할 때, 포스핀 임계값이 결정될 때까지 자극 강도를 계속 조정하십시오. 임계값은 특정 강도 값에서 일반적으로 10회의 펄스 시리즈를 사용하여, 참가자가 전달된 펄스의 최소 50%에 대해 명확한 포스핀을 보고하는 가장 낮은 자극 강도로 정의됩니다. 이제 ltap 시스템을 사용하여 포스핀의 크기와 위치를 결정하는 방법을 알아보겠습니다.

레이저 추적 및 페인팅 시스템(ltap)은 인지된 포스핀의 위치와 크기를 실시간으로 기록하는 시스템입니다. ltap 시스템은 포스핀의 정량화 및 분석을 위해 안정적이고 사용자 맞춤 설정이 가능한 환경을 제공합니다. ltap 소프트웨어가 실행 중인 컴퓨터는 웹캠을 사용하여 레이저를 기록합니다.

위치를 기록한 후, 후면 프로젝터를 통해 데이터를 다시 스크린에 투사합니다. 시작하려면 피험자의 비근(nasion, 양 눈 사이의 지점)이 투사 스크린의 중심에서 약 30 centimeters 거리에 오도록 앉힙니다. 피험자가 ltap 시스템에 적응할 수 있도록 레이저 포인터를 제공하고, 인지된 인광(phosphines)과 유사한 도형을 따라 그리는 연습을 하도록 지시합니다. 피험자가 ltap 시스템에 익숙해지면, 이전 단계와 동일한 위치에 일련의 TMS 펄스를 전달합니다.

참가자가 각 포스핀(phosphine)을 추적하도록 합니다. 결과는 프로젝션 화면에 표시됩니다. 레이저 포인터를 사용하여 포스핀의 특성을 추가로 분석하려면, 이전에 결정된 임계값의 120%로 TMS 펄스를 가합니다.

피험자가 다양한 고정점을 응시하는 동안, 보고된 인광을 정량화하고 분석할 수 있도록 피험자에게 인광의 외곽선을 따라 그리게 합니다. 이제 외곽선이 그려지고 기록된 대표적인 인광의 몇 가지 예를 보여드리겠습니다. 레이저 추적 및 페인팅 시스템을 사용하여, 피험자가 중앙 상단 및 우측 고정점을 응시하도록 지시받았을 때 인지된 인광의 위치와 크기를 나타내며, 각 조건에서 10개의 인광을 유도하기에 충분한 일련의 펄스가 전달되었습니다.

보시는 바와 같이, 인지된 포스핀(phosphine)의 위치는 시선의 방향에 따라 달라집니다. 이는 후두피질의 작은 수용장 크기 및 구조와 일치합니다. 지금까지 포스핀 임계값을 구하는 방법과 인지된 포스핀을 기록하는 방법을 살펴보았습니다.

이 절차를 수행할 때, 첫째로 일관된 코일 위치를 유지하고, 둘째로 참가자의 안전과 편안함이 최우선이라는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이것으로 마치겠습니다. 시청해 주셔서 감사드리며, 여러분의 실험에 좋은 결과가 있기를 바랍니다.