Name: 기본 모드 네트워크를 검사하기 위해 Transcranial 자석 자극과 fMRI를 결합 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-28T17:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: 탐색하세요 경두개 자기 자극과 기능적 자기공명영상을 결합하여 기본 모드 네트워크의 활성화 변화를 검사하는 방법을 학습하세요. 이 기법은 신경과학 연구에서 뇌 자극 효과를 이해하는 데 활용됩니다.

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1. 준비 <ol class="lalpha"><li> 시작하려면 피사체의베이스 라인 해부 검사를 구하십시오. 이것은 실제 실험을하기 전에 며칠이 완료되어야합니다. </li><li> 다음, frameless stereotactic 소프트웨어 패키지로 검사를로드합니다. </li><li> 마지막으로 찾아와 자극의 좌표를 타겟팅할 수 있습니다. 이 경우, 우리는 왼쪽 열등한 정수리 lobule를 타겟팅하는 것입니다. </li></ol> 2. 초기 스캔 <ol class="lalpha"><li> 실험의 날, 당신의 주제는 다시 한번, MRI 기계에서 시작됩니다. </li><li> 해부 학적 검사와 함께 시작합니다. </li><li> 다음 세 기능성 실험의 실행을 실시합니다. 본 실험에서는, 작업은 매우 간단합니다 : 고정 지점이 비전의 제목의 중앙 필드에 제공하고, 그 / 그녀는 단순히 수동적으로 그것을 응시하는 것입니다. </li></ol> 3. TMS 준비 <ol class="lalpha"><li> rTMS의 효과는 일시적인 때문에 TMS와 fMRI 결합하면, 시간이 관건입니다. 그것은 당신이 자극을 정지 후 가능한 빨리 스캐너로 주제를 되찾을 필수적입니다. 이 때문에, 당신은 가능한 한 검색 - 베이로 가능한 또는 가까운 인접 공간에 주둔 휴대용 TMS 장치를 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우, 우리는 스캐너에 휴대용 관찰 제품군에 셋업 옆집을 사용하고있는 것입니다. </li><li> stereotactic 소프트웨어 패키지에 주제의 사전 타겟 기준은 MRI로드합니다. </li><li> 마지막으로, 링크 및 stereotaxy 장비를 사용하여 자극 코일을 보정 -이 경우, 우리는 코일 중심적 위치를 등록하는 적외선 센서의 집합을 정렬합니다. </li></ol> 4. TMS 매개 변수 결정 <ol class="lalpha"><li> 주제가 도착하면, 그녀는 의자에 편안하게 / 앉혀. </li><li> 다음 sterotaxy 장비 피사체의 머리를 보정. 이 경우, 우리는 여러 위치 앵커를 등록하는 적외선 센서를 사용합니다 : 두 귀, 코, nasion합니다. </li><li> 피사체의 쉬고있는 모터 한계를 결정합니다. </li><li> 우리가 피사체의 피질을 자극하고 싶다면, 우리는 110 %의 모터 임계값의 자극 능력 20 Hz로 TMS 시스템을 설정합니다. 우리가 피사체의 피질을 억제하려는 경우, 우리는 110 %의 모터 임계값 1 Hz로 TMS 시스템을 설정합니다. 당신은 전체 연구의 과정을 통해 두 매개 변수를 탐험하고자하더라도, 우리는이 문서에서 20 Hz에서 흥분성의 rTMS 체인 살펴볼 것입니다. </li><li> 마지막으로, 28초 휴식 기간과 이초 열차의 자극 패턴을 설정합니다. </li></ol> 5. TMS의 자극 <ol class="lalpha"><li> 이전 자극에, 스캐너 다음의 TMS에서 직접 갈 수있는 주제를 준비합니다. 이것은 금속의 제거 및 피사체가 화장실을 사용했습니다 보장을 포함합니다. </li><li> 두피에 접선 코일 개최, 주제의 자극 사이트를 찾아 대상에 stereotaxy 장비를 사용합니다. </li><li> 기계 코일 냉각 시스템을 켜십시오. </li><li> 자극을 시작! 이 프로토콜을 위해, 우리는 45 총 자극 열차를 실시합니다. 이초 28초 휴식과 기차에서, 우리는 23 분 총 stim 시간을 것입니다. </li></ol> 6. 위로 스캐너에 <ol class="lalpha"><li> 일단 자극이 완료, 그것은 가능한 빨리 스캐너에 다시 적용을하는 것이 중요합니다. 최대한 원활하게이 전환을하려면 스캐너가 준비하고 갈 준비가되어 있는지 확인하십시오. 우리의 조언은 신체 플랫폼을 인상하고, 최소한으로 localizer 검사의 수와 기간을 줄일 수 있습니다. </li></ol> 7. 최종 스캔 <ol class="lalpha"><li> rTMS의 효과는 일시적인이기 때문에, 최종 검사 세션 기능 실행 시작한다. 다시, 우리는 수동 고정 세, 6 분 실행을 실시합니다. </li><li> 실험 실행이 완료되면, 해부 학적 검사와 함께 마무리. </li></ol> 8. 대표 결과 <img src="/files/ftp_upload/2271/2271fig1.jpg" alt="그림 1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="그림 1"> 그림 1. 데이터는 왼쪽 열등한 정수리 lobule 20 Hz에서 rTMS의 자극은 지방 흥분을 촉진하지만, 기본 네트워크 내의 기능적 연결을 감소 역할을하는 것이 좋습니다.

<ol><li>Raichle, M. E., MacLeod, A. M., Snyder, A. Z., Powers, W. J., Gusnard, D. A., Shulman, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+default+mode+of+brain+function%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sciences%22%5BJournal%5D)">A default mode of brain function.</a> Proc. Nat. Acad. Sciences. 98 (2), 676-682 (2001).</li>
<li>Buckner, R. L., Andrews-Hanna, J. R., Schacter, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+brain%27s+default+network%3A+anatomy%2C+function+and+relevance+to+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+N.Y.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">The brain's default network: anatomy, function and relevance to disease.</a> Ann. N.Y. Acad. Sci. 1124, 1-38 (2008).</li>
<li>Raichle, M. E., Snyder, A. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+default+mode+of+brain+function%3A+a+brief+history+of+an+evolving+idea%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">A default mode of brain function: a brief history of an evolving idea.</a> Neuroimage. 37 (4), 1083-1090 (2007).</li>
<li>Whitfield-Gabrieli, S., Thermenos, H. W., Milanovic, S., Tsuang, M. T., Faraone, S. V., McCarley, R. W., Shenton, M. E., Green, A. I., Nieto-Castanon, A., LaViolette, P., Wojcik, J., Gabrieli, J. D., Sidman, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperactivity+and+hyperconnectivity+of+the+default+network+in+schizophrenia+and+in+first-degreerelatives+of+persons+with+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sciences%22%5BJournal%5D)">Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degreerelatives of persons with schizophrenia.</a> Proc. Nat. Acad. Sciences. 106 (4), 1279-1284 (2009).</li>
<li>Pomarol-Clotet, E., Salvardor, R., Sarro, S., Gomar, J., Vila, F., Martinez, A., Guerrrero, A., Ortiz-Gil, J., Sans-Sansa, B., Capdevila, A., Cebamanos, J. M., McKenna, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failure+to+deactivate+the+prefrontal+cortex+in+schizophrenia%3A+dysfunction+of+the+default+mode+network%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Psychol+Med%22%5BJournal%5D)">Failure to deactivate the prefrontal cortex in schizophrenia: dysfunction of the default mode network?</a> Psychol Med. 38 (8), 1185-1193 (2008).</li>
<li>Garrity, A. G., Pearlson, G. D., McKiernan, K., Lloyd, D., Kiehl, K. A., Calhoun, V. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aberrant+%22default+mode%22+functional+connectivity+in+schizophrenia%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Aberrant "default mode" functional connectivity in schizophrenia.</a> American Journal of Psychiatry. 164, 450-457 (2007).</li>
<li>Kennedy, D. P., Redcay, E., Courchesne, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Failing+to+deactivate%3A+Resting+functional+abnormalities+in+autism%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Nat.+Acad.+Sciences%22%5BJournal%5D)">Failing to deactivate: Resting functional abnormalities in autism.</a> Proc. Nat. Acad. Sciences. 103 (21), 8275-8280 (2007).</li>
<li>c Buckner, R. L., Snyder, A. Z., Shannon, B. J., LaRossa, G., Sachs, R., Fotenos, A. F., Sheline, Y. I., Klunk, W. E., Mathis, C. A., Morris, J. C., Mintun, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular%2C+structural%2C+and+functional+characterizations+of+Alzheimer%27s+disease%3A+evidence+for+a+relationship+between+default+activity%2C+amyloid%2C+and+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Molecular, structural, and functional characterizations of Alzheimer's disease: evidence for a relationship between default activity, amyloid, and memory.</a> Journal of Neuroscience. 34, 7709-7717 (2005).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Handbook+of+Transcranial+Magnetic+Stimulation%22">Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation</a>. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. , Edward Arnold. London. (2002).</li>
</ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

<p class="jove_content"&gt; 오프라인 TMS / MRI 실험, 거의 틀림없이 가장 중요한 고려 사항은 자극의 사이트에서 MRI를 베이에 신속하고 손쉽게 전환을 포함을 실시하는 경우. 따라서,이 전환에 도움을 제안 상기 아이디어 몇 가지를 다시 방문 가치가있을 것입니다. 첫째 가능한 MRI 베이에 가까운 위치에 설치 휴대용 TMS 시스템을 사용합니다. 둘째, MRI 장비에 프로그래밍된 모든 자동 독립 또는 이에 상응하는 메커니즘을 우회. 3 : 플랫폼 증가되었는지 확인하고 피사체가 TMS을 완료하기 전에 자극이로드됩니다. 그리고, 마침내, 넷 : 혼자이 작업을 수행하지 마십시오. 항상 두 가지 활성 연구자 최소를 각 실험 세션과 관련된 - TMS 부분, MRI 부분의 담당의 다른 담당에 한.</p

<ul><li> MRI는 fMRI (필립스가 동영상에 그림)을 갖추고 </li><li> 반복 자극 가능한 TMS 장치는 (비디오에서 그림 Magstim입니다) </li><li> Frameless Stereotaxy 장비 (Brainsight이 동영상 그림) </li><li> 이어 플러그 </li><li> 자극 중에 제목을위한 의자 </li><li> 백 프로젝션 화면이나 MRI 호환 고글 </li><li> 빈 자극 화면 </li></ul>

기본 모드 네트워크를 검사하기 위해 transcranial 자석 자극과 fmri를 결합

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

기본 모드 네트워크는 개인이 외부 세계에 초점과 두뇌에 있습니다 않을 때 활성화된 뇌의 영역의 그룹입니다 &quot;반쯤 남은.&quot;1,2,3 이것은 기본 모드 네트워크가 자기 참조에 해당하는 생각입니다 또는 &quot;내부 정신 작용.&quot;2,3 그것은 인간의 기본 모드 네트워크에서 활동이 특정 pathologies (예를 들어와 상관이며, 그 가상되었습니다 하이퍼 활성화는 정신 분열증 4,5,6과 네트워크의 7 반면 하이포 정품 인증이 가진 자폐증 스펙트럼 장애에 연결되어 있습니다 알츠하이머 병 및 기타 neurodegenerative 질병 8)에 연결되어되었습니다. 이 네트워크의 등, 비침 투 변조는 비정상적인 네트워크 활성화에 연결된 신경 및 정신과 pathologies의 여러 가지 잠재적인 치료 개입을 대표 있습니다. 이 변조를 적용하는 한 가지 도구는 Transcranial 자석 자극입니다 transiently 또는 lastingly화된 자기장 펄스의 응용을 통해 대뇌 피질의 흥분을 (중 증가 또는 감소) 변조 수있는 비침습 neurostimulatory 및 neuromodulatory 기술 9. 기본 모드 네트워크 향해 성향과 변조의 오차를 탐험하기 위해, 우리는 기능적인 자기 공명 영상 (fMRI)로 (왼쪽 하부 정수리 엽)를 TMS를​​ 결합합니다. 이 문서를 통해, 우리는 성공적으로이 두 neuroscientific 도구를 결합하는 데 필요한 프로토콜 및 고려 사항을 검토합니다.

이 문서에서는, 우리는 기본 네트워크에 뇌 자극의 효과를 조사하기 위해 TMS와 fMRI의 조합과 관련된 방법론과 고려 사항을 검토하십시오.

기본 모드 네트워크를 검사하기 위해 Transcranial 자석 자극과 fMRI를 결합

디폴트 모드 네트워크(default mode network)는 개인이 외부 세계에 집중하지 않고 뇌가 "깨어 있는...

이 실험 절차의 전반적인 목표는 반복적 경두개 자기 자극을 통해 피질 흥분도를 변화시킨 후, 기능적 MRI를 사용하여 디폴트 네트워크 뇌 활성화에 미치는 영향을 조사하는 것입니다. 이를 위해 먼저 피질 자극 부위를 설정하는 데 사용할 피험자의 기저 해부학적 스캔 영상을 획득합니다. 절차의 두 번째 단계는 자극을 가하기 전에 여러 차례의 휴지기 fMRI 데이터를 수집하는 것입니다.절차의 세 번째 단계는 조절 효과를 위해 선택된 자극 파라미터를 사용하여 선택된 피질 표적에 TMS를 적용하는 것입니다. 절차의 마지막 단계는 다시 한번 기능적 영상 데이터를 여러 회차에 걸쳐 획득하는 것입니다. 최종적으로, 혈중 산소 농도 의존적 영상 분석을 통해 디폴트 네트워크 활성화에서 TMS로 인해 유도된 변화를 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.이 기술이 FMRI 단독 사용보다 갖는 주요 장점은 TMS를 통해 특정 영역을 조절함으로써 네트워크 역학을 관찰할 수 있다는 점입니다. 이 방법은 인지 신경과학 분야의 핵심 질문들에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 디폴트 네트워크와 같은 특정 휴지기 네트워크 내의 상호작용을 더 잘 규명할 수 있을 뿐만 아니라, 디폴트 네트워크와 다른 휴지기 상태 네트워크 간의 상호작용을 더 잘 이해하는 데에도 도움이 됩니다.실제 TMS 및 기능적 영상 실험을 수행하기 며칠 전, 피험자를 스캐너로 안내하여 TMS 시술 중 뉴로내비게이션에 사용할 기초 해부학적 스캔을 진행하십시오. 먼저 피험자가 다음 사항을 완료하도록 하십시오.연구 동의서 및 기타 모든 연구 관련 서류를 포함하여 필요한 모든 서류를 준비하십시오. 표준 MRI 스크리닝 양식을 포함하고, 이를 검토하여 스텐트나 동맥류 클립과 같이 MRI 촬영에 금기 사항이 없는지 확인하십시오. 또한, 이 기회에 피험자의 TMS 사전 스크리닝을 실시하고 실험의 세부 사항을 설명하십시오.다음으로, 피험자를 스캐너로 안내하여 스캐너 베드에 눕힙니다. 귀, 코, 두피를 포함한 머리 전체가 포함되도록 시야(field of view)를 설정하여 T1 강조 3D SPGR MP rage 또는 이와 유사한 스캔 영상을 획득해야 합니다. 슬라이스 두께는 약 1 mm를 권장합니다.TMS 시술 중 신경 내비게이션에 사용할 프레임리스 정위 소프트웨어 패키지에 이 스캔 데이터를 로드하고, 해당 소프트웨어를 사용하여 자극 좌표를 찾고 설정하십시오. 본 실험에서는 실험 당일 여기에서

combining-transcranial-magnetic-stimulation-fmri-to-examine-default

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

청각 처리는 음성 및 음악 관련 처리의 기초이다. Transcranial 자석 자극 (TMS)은인지, 감각 및 모터 시스템을 공부하고 성공적으로 사용되어 왔습니다 있지만, 거의 오디션 적용되지 않았습니다. 여기 청각 피질의 기능 조직을 이해하기 위해 기능 자기 공명 영상과 함께 TMS를​​ 조사했다.

쎄의 후유증을 매핑하는 기능 영상과 함께 인간 청각 컴퓨터에 접속 자극을 버스트

출처: Lioumis, P. et al. 배외측 전두엽 피질의 경두개 자기 자극과 뇌파 검사의 결합.  J. Vis. 경험. (2018년)이 비디오는 경두개 자기 자극과 뇌파 검사를 결합하여 배외측 전두엽 피질의 피질 흥분성과 흥분과 억제 사이의 균형을 평가하는 프로토콜을 보여줍니다.

배외측 전두엽 피질의 경두개 자기 자극과 뇌파 검사의 결합

출처: Shafi, M. M., et al. 간질 환자의 연결성 관련 뇌 흥분성을 평가하는 다중 모드 이미징 및 자극 기반 방법. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 간질 환자의 신경 흥분성을 평가하기 위해 경두개 자기 자극(TMS) 및 뇌파 검사(EEG)를 사용하는 절차를 보여줍니다. 사전 기록된 뇌 스캔으로 환자의 머리를 정렬하고, 기능적으로 연결된 피질 표적 위에 TMS 코일을 배치하고, 자극을 가하여 신경 회로를 활성화하는 단계를 자세히 설명합니다. 이 과정에는 운동 반응 추적, EEG 신호 기록, 뇌 활동을 건강한 대조군의 뇌 활동과 비교하여 과흥분성을 식별하고 발작 발병 영역을 국소화하는 것이 포함됩니다.

경두개 자기 자극 및 뇌파 검사를 통한 뇌 과흥분성 평가

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.

fMRI를 유도 경 두개 자기 자극하는 동안 기록 된 EEG 데이터에서 시각 유발 전위를 추출

측두엽 간질에서 기본 모드 네트워크 (DMN) (TLE)의 종자 기반 기능 연결 MRI (fcMRI)를 사용하여 뇌의 휴식 상태로 분석된다.

측두엽 간질의 기능적 연결성 MRI를 사용하여 기본 모드 네트워크의 네트워크 분석

이 프로토콜은 외상 후 스트레스 장애의 기본 네트워크를 조사하기 위해 휴지 상태 구조적 연결성, 작업 유도 비활성화 및 구조적 연결성 분석의 보완적인 신경 영상 기술을 설명합니다. 시너지 효과를 내는 방법을 사용하면 잠재적으로 중증도, 결과 및 기타 관련 임상 요인에 대한 진단 및 평가를 개선할 수 있습니다.

PTSD의 기본 모드 네트워크의 Neuroimaging에 표현형 개발 : 정지 상태, 작업 기억, 구조적 연결을 통합

경 두개 직류 자극 (tDCS)는 비 침습적 인 뇌 자극 기술이다. 성공적으로 인간의 뇌 기능을 조절하는 기초 연구 및 임상에서 사용되고있다. 이 문서는 tDCS 효과의 신경 기초를 조사하기 위해, tDCS의 구현과 동시에 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)에 대해 설명합니다.

경 두개 직류 자극과 동시에 기능성 자기 공명 영상

Transcranial alternating current stimulation (tACS)은 뇌의 진동을 비 침습적으로 조사하는데 유망한 도구이지만 그 효과는 완전히 이해되지는 못합니다. 이 기사에서는 기능적 자기 공명 영상과 함께 tACS를 동시에 적용하는 안전하고 신뢰할 수있는 설정에 대해 설명합니다.이 기능을 통해 진동적 뇌 기능 및 tACS의 영향을 이해할 수 있습니다.

동시 두개 내전 자극 및 기능 자기 공명 영상

여기에 제시 된 프로토콜 intracortical 흥분 테스트 재 시험 디자인 패러다임을 이용 하 여 TMS-뇌 파 연구입니다. 프로토콜의 의도 neurophysiological 주요 우울증 등 정신병 질환의 치료에서 치료 적 중재에 관련 기능을 평가 하기 위한 안정적이 고 재현 대뇌 피 질의 흥분 조치를 생산 하는 것입니다.

결합된 Transcranial 자석 자극 그리고 Dorsolateral 전 두 엽 피 질 Electroencephalography

이 기사에서는 경두개 자기 자극을 통해 기능적으로 특정 신경 경로를 측정하고 강화하는 새로운 접근법을 설명합니다. 이러한 고급 비침습적 뇌 자극 방법론은 뇌-행동 관계의 이해와 뇌 질환을 치료하는 새로운 치료법의 개발을 위한 새로운 기회를 제공할 수 있습니다.

경두개 자기 자극을 통해 인간 모터 시스템의 기능적으로 특정신경 경로 측정 및 조작

이 프로토콜은 기능적 자기 공명 영상(fMRI) 중에 투여되는 국소 경두개 직류 자극(tDCS)을 위한 신경 탐색 전극 배치 방법을 설명합니다.

Neuronavigated Focalized Transcranial Direct Current Stimulation Administered During Functional Magnetic Resonance Imaging

탐색하세요 경두개 자기 자극과 기능적 자기공명영상을 결합하여 기본 모드 네트워크의 활성화 변화를 검사하는 방법을 학습하세요. 이 기법은 신경과학 연구에서 뇌 자극 효과를 이해하는 데 활용됩니다.

기본 모드 네트워크를 검사하기 위해 Transcranial 자석 자극과 fMRI를 결합

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