피질 흥분을 위한 실시간 뇌파 유발 경두개 자기 자극

메쉬 캡으로 고정된 EEG 캡을 착용한 인간 참가자로 시작합니다.

EMG 전극은 신호 획득을 위해 단무지외전근에 배치되었습니다.

반사 헤드 트래커를 사용하여 헤드 위치를 실시간으로 모니터링합니다.

다음으로, 경두개 자기 자극 또는 TMS 코일을 운동 피질 위에 배치하고 자기 펄스를 전달하여 피질 뉴런을 활성화합니다.

이 활성화는 EMG 전극에 의해 운동 유발 전위 또는 MEP로 포착된 근육 수축을 유발합니다.

가장 강력한 MEP를 생성하는 피질 부위를 식별하고 코일을 제자리에 고정합니다.

자극 강도를 조정하여 모터 임계값(MEP를 안정적으로 유발하는 가장 낮은 강도)을 결정합니다.

그런 다음 피질 흥분성이 가장 높은 EEG 신호의 음수 단계에서 TMS를 트리거하도록 시스템을 설정합니다.

EEG 동기화 TMS 시퀀스를 시작합니다.

EEG 전극은 뇌 활동을 기록하고, 실시간 프로세서는 음의 단계를 감지하고 TMS를 트리거하여 일관된 근육 반응을 생성합니다.

실시간 EEG 동기화 TMS 실험을 수행하려면 먼저 운동 피질의 TMS가 손 근육에서 가장 강한 운동 반응을 유발하는 정확한 위치를 결정합니다. 그런 다음 신경 내비게이션 소프트웨어에서 이 핫스팟과 코일 위치를 표시합니다. 그런 다음 진공 베개로 피사체의 머리를 고정하고 기계 암으로 핫스팟 위치에 코일을 고정합니다.

역치 자극 강도를 결정하려면 TMS 펄스의 50%가 운동 반응을 일으킬 때까지 자극 강도를 점진적으로 조정합니다. 여기서 강도는 임계값 강도의 110%로 설정되었습니다. 특정 진동을 추출하기 위해 여러 EEG 채널을 결합하도록 실시간 시스템을 구성하려면 전극 C3를 중심으로 하는 5채널 라플라시안 공간 필터를 사용하여 감각 운동 리듬을 추출합니다.

이 진동의 양수 또는 음수 피크에서 TMS를 트리거하려면 실시간 장치를 무장하고 2초마다 루프에서 반복되도록 시퀀스를 설정하기 전에 각 시도에 대해 위상 트리거 조건을 임의로 위상 0 또는 위상 pi로 설정합니다. 그런 다음 약 10분 동안 실험을 실행하여 위상별 자극 효과를 구별하기에 충분한 수의 시도를 얻습니다. 실험 중에 코일 위치는 신경 내비게이션 시스템에서 모니터링되고 EEG 및 EMG 신호는 EEG 시스템에서 모니터링됩니다.

각 조건에 대한 원시 데이터와 자극 전 EEG 및 자극 후 근육 반응도 EEG 시스템에 표시됩니다. 실시간 장치는 관심 있는 뇌 영역을 대상으로 하는 공간 필터링과 관심 있는 진동을 분리하기 위한 대역 통과 필터링을 수행하고 자동 회귀 순방향 예측 및 힐베르트 변환을 사용하여 순간 진폭과 위상을 추정합니다. 그런 다음 이 신호를 트리거 조건과 비교합니다.

전력 임계값 및 위상 조건이 충족되면 자극기가 트리거됩니다. 표시된 온라인 실행 평균을 사용하여 실험 중에 위상 타겟팅의 정확도와 위상이 근육 반응에 미치는 영향을 추정할 수 있습니다.