대뇌 생리학 응답 억제와 관련 된 측정을 위한 온라인 Transcranial 자석 자극 프로토콜

이 실험의 전반적인 목표는 TMS라고도 하는 경두개 자기 자극을 사용하여 운동 반응 억제 작업 중 1차 운동 피질 흥분성 및 억제를 정량화하는 것입니다. 이 방법은 운동 제어 연구 분야의 주요 질문에 답하여 운동 작업 완료 및 반응 억제 중 피질의 생리학적 변화를 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 비침습적 경두개 자기 자극 기술을 사용하여 아동 친화적인 정지 신호 행동 작업 중에 기본 운동 피질 생리학을 탐구한다는 것입니다.

이 방법은 소아 운동 장애에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 또한 주의력 결핍 과잉 행동 장애 및 자폐 스펙트럼 장애와 같이 운동 조절에 영향을 미치는 모든 신경 정신 질환에 적용할 수 있습니다. 이 절차를 시연하는 사람은 우리 실험실의 David Huddleston과 Alyssa Roeckner입니다.

표준화된 설문지를 사용하여 참가자의 TMS 금기 사항을 선별하는 것으로 시작합니다. 작업자의 팔뚝에 자기 펄스를 전달하여 TMS가 어떻게 작동하는지 보여줍니다. 그런 다음 참가자의 팔뚝에 TMS 펄스를 전달하여 맥박을 느낄 수 있도록 합니다.

그런 다음 청력 보호를 위해 참가자의 귀에 귀마개를 끼웁니다. 다음으로, 피험자가 우세한 검지 손가락을 외전하여 첫 번째 등쪽 골간 근육(FDI)을 식별하도록 합니다. FDI의 배 위에 음극을 놓고 두 번째와 세 번째 중수골 또는 MCP 관절 사이에 양극을 놓고 다섯 번째 MCP 관절 위에 접지 전극을 놓습니다.

참가자의 손을 양팔의 척골 측면이 있는 위치에 놓고 손은 반중력 노력 없이 베개에 완전히 올려 놓습니다. 마지막으로, 참가자가 세 번째에서 다섯 번째 손가락을 구부리면서 주로 사용하는 집게 손가락을 뻗게 합니다. 그런 다음 베개에 게임 컨트롤러 패드를 놓고 검지 손가락이 경주용 자동차 Slater-Hammel 작업에 사용하는 버튼에 놓이

먼저 손잡이가 후두부를 가리키고 정점 위의 두개골에 접선으로 배치된 90mm 원형 TMS 코일을 사용하여 M1에 걸쳐 유도된 후방에서 전방까지의 전류를 생성하는 기준선 TMS 측정을 얻습니다. 그런 다음 왁스 펜슬을 사용하여 핫스팟이 발견되면 두피 위치를 표시하여 동일한 피질 영역에서 TMS 펄스 전달이 이루어지도록 합니다. 양손을 쉬고 있는 상태에서 휴지 운동 역치(RMT로 약칭)의 120%의 강도를 사용하여 기준선 단일 펄스 TMS 유도 FDI MEP에 대한 20번의 시험을 수행합니다. 마지막으로, 3밀리초의 자극 구간을 사용하여 휴식 시 M1 짧은 간격의 피질 내 억제에 대한 기준선 쌍 펄스 TMS 측정에 대한 20번의 시도를 수행합니다.

참가자 바로 앞의 모니터에 경주용 자동차 Slater-Hammel 응답 억제 작업을 표시하는 것으로 시작합니다. 실험을 시작하려면, 먼저 참가자에게 행동 과제에 대해 훈련시키고, 피험자에게 주로 사용하는 집게손가락을 내전하여 버튼을 누르면 모니터 왼쪽에 있는 자동차가 움직이기 시작할 것이라고 말합니다. 그런 다음 참가자에게 바둑 시도의 목표는 화면에 세로선으로 표시된 것처럼 800밀리초 목표에 최대한 가깝지만 그 전에 손가락을 들어 올리는 것이라고 말합니다.

참가자가 10개의 바둑 시도를 연습하게 합니다. 다음으로, 참가자에게 두 번째 시도 세트에는 자동차가 800밀리초 목표 전에 무작위로 정지하는 것이라고 말하여 정지 작업에 대한 교육을 제공합니다. 아이에게 차가 무작위로 멈출 때마다 손가락을 떼지 않고 검지 손가락을 버튼에 올려 놓으라고 말합니다.

참가자에게 정지 신호가 표시되고 체크 무늬 깃발 앞에서 손가락을 떼면 너무 이르다"메시지가 나타날 것이라고 알립니다. 아이에게 성공적인 중지 시도 후에 훌륭한" 메시지가 표시될 것이라고 말합니다. 아이가 10번의 정지 시도를 연습하게 합니다.

참가자가 go only 및 stop only 시도를 연습한 후 다음 연습 블록에 go 및 stop trials가 혼합되어 포함되어 있다고 말합니다. 아이가 최종 연습으로 혼합 go와 stop을 20회 시도하게 합니다. 다음으로, 실제 온라인 Slater-Hammel 실험을 준비하기 위해 참가자에게 트레일을 시작하려면 주로 사용하는 검지 손가락을 아래로 누르고, 바둑 시도를 위해 손가락을 떼고, 시도 중지를 위해 버튼을 누르고 있음을 상기시킵니다.

아이에게 TMS 펄스가 Slater-Hammel 과제 중에 전달될 것이며 세 블록의 온라인 Slater-Hammel TMS 시험이 있을 것이라고 말합니다. 이전 왁스 연필 표시를 사용하여 정점 위에 90mm 원형 코일을 배치하여 지배적인 M1을 우선적으로 자극하고 컨디셔닝 펄스 강도를 60% RMT로, 테스트 펄스를 120%RMT로 설정합니다. 마지막으로 온라인 Slater-Hammel TMS 실험을 시작합니다.

여기서, 회귀 모델에서 계산된 최소 제곱 평균 추정치를 사용하여 다양한 시험 조건에서 대표적인 신경생리학적 데이터입니다. MEP 진폭의 경우 독립 변수 sex, sight 및 trial block은 회귀 모델에서 유의하지 않았습니다. TMS 펄스 상태와 시험 조건과의 상호 작용은 유의했습니다.

세 가지 작업 조건 간의 단일 펄스 MEP 진폭의 모든 쌍별 비교는 유의하지 않았습니다. 그러나 go와 failed stop, 성공적인 stop과 failed stop의 차이는 상당했습니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 약 1시간 안에 완료할 수 있습니다.

이 절차를 시도하는 동안 Slater-Hammel 작업 중에 올바르게 수행하는 방법을 어린이에게 지시하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. EMG 리드의 설정과 데이터 수집 중에 사용되는 기술은 신뢰할 수 있는 데이터를 얻는 데 중요합니다. 이 절차에 따라, 동작 작업 중에 두 개의 TMS 코일을 동시에 사용하는 것과 같은 다른 방법을 수행하여 다른 피질 영역이 운동 작업 중에 운동 시스템을 어떻게 조절하는지 탐구할 수 있습니다.

개발 후 이 기술은 운동 제어 연구 분야의 연구자들이 투렛 증후군, 근긴장이상, ADHD 및 자폐 스펙트럼 장애와 같은 운동 제어 문제가 있는 환자의 운동 시스템 생리학을 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 행동 작업 중에 어린이에게 TMS를 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.