Name: 대뇌 생리학 응답 억제와 관련 된 측정을 위한 온라인 Transcranial 자석 자극 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-02-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 55 s
Description: 학습하세요 운동 반응 억제 과제 중 경두개 자기 자극법을 이용한 대뇌 운동 피질의 흥분성과 억제 정도를 정량화하는 방법입니다. 이 비침습적 기술은 소아 운동 장애 및 주의력 결핍 과잉행동 장애 연구에 활용됩니다.

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이 연구에 의해 국립 연구소의 정신 건강 (R01MH095014) 투자 되었다.

이 프로토콜은 신시내티 아동 병원 의료 센터에 의해 승인 되었다 하 고 존스 홉킨스 제도적 검토 보드는 최소한의 위험으로 어린이 어른에서 공부. 단일 및 결합에 펄스 TMS 어린이 2 년 및 국제 전문가 합의 당 오래 된 것으로 간주 됩니다. 24 부모/보호자 및 참가자를 TMS의 잠재적인 위험을 설명 후 동의 하 고 그들은 연구와 함께 진행 하는 데 동의 하는 경우 동의 양식 서명.
1. 상영 및 소개
<ol><li>TMS contraindication(s) 표준화 된 질문 서를 사용 하 여에 대 한 화면 과목. 25
</li>
	<li>TMS 운영자의 팔 뚝에 마그네틱 펄스를 제공 하 여 작동 하는 방법을 보여 줍니다.</li>
	<li>그는 맥 박을 느낄 수 있도록 참가자의 팔 뚝에 TMS 펄스를 제공 합니다.</li>
	<li>청력 보호에 대 한 참가자의 귀에 귀마개를 배치 합니다.</li>
</ol>2. 표면 EMG 설치 하 고 두 손을
<ol><li>첫 번째 등 상호 근육 (FDI)를 식별 하 지배적인 검지 손가락을 납치 하는 주제를가지고. 부정적인 전극에 배치 하는 FDI의 배꼽 다음 2차 및 3rd 손바닥 (MCP) 관절 및 지상 전극 사이 긍정적인 전극에 배치 하는 5번째 MCP 관절.</li>
	<li>두 팔의 척 골 측면 참가자의 손과 손을 완전히 반 중력 노력 필요 (그림 1)으로 베개에 휴식 위치.</li>
	<li>제 3-5 손가락 근육이 수축 하는 동안 지배적인 색인 손가락 확장 참가자를 있다. 다음 베개에 게임 컨트롤러 패드를 장소 있도록 검지 손가락 레이싱 카 S H 작업에 사용 하는 버튼에 달려있다. 이 손 위치에 대 한 근거는 이동 동작 버튼을 검지 손가락을 들어 FDI의 활성화 필요. 그러므로, 지배적인 FDI의 EMG 추적 기록 프로브 M1 흥분 및 이동에 대 한 억제 되며 각각 재판을 중지.</li>
</ol>3. 초기 TMS 데이터 수집
<ol><li>MEP 녹음-낮은 녹화 매개 변수를 설정 하 고 높은 100, 1000 Hz, 2 kHz의 샘플링 레이트의 필터를 통과.</li>
	<li>기준선 TMS 측정 위치 tangentially 두개골에 꼭지점에 최적의 위치와 방향을 오른쪽 fdi에서 MEP 생산에 미가 쪽으로 향하고 핸들 다음 표준 90 m m 원형 TMS 코일을 사용 하 여 얻을 프로토콜입니다. 26 이 코일 위치와 방향을 생산 한다 유도 후부-앞쪽 전류 m 1에.<ol>
<li>왁 스 연필을 사용 하 여 두 피 위치를 표시 하는 핫스팟 TMS 펄스 배달 같은 대뇌 피 질의 영역에서 발생 하는 것을 보장 하기 위해 위치 했다 일단.</li>
	</ol>
</li>
	<li>20을 수행 기준 단일 펄스 (sp) TMS의 재판27 RMT의 120%의 강도 사용 하 여 나머지에서 양손으로 FDI MEPs를 유도.</li>
	<li>M1 짧은 간격 intracortical 억제 (SICI) 3 ms, 60%의 간 자극 간격을 사용 하 여 나머지에서의 초기 대응 펄스 TMS 측정의 20 시험 수행 * RMT는 컨디셔닝으로 펄스와 120% m 1 척도 테스트 펄스 강도로 RMT 금지 GABAA-ergic interneuronal 활동. 28 , 29 , 30 6 ±에 0.3 초 기준선 측정 간 시험 간격을 설정 합니다.</li>
</ol>4. S-H 행동 작업
<ol><li>주제 바로 앞 모니터에 레이싱 카 S H 응답 억제 작업을 표시 합니다. 행동 작업에 첫 번째 훈련 과목으로 실험을 시작 합니다. 주제에 게 모니터의 왼쪽에 차 지배적인 검지 손가락 (그림 2A)의 예증으로는 버튼을 누르면 이동 하려면 시작 됩니다.</li>
	<li>이동 시험 목표에 가깝게 하지만 800 ms 대상으로 화면에 세로 선으로 표시 하기 전에 손가락을 해제 하는 참가자에 게. 700와 800 ms 사이의 손가락 리프트 경우 화면 "좋은 직장"에 표시 됩니다, 그리고 그렇지 않으면 그것은 "너무 일찍" 또는 "너무 늦게" 표시 됩니다. 있다 참가자 10가 타석 연습.</li>
	<li>말하고 참가자 재판의 두 번째 세트 800 ms 대상 전에 임의로 중지 차를 포함 하 여 중지 작업에 대 한 훈련을 제공 합니다.<ol>
<li>때마다 차 임의로 중지 손가락을 떼지 않고 그의 검지 손가락 버튼 계속 아이 게. 검사기 플래그는 각 재판의 시작 후 1000 밀리초를 표시 하도록 프로그래밍은 볼 때까지 중지 실험에서 성공 하려면, 손가락 버튼 유지 되어야 합니다. 참가자에 게는 정지 신호를 제시 하는 경우 손가락 검사기 플래그 전에 해제 됩니다 "너무 일찍" 메시지가 표시 됩니다. 아이 게 성공적인 정지 시험 후 "좋은" 메시지가 표시 됩니다.</li>
		<li>자식 10 중지 타석 연습 있다. 참고: 프로그램은 동적 추적 알고리즘. 훈련 후 실제 실험에서 첫 번째 정지 신호 참가자 실패 한 정지 재판, 경우 다음 정지 재판 (즉 정지 신호 이동 합니다 800 ms 대상에서 50 ms) 쉽게 될 것입니다 500 양에서 발생 합니다. 그러나, 중지 시도 성공 하면 다음 다음 정지 재판 어려울 것 이다 더 많은 (즉, 정지 신호 이동 합니다 대상으로 50 밀리초). 이 동적 추적 프로세스 전체 실험의 끝에 의해 정지 재판의 약 50% 된다는 것 성공 동안 나머지 절반은 실패 한 실험 될 것 이라고 보장 합니다. 정지 신호는 재판의 시작 후 300 그리고 700 ms 사이 조정 하도록 프로그램 되어있다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>참가자가 전용 및 중지 전용 시험 연습, 후 그들에 게 다음 연습 블록 이동 및 정지 시험의 혼합물을 포함 되어 있습니다. 혼합가 최종 연습으로 그만의 20 시험을 수행 하는 자식이 있다.</li>
</ol>5. 온라인 S-H/TMS 실험
<ol><li>온라인 S-H/TMS 실험을 시작 하기 전에 상기 adduct에 참가자 (밀어) 재판을 시작, (리프트 오프)를 납치 하 이동 실험을 위한 손가락 및 정지 시험 버튼에 손가락을 계속 지배적인 검지 손가락. 검지 손가락 예증 시작 하 고 TMS 펄스 (그림 2A 와 2B) 당시 대립 첫 등 상호 (FDI) 근육, EMG 리드 배치할 것 때문에 각 시험 기간 동안 자동차 움직임을 유지 하도록 선택 했습니다. 휴식, 따라서 FDI 추적에서 모션 아티팩트의 가능성 감소.</li>
	<li>참가자에 게 TMS 펄스 S H 작업 하는 동안 전달 됩니다. 온라인 S H TMS 재판의 3 블록 있을 것입니다 주제를 지시 (3 이동: 1 정지 시험 비율). 참고: 이동 실험, TMS 맥 박 각 재판의 시작 후 650 ms에 전달 하도록 프로그램 되어있다. 이 타이밍 처음 이전 TMS 연구는 증가 운동 준비와 관련 된 M1 흥분에이 범위에서 캡처할 수 있습니다에 따라 선택 됩니다. 10 중지에 대 한 재판, TMS 맥 박 전달 됩니다 150 ms 중지 신호 후. 성공적인 정지 재판에서 검지 않습니다 하지 리프트 버튼에서 따라서 캡처된 M1 응답 억제 보다는 모터 준비 또는 실행에 관련 된 대뇌 피 질의 활동을 반영 하는 흥분.</li>
	<li>이전 왁 스 연필 마크를 사용 하 여 우선적으로 지배적인 m 1을 자극 하 고 시설을 설정 하는 정점에 놓고 90 m m 원형 코일 60% 강도 펄스 * 120 %RMT 테스트 펄스 * RMT. 온라인 S-H/TMS 실험을 시작 합니다. 120 시험 완료 시간 필요한 어린이 일반적으로 30-40 분.</li>
</ol>6. 레이싱 카 슬 레이 터-Hammel 행동 데이터
<ol><li>이동 시험, 각 재판의 시작 부분을 기준으로 손가락 리프트 시간으로 반응 시간을 결정 합니다. 평균 각 블록입니다. 정지 재판, 손가락 리프트 시간 결정 성공, 반면 차 중지 신호 시간 (즉, 중지 신호 지연; SSD) 차 임의로 중지 어디 시점에 재판의 시작에서 시간 간격입니다. 동적 추적 과정으로 인해 정지 신호 시간 ~ 50% 성공/실패 평균으로 수렴.</li>
	<li>중지 신호 반응 시간 (SSRT)가 재판에 평균 손가락 리프트 시간에서 평균 자동차 정지 시간을 빼서 계산 (SSRT = 평균 이동 반응 시간-평균 정지 신호 시간 [즉 SSD]). 블록에 의해 모든 SSD의 평균 고 각 블록 SSRT 계산.</li>
</ol>7. TMS 데이터 처리
<ol><li>각 중 TMS 계량 재판 생산 한 MEP 밀리 단위로 피크-피크 진폭을 사용 하 여. TMS 맥 박 이전 운동 아티팩트 (70 microvolts 이상 100 밀리초 보다 큰 곡선에서 EMG 영역)에 대 한 실험을 제외 합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

이 프로토콜은 결합 정지 신호 작업 및 이벤트 관련 대뇌 피 질의 억제 검사를 TMS의 새로운 아동 친화적인 방법입니다. 모터 금지 적자 및 정지 신호 작업에서 성능 저하의 임상 관찰 수많은 정신병 조건에서 설명 되는. 3 비교적 적은 조사 대뇌 피 질의 흥분 및 억제 응답 억제 작업 하는 동안 검사를 온라인 fTMS를 사용 했습니다. 일부 단체는 성공적으로 사용 TMS GNG 작업 동안 어린이 성인에서 대뇌 생리학에 차이 보여. 14 , 23 , 그러나 34 , GNG 작업 이상적으로 실시 해야 상대적으로 빠른 속도 억제 제어 Nogo 재판에서 충분 하 게 시험 될 수 있도록 작업에 걸쳐 prepotent 모터 응답을 유도 하. 35 , <sup class=...

응답 억제 선택적으로 의도 된 기능 목표를 방해할 수 있는 이러한 원치 않는 동작을 방지 하는 기능입니다. 1 cortico striatal 네트워크는 비판적 응답 억제, 점차적으로 더 성숙한 자녀로 서 효율적인 된다 하지만 주의-결핍 과다 장애 (와 같은 수많은 정신병 조건에서 손상에 관여 ADHD), 학습 장애, 강 박 장애, 정신 분열 증. 2 , 3 모터 응답 억제 Go/NoGo (GNG) 및 중지 신호 작업 (SST) 등 다른 행동 패러다임으로 시험 될 수 있다. 1 , 4 혼자 행동 데이터 잠재적으로 수정 가능한, 같지는 생물 학적 메커니즘에 대 한 정보를 제공 하지 않습니다. 현재 연구에서 지배적인 목표 아이 친절 한 메서드 응답 억제의 실행 하는 동안이 작업의 신경 기질의 뇌 기반 양적 biomarker를 개발 하기 위하여 모터 피 질 생리학 평가를 개발 했다. 이러한 바이오 마커의 예 후의 예측 연구 또는 neurobehavioral 장애의 치료에 다양 한 응용 프로그램을 있을 수 있었다.
이 목적에 대 한 조사는 선택 하 고 수정 슬 레이 터-Hammel (S-H) 작업5. 이것은 정지 신호 필요로 하는 작업 내부에서 생성 된 미리 프로그램 된 행동을 억제 하는 참가자 이다. 이동 및 정지 시험이 자습된 작업에 의하여 이루어져 있다. 이동 시험 주제를 눌러 및 단추, 명령 단추 (예: 이동 작업)에서 손가락으로 가까이 해제 하지만 800 ms 대상 전에 압력을 유지 하 여 시작 됩니다. 원래 패러다임에서 시간 빠르게 회전 손으로 시계에 표시 됩니다. 정지 재판 무작위로 이동 재판 기간 동안 사람이 미리 계획된 이동 액션을 억제 해야 합니다 사이 산재 된 (즉 손가락 리프트 방지). 해야 하기 때문에 과목 미리 프로그램 된 이동 신호의 맥락에서 응답 억제 GNG 작업 결정을 시작 또는 아무 사전 명령으로 작업을 시작 하지는 정지 신호 작업이 더 어렵습니다. 6 또한, 그것은 수 있습니다 응답 억제 GNG 작업에서 신호 및 응답 사이 일관 된 상관 관계 자동 억제 될 수 있습니다 때문에 정지 신호 작업을 사용 하 여 조사를 더 정확 하 게. 7 자동 억제는 신호 사이의 응답 매핑 일관 된 이론 이다 (즉, 이동 신호 항상 결과 이동 응답에서)는 자동 처리 하는 실험의 과정을 통해 되도록 정지 재판 리드 일부 메모리 검색을 통해 처리 하 고 특정 임원 컨트롤을 우회. 8 , 9
Transcranial 자석 자극 (TMS) 대뇌 피 질의 생리를 측정 하는 데 사용할 수 있는 비-침략 적 기술 이다. 단일 및 결합에 펄스 자극 패러다임을 사용 하 여, 대뇌 피 질의 흥분 및 억제를 계량 수 있습니다 하나. 작업10 정신 준비 중 고 모터에 반영 될 수 있습니다 다른 인지 상태 동안 가장 출판된 TMS 연구 조사 나머지에서 대뇌 생리학, 비록 일부 그룹 대뇌 피 질의 흥분 및 억제 검사 외피의 생리학 11 , 12 , 13 , 14 기능 TMS (fTMS) 이렇게 요구 한다 온라인 TMS 측정 참가자 행동 작업을 수행 하는 동안, 그 변경 되므로 프로브를 하나 외피는 높은 시간 해상도와 상태 의존. 모터 제어15,16 과 정신병 조건17,18, 생리 조사 확장 같은 방식으로 neurophysiologic 변화에 실시간 정보를 제공 하 19,20.
이전 fTMS 연구 응답 억제 GNG14 SST 작업15,,1621을 사용 하 여 건강 한 성인에서 대뇌 피 질의 메커니즘 탐험 있다. 또한, 한 연구 methylphenidate의 단 하나의 복용량 fTMS/GNG 실험 동안 건강 한 성인의 모터 대뇌 생리학을 변경 했다. 22 까지, 두 그룹이 있다 ADHD23 와 증후군17의 대뇌 피 질의 생리 특성 GNG 작업을 사용 하 여 소아 fTMS 연구 출판. 현재 소아과 인구에서 SST를 활용 하 여 없는 게시 fTMS 연구입니다.
나머지 혼자 TMS 연구 보다 훨씬 더 큰 정도로 fTMS 연구에 중요 한 문제는 근육 유물 이다. 진폭 및 모터 되 살려 진 잠재력 (MEP)에서 대기 시간 표준화 된 표면 전도 (EMG) 측정 근육 유물에 의해 오염 되지 해야 합니다. 그래서, 예를 들어 공부 하 고 운동 반응 시간 연구에 대 한 준비에 대뇌 피 질의 변화, TMS 펄스 해야 될 정확 하 게 초과 이동 신호 후 하지만 개인의 반응 시간 이전 발생. 따라서 어떤 작업에 TMS 펄스 때 모터 응답 아직 시작 하지은, 한 번에 발생 하 고 참가자는 편안 하 고 나머지에 관련 된 근육을 유지할 수 있도록 중요 하다. 이 수 자연스럽 게 외부 움직임 그리고 사람 수 있습니다 계속 그들의 팔과 손 반응 시간 내내 긴장 게임 풀어 아이 들과 함께 매우 문제가 될 수 있습니다.
현재 연구의 목적은 어린이 안심 및 기본 모터 피 질 (M1) 생리학을 공부에 대 한 적합 한 슬 레이 터-Hammel SST의 버전을 개발 하는 것입니다. 이 작업은 어린이, 2) 상대적으로 쉽게 아이 들과 온라인 TMS와 호환이 되는 3)에 대 한 완료를 위한 1) 쉽게 이해할 수 있어야 합니다.

<table><tbody><tr><td>Precision Gamepad</td><td>Logitech</td><td>G-UG15</td><td></td></tr><tr><td>Acquisition Interface Model ACQ-16</td><td>Gould Instrument Systems Inc</td><td>ACQ-16</td><td></td></tr><tr><td>Micro1401-3 Data Acquisition Unit</td><td>Cambridge Electronic Design Ltd</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>Signal version 6 software (Windows)</td><td>Cambridge Electronic Design Ltd</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>Power base</td><td>Coulbourn Instruments</td><td>V15-17</td><td></td></tr><tr><td>필터가 있는 바이오앰프</td><td>Coulbourn Instruments</td><td>V75-04</td><td></td></tr><tr><td>도체 전극 케이블(표면 EMG)</td><td>Coulbourn Instruments</td><td>V91-33</td><td></td></tr><tr><td>2002 TMS 장치</td><td>The Magstim Company Ltd</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>BiStim2 module</td><td>The Magstim Company Ltd</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>90mm 원형 TMS 코일</td><td>The Magstim Company Ltd</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>프레젠테이션 소프트웨어(Windows)</td><td>Neurobehavioral Systems Inc</td><td>해당 없음</td><td></td></tr><tr><td>Windows computer</td><td></td><td>해당 없음</td><td></td></tr></tbody></table>

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

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

우리는 온라인 Transcranial 자석 자극 (TMS)의 특성화 기본 모터 피 질 (M1) 흥분 및 억제를 위한 적합 한 재현, 어린이 친화적인 모터 응답 억제 작업의 개발을 설명합니다. 모터 응답 억제 원치 않는 행동을 방지 하 고 여러 가지 정신병 조건에서 비정상 이다. TMS는 비-침략 적 기술입니다 M1 흥분 및 억제 단일 및 결합에 펄스 프로토콜을 사용 하 여 계량 수와 정확 하 게 높은 시간 해상도 가진 대뇌 생리학을 공부 초과 될 수 있습니다. 우리는 원래 슬 레이 터-Hammel (S-H) 정지 신호 작업 버전을 만들 "레이싱" TMS 펄스와 시간 내 재판에 잠겨 이벤트 수정. 이 작업은 800 ms 대상으로 레이싱 카를 이동 하는 버튼 푸시 후 시작 하는 각 시도 함께 자습. 시련이이 대상의 바로 전에 레이싱 카를 중지 손가락-리프트 요구가. 무작위로 산재 정지 재판 (25%)는 동적으로 조정된 정지 신호 라는 손가락 리프트를 방지 하기 위해 과목입니다. 이동 시험, TMS 펄스 시험 개시; 후 650 ms에 전달 되었다 반면, 정지 시험, TMS 펄스 중지 신호 후 150 ms를 발생 했습니다. TMS 펄스의 타이밍 중지 신호 작업 중 이러한 시간 범위에서 이벤트 관련 변화를 보여주는 electroencephalography (뇌 파)에 따라 결정 했다. 이 작업은 두 연구 사이트에서 3 블록에서 공부 (n = 38) 우리가 행동 성능 및 이벤트 관련 모터 되 살려 진 잠재력 (MEP) 기록. MEP 진폭 여러 독립 변수 covariate로 서 나이 사용 하 여 분석 하는 데 사용 했다 회귀 모델링 (섹스, 공부 사이트, 블록, TMS 맥 박 [단일-쌍 펄스 대], 시험 조건 [이동, 성공적인 중지 실패 중지] 조건). 분석 TMS 조건 펄스 나타났다 (p < 0.0001) 및 시험 상태와의 상호 작용 (p = 0.009) 상당한 했다. 이 온라인 S-H/TMS 패러다임에 대 한 미래 응용 프로그램 TMS 갖는 뇌 파 전위 측정을 동시 EEG 취득의 추가 포함 합니다. 잠재적인 한계는 어린이, TMS 맥 박 소리 수 성능에 영향을 행동 작업 이다.

회귀 분석은 별도로 행동 하 고 neurophysiologic 데이터를 분석 하는 상업 통계 소프트웨어 패키지를 사용 하 여 수행 됩니다. 대표적인 데이터는 일반적으로 개발에서 아이 들과 볼티모어 (25 남성, 13 여성)에서 15 23에서. 사이트 간의 나이 차이가 없 (10.3 ± 1.3 년 신시내티와 10.4 ± 1.2 년 볼티모어; t 테스트 p = 0.74)
우리를 독립 변수로 SSRT 섹스, 사이트 (신시내티 대 볼티모어) 및 시험 블록 covariate로 서 나이 분석 회귀 모델을 사용. 이러한 변수 간의 상호 작용 또한 탐구 되었다. 이 분석 공개 연령은 SSRT에 상당한 영향을 가진 유일한 변수 (p = 0.005).
TMS neurophy...

우리는 흥분 그리고 모터 응답 억제 작업 동안 기본 모터 피 질 억제 중지 신호 작업의 과정을 통해 Transcranial 자석 자극을 사용 하 여 계량 하는 실험적인 절차를 설명 합니다.

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

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

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 놓이도록 합니다.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.

online-transcranial-magnetic-stimulation-protocol-for-measuring

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Kuhn, Y. et al. 일차 운동 피질 내의 피질내 억제는 주의의 초점을 변경하여 조절할 수 있습니다. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 운동 뉴런 활동을 조절하고 근전도 검사(EMG)를 통해 근육 반응을 측정하는 방법을 보여줍니다. 운동 핫스팟을 찾고, 자극 역치를 결정하고, 피질 억제에 대한 역치 이하 TMS(subTMS)의 효과를 평가하는 단계를 간략하게 설명합니다.

인간의 근육 반응 조절을 위한 경두개 자기 자극

출처: Stefanou, M., et.al. 실시간 뇌파 검사 트리거 경두개 자기 자극을 통한 뇌 상태 의존적 뇌 자극. J. Vis. 경험. (2019년)이 비디오는 피질 흥분성을 연구하기 위한 실시간 EEG 트리거 경두개 자기 자극(TMS) 과정을 보여줍니다. 이 절차에는 운동 피질 위에 TMS 코일을 배치하고, 자극을 EEG 신호의 특정 단계와 동기화하고, 다양한 뇌 상태가 피질 반응에 미치는 영향을 탐색하기 위해 운동 유발 전위(MEP)를 기록하는 작업이 포함됩니다. 이 기술을 사용하면 실시간 EEG 분석을 기반으로 뇌 활동을 정밀하게 조절할 수 있습니다.

피질 흥분을 위한 실시간 뇌파 유발 경두개 자기 자극

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

이 비디오는 경두개 자기 자극을 사용하여 반대쪽 침묵 기간(cSP)을 측정하는 기술을 보여줍니다. 환자의 손을 엎드린 자세로 놓고 첫 번째 등쪽 골간근(FDI)에 전극을 놓습니다. 그런 다음 엄지와 검지 사이에 힘 측정 장치를 놓습니다. 뇌의 일차 운동 피질(M1) 영역을 확인합니다. 힘 측정 장치에 대한 표준화된 압력을 유지하고 M1 영역을 자극하여 MEP(motor-evoked potential)라고 하는 근육 활동을 기록한 다음 cSP라고 하는 근육 활동이 감소하는 기간을 기록합니다.

Transcranial Magnetic Stimulation에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정(Measuring the Contralateral Silent Period Induced by Transcranial Magnetic Stimulation)

두 개의 다른 transcranial 자석 자극 (TMS) 프로토콜을 사용 하 여,이 원고는 측정 하 고 다른 attentional foci 채택 하는 경우 기본 모터 피 질에서 대뇌 피 질의 억제를 비교 하는 방법을 설명 합니다.

기본 모터 피 질 내에서 intracortical 저해 관심의 초점을 변경 하 여 변조 될 수 있습니다.

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

반대쪽 침묵 기간(cSP) 평가는 피질 흥분성 및 치료 반응을 색인화하는 유망한 바이오마커입니다. 우리는 상지 및 하지의 M1 피질 척수 억제를 연구하기 위한 cSP를 평가하기 위한 프로토콜을 시연합니다.

M1 피질 척수 억제를 조사하기 위해 단일 펄스 경두개 자기 자극에 의해 유도된 반대쪽 침묵 기간 측정

이 프로토콜은 신경내비게이션 및 로봇 시스템을 이용한 실험적 작업 중 배측 및 배측측 전전두엽 피질에 대한 반복적인 경두개골 자기 자극을 보다 정밀하고 효과적으로 제시합니다. 결과에 따르면 향후 온라인 자극 연구에 중요한 시사점을 제시합니다.

인지 의사결정과 인지 부조화에서 배측 및 배외측 전두엽 피질의 온라인 반복 경두개 자기 자극

여기에서는 근전도 검사(EMG)와 결합된 경두개 자기 자극(TMS)을 사용하여 일차 운동 피질 흥분성 및 흥분성 조절을 평가하는 방법론을 설명하는 프로토콜을 제시합니다.

경두개 자기 자극과 근전도 조영술을 결합하여 일차 운동 피질 흥분성 및 흥분성 조절 평가

이 글은 FDA가 승인한 프로토콜의 매개변수를 따르는 강박장애(OCD)에서 개별화된 증상 유발을 포함한 반복 경두개신경 자기 자극(rTMS)의 임상 프로토콜을 제시합니다.

강박장애 치료를 위한 증상 유발 및 반복 경두개 자기 자극 프로토콜

학습하세요 운동 반응 억제 과제 중 경두개 자기 자극법을 이용한 대뇌 운동 피질의 흥분성과 억제 정도를 정량화하는 방법입니다. 이 비침습적 기술은 소아 운동 장애 및 주의력 결핍 과잉행동 장애 연구에 활용됩니다.

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

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