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

이 기술은 뇌 회로가 정신 및 신경 장애에서 어떻게 엉망이되는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 그리고 어떻게 우리가 행동을 강화하기 위해 이러한 기능 장애 회로를 복구하기 위해 뇌 활동을 조작 할 수 있습니다. 뇌 흥분성과 회로를 직접 활성화하고 억제함으로써 이 기술은 관찰에서 인과 관계로 신경 과학적 초점을 전환할 수 있게 해주며 뇌와 행동에 대한 심층적인 이해를 제공합니다.

비침습적 뇌 자극은 많은 신경 장애를 평가하고 치료하는 데 사용할 수 있으며 뇌 행동 연결의 보다 정교한 모델을 기반으로 진단 및 치료를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 방법은 운동 시스템의 변경된 연결 패턴을 중화할 뿐만 아니라 생리적 노화, 정신 및 신경 장애와 관련된 인지 네트워크에서도 중화할 수 있습니다. TMS 및 MRI에 대한 오른손잡이 및 금기 사항을 심사한 후 각 참가자에게 현지 기관 검토 위원회가 승인한 연구 목표, 절차 및 위험에 대해 알리고 서면 동의를 얻습니다.

EMG 전극의 배치를 위해, 참가자는 두 팔이 편안한 자세로 지지되는 실험 체에 편안하게 앉아 있고 자극 중에 머리 움직임을 최소한으로 유지하기 위해 턱 받침대를 제공합니다. 가벼운 연마제를 사용하여 관심있는 근육에 피부를 청소하십시오. 배꼽 힘줄 전극 배열을 사용하여, 배꼽 근육에 일회용 실버 염화물 전극 1 개를 배치하고, 다른 하나는 참가자의 양손에 참조 사이트로 근처의 뼈 랜드 마크에 배치합니다.

그런 다음 접지 전극을 소유자 스타일로이드 프로세스에 연결한 다음 피부의 각 전극 간에 확인하여 완전한 접촉을 확인합니다. 필요에 따라 피부 표면 접촉을 개선하기 위해 전극의 표면에 테이프를 배치합니다. TMS 세션 전에 참가자구조 MRI 스캔을 신경 탐색 시스템에 업로드합니다.

스캔 내에서 M-one에 해당하는 해부학적 랜드마크를 손손잡이에 궤적 마커를 놓습니다. 왼쪽 중앙지방자이루스는 중간 좌측선에서 45도, 중앙 황액에 약 수직이 있다. 신경 항법 시스템으로 해부학 적 랜드 마크를 기록하고 이름을 지정하고 관심있는 비 모터 영역에 두 번째 궤적 마커를 배치합니다.

그런 다음 신경 탐색 시스템으로 두 번째 위치를 기록하고 이름을 지정합니다. 먼저 교정 블록으로 각 TMS 코일을 보정하고 헤드 트래커를 참가자의 머리에 단단히 배치하여 트래커가 실험 기간 내내 볼 수 있도록 합니다. 참가자 머리에 해부학 적 랜드 마크를 공동 등록, 신경 네비게이션 시스템에.

코일 2로 국소화 및 임계값을 지정하려면, 먼저 코일의 중심을 표적 M-1 위치 위에 배치하여 뇌의 후방 전방 전류 방향을 유도한다. 대상 근육의 활성화를 위한 최적의 위치를 찾으려면 기계의 30%에서 M-one에 펄스를 전달하고 전달된 자극이 근육 경련을 생성하는지 관찰한다. 데이터 수집 시스템에 의해 표시되는 근육 활성으로부터 EMG 전극으로 기록된 모터-연상 전위의 진폭을 결정한다.

모터에서 유발한 전위 또는 눈에 보이는 근육 트위치가 관찰되지 않으면 자극기 출력을 5% 증가시계속 증가시면 계속 증가합니다. 응답이 관찰되면, 가장 낮은 강도로 단계적 방식으로 강도를 낮추고, 그 중 적어도 50 마이크로 볼트의 진폭으로 모터가 불러일으킨 잠재적 반응 중 5개를 생성하는 반면, 참가자는 휴식 모터 임계값을 결정하기 위해 나란히 있다. 코일 M-one으로 지역화하고 임계값을 지정하려면 M-one 코일을 사용하여 최적의 자극 위치를 결정합니다.

근육이 완전히 완화될 때 표적 손 근육의 10번의 시험 중 5개에서 적어도 1밀리볼트의 모터 를 연상시키는 잠재력을 생성하는 데 필요한 가장 낮은 자극기 강도를 결정합니다. 그런 다음 신경 탐색 시스템 내에서 M-one 코일의 위치를 표시하고 기록합니다. 참가자가 휴게 상태에 있을 때 이중 사이트 TMS의 경우 그림 8자 형 코일을 두 개의 개별 TMS 자극기에 연결합니다.

M-one 코일로 M-one을 통해 테스트 자극을 전달하고 코일 2로 다른 관심 영역에 컨디셔닝 자극을 전달합니다. 코일 2에 대한 컨디셔닝 자극에 대한 최대 자극기 출력 강도의 백분율을 입증된 대로 결정합니다. 시험 자극을 위해, 표적 정지 손 근육에 약 1 밀리볼트의 모터 유발 잠재적 진폭을 유도하고 컨디셔닝과 테스트 자극 사이의 정확한 상호 자극 간격을 설정하는 이전에 결정된 강도를 사용합니다.

M-1 코일을 왼쪽 M-1 위에 배치하고 코일을 다른 관심 영역에 배치합니다. M-one 코일로 시험 만 전달합니다. 페어링된 펄스 시험의 경우, 코일 2개로 컨디셔닝 자극을 전달한 다음, 각 시험마다 4초 데이터 수집 스윕을 사용하여 소정의 인터자극 간격으로 M-one 코일에 테스트 자극을 전달하고 1초 간 시험 간격을 제공합니다.

프로그램을 TMS 펄스로 제공하려면 TMS 컴퓨터의 트리거 버튼을 사용하여 제공된 제어 소프트웨어에 대해 사용하거나 외부 컨트롤러에서 사용자 지정 만든 코딩 스크립트를 사용합니다. 앞에서 설명한 방법을 사용하여 M-one과 상호 연결된 서로 다른 피질 영역 간의 기능적 상호 작용을 검사하지만 네트워크를 연결하는 작업의 준비 단계에서는 검사합니다. 사용자 지정 만든 코딩 스크립트를 사용하여 단기간에 두 개의 서로 다른 피질 영역에 반복된 단풍 펄스 쌍을 전달하려면 자극당 8.3분 동안 0.2 hertz에서 100쌍의 자극을 생성합니다.

실험cPAS를 M-one 상태로, 코일 2로 비모터 영역 위에 각 자극 쌍의 첫 번째 펄스를 전달한 후 M-one 코일로 M-1 코일로 두 번째 펄스를 전달하며, 5밀리초의 인터립 간격을 제공합니다. 코일 모두에 대한 펄스 강도는 임계값 및 국소화 중에 이전에 결정되어야 합니다. M-one 코일로 기준선 코르티코스피날 측정을 얻은 후 cPAS 후 다른 시간에 M-one 코일로 코르티코스피날 측정을 얻어 뇌 흥분성에 대한 TMS 유도 효과의 시간 과정을 검사합니다.

여기서 대표적인 모터-발간 전형반응의 크기는 TMS에 의한 첫 번째 등쪽 중구 근육에서 유도하여 무조건 시험을 위해, 또는 후방 정수리 피질로부터 조절된 자극을, 참가자가 쉬고 있는 동안, 또는 목표에 지시된 대상에게 지시된 물체에 대한 이해를 유도하는 동작을 미리 한다. 나머지, 후방 정수리 피질은 MEP 진폭의 감소에 의해 나타난 바와 같이, M-1을 통해 슈퍼 임계 값 테스트 자극 전에 5 밀리초, PPC를 통해 전달된 서브 임계 값 컨디셔닝 자극에 의해 전형적으로 나타난 바와 같이, ipsilateral M-one에 억제 영향을 미칩니다. 손아귀 작용의 준비 중, 후방 정수리 피질에서 나머지에이 그물 억제 드라이브, 촉진으로 전환.

모터를 연상시키는 잠재적 진폭을 각 조건에 대한 자극 단독 시험으로 정규화하고, 모터를 유발할 수 있는 잠재적 진폭에 대한 비율로 플롯하면 후방 정수리 피질 M-one 상호 작용이 물체 지시손아움을 계획할 때 휴식에서 촉진되었다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 분석에서, cPAS 프로토콜의 투여 중 모터에서 유발된 잠재적 진폭의 변화를 관찰할 수 있다. 후방 정수리 피질 및 M-one의 페어링 된 자극에 의해 유도 된 모터 유발 잠재적 진폭은 자극 프로토콜 동안 시간이 지남에 따라 점차적으로 증가하여 정수리 모터 연결, M-one 피질 뉴런 또는 둘 다의 수준에서 플라스틱 효과를 시사합니다.

모터-발동 된 잠재적 진폭의 크기는 cPAS 프로토콜 후 10 분 증가, 후후 피질 자극의 반복 쌍의 투여 후 운동 흥분성을 유도 했다 제안 후 후방 정리탈 피질 및 M-one. 이 프로토콜은 다른 뇌 영역에 적용하거나 피질 연결및 인식, 감각 지각 및 기분에 미치는 영향을 연구하기 위해 뇌 이미징과 함께 사용할 수 있습니다. 이러한 이중 시력 프로토콜을 표준화하면 실험 설계의 개선과 표적 치료법의 최적화가 가능합니다.

신경 및 정신 장애의 이환율과 장애를 감소시킵니다.