실시간 피질 네트워크 매핑을 위한 신경영상 유도 TMS-EEG

우리는 임상 바이오마커 발견을 위한 TMSEG 특이성을 향상시키기 위해 피질 형태, 구조적 및 기능적 연결성, 신경생리학을 통합하여 재현 가능한 완전 맞춤형 신경조절 프로토콜을 개발하고 있습니다.

우리의 프로토콜은 대상 영역의 즉각적인 피질 반응성을 반영하는 초기 TMS 유발 잠재력에 대한 안정적인 액세스를 가능하게 합니다. 이러한 신호는 일반적으로 개인화되지 않은 접근 방식의 아티팩트 및 열악한 데이터 품질로 인해 가려집니다.

우리는 실시간 알고리즘, 다중 유전자좌 TMS 및 로봇 공학을 사용하여 피질 매핑을 자동화하는 것을 목표로 합니다. 목표는 신경조절 연구의 정밀도를 높이고 임상 적용의 효능을 향상시키는 것입니다.

[[강사] 시작하려면 캡 케이블이 뇌파 시스템에 연결될 수 있을 만큼 가까운 의자에 피험자를 앉히십시오. 피험자의 머리 둘레를 측정하여 일치하는 뇌파 캡을 선택합니다. 머리카락을 캡 아래에 유지하면서 이마부터 시작하여 캡을 씌웁니다. 비주에서 이주까지, 왼쪽에서 오른쪽 이주까지의 거리를 측정합니다. 그런 다음 캡 위치를 조정하여 CZ가 이러한 해부학적 랜드마크 사이의 중간에 위치하도록 합니다. 알코올 물티슈와 연마 테이프를 사용하여 자극 쪽 반대쪽 유양돌기와 광대뼈 피부를 청소하여 전도성을 향상시킵니다. 링 전극 와셔를 사용하여 광대뼈에 접지 전극을 놓고 유양돌기에 기준 전극을 놓습니다. 연마 페이스트를 접지 전극 부위에 바르고 뭉툭한 바늘로 피부를 가볍게 문지릅니다. 그런 다음 각 전극을 전도성 젤로 채웁니다. 신경 항법 및 이어폰 배치 중에 귀에 접근할 수 있도록 귀 슬릿이 올바른 위치에 있는지 확인하십시오. 이제 턱 아래의 후크 및 루프 패스너를 사용하여 캡을 제자리에 고정합니다. 캡 전극을 준비하려면 연마 젤을 바르고 뭉툭한 바늘을 사용하여 피부가 보일 때까지 각 전극 아래의 머리카락을 제거합니다. 전극을 전도성 젤로 채우면서 부드럽게 눌러 적절하지만 과도하지 않은 젤이 도포되도록 합니다. 초기 준비 후 임피던스가 높으면 뭉툭한 바늘이나 면봉을 사용하여 모발이 변위를 피하면서 전극 내부의 피부를 다시 문지릅니다. 그런 다음 전극에 전도성 젤을 다시 채우고 모두 5킬로옴 미만이 될 때까지 반복되는 임피던스 레벨을 확인합니다. 알코올 물티슈로 각 전극 부위를 청소하십시오. 연마 테이프로 피부를 가볍게 긁고 알코올로 다시 닦은 후 말리십시오. 활성 전극을 근육 배에 놓습니다. 일반적으로 오른쪽 무지외전근 단외경근 또는 첫 번째 등쪽 골간. 기준 전극을 근육 힘줄 위에 놓고 접지 전극을 손등에 놓습니다. 신경 항법 준비를 위해 피험자를 의자에 편안하게 앉혀 목, 손, 다리가 편안해지도록 합니다. 이제 헤드 트래커를 고정하고 자극 중에 안정적인지 확인하십시오. 피험자의 자기공명영상에서 비위 및 귀 전점을 포함한 기점을 식별합니다. 그리고 디지털화 펜을 사용하여 피사체의 머리에 해당 기점을 표시하여 귀와 나션 랜드마크를 봅니다. 두개골 표면의 추가 점을 디지털화하여 등록 오류를 줄입니다. 사용된 특정 코일에서 녹음된 코일 클릭과 혼합된 백색 소음의 루프 오디오 트랙을 사용하여 노이즈 마스킹을 준비합니다. 피사체가 노이즈 마스킹 헤드폰의 이어팁을 외이도에 올바르게 삽입했는지 확인하십시오. 그런 다음 코일을 피험자의 머리 위 약 5cm 위에 놓습니다. 지터링된 자극 간 간격으로 고강도 펄스를 전달하고 피험자가 더 이상 딸깍 소리가 들리지 않는다고 나타낼 때까지 PC 볼륨을 점차적으로 1-2% 증가시킵니다. 실시간 경두개 유발 전위 시각화를 모니터링하면서 20-30개의 펄스를 전달합니다. 청각 유발 전위가 관찰되면 구성 요소가 사라질 때까지 마스킹 노이즈 볼륨을 2% 단위로 늘립니다. 휴식 운동 역치를 결정하려면 피험자에게 손바닥이 위를 향하도록 근육을 이완시키도록 지시하십시오. 경두개 자기 자극 코일을 고랑에 수직인 전기장으로 모터 손잡이 위에 배치합니다. 최대 자극기 출력의 약 30%로 시작하여 국소적인 근육 활성화가 보일 때까지 강도를 높입니다. 단무지 외전근에 특정한 반응이 관찰될 때까지 코일 위치와 방향을 조정합니다. 저장된 위치를 사용하여 시스템에 자동화된 알고리즘을 적용하여 휴식 운동 역치를 결정합니다. 피질 매핑의 경우 신경 탐색 소프트웨어에서 MRI의 해부학적 구획 및 기능적 연결 맵을 오버레이합니다. 유망한 구조적 및 기능적 연결성을 기반으로 최소 2-3개의 자극 목표를 정의합니다. 노이즈 마스킹이 활성화된 상태에서 휴식 운동 역치의 100-110%에서 자극을 시작합니다. 세트당 평균 20펄스를 수행하고 결과 경두개 유발 전위를 모니터링합니다. 초기 응답 진폭이 6마이크로볼트를 초과할 때까지 최대 자극기 출력 증분으로 강도를 2% 조정합니다. 기하급수적인 특성으로 인식할 수 있는 붕괴 아티팩트와 양극성 근육 아티팩트에 대한 신호를 모니터링합니다. 근육 아티팩트가 15밀리초 이상 지속되면 코일을 회전시켜 최소화하십시오. 6마이크로볼트 이상의 깨끗한 초기 구성 요소가 달성될 때까지 진행합니다. 코일 회전으로 신호 품질이 향상되지 않으면 자극 위치를 몇 밀리미터 이동하고 피질 영역 전체에 걸쳐 피질 반응을 매핑하는 과정을 반복하십시오. 아티팩트가 지속되면 미리 정의된 다음 피질 표적을 조사합니다. 자극 대상과 매개변수가 최적화되면 TMSCEG 데이터 기록을 시작하기 전에 전극 임피던스를 측정합니다. 임피던스가 5킬로옴을 초과하면 전도성 젤을 추가하여 임피던스를 줄이십시오. 여전히 너무 높으면 준비를 반복하고 필요한 경우에만 젤을 더 추가하십시오. FMRI 클러스터에서 선택된 초기 자극 부위는 슬관절하 전대상피질 및 트랙토그래피와의 반상관관계를 보였으며 주로 반대쪽 전두엽에 대한 교차 거대 및 동측 연결을 나타냅니다. F3, F1 및 FC3 전극에서 잠재적인 TEP와 같은 반응이 관찰됩니다. AF3 전극은 큰 진폭 링잉 아티팩트를 나타내는 반면 F5는 TMS 펄스 직후 고주파, 고진폭 피크로 인식할 수 있는 작은 근육 아티팩트의 영향을 받습니다. 전처리를 통해 F3 응답이 초기 구성 요소의 진폭을 보존하는 아티팩트의 영향을 받지 않는 것으로 확인되었습니다. 후방-전방 코일 방향으로 전환하면 근육 인공물이 증가하고 모든 채널에서 볼 수 있는 강한 인공물이 있는 불편함이 발생합니다. 측면 내측 코일 방향을 사용하여 F3 전극에서 20밀리초 이내에 12마이크로볼트에서 정점에 도달하는 깨끗한 큰 진폭 TEP를 생성했습니다. 초기 자극 표적 근처에 위치한 측면 내측 코일 방향을 갖는 최종 자극 표적은 이전 표적보다 더 넓은 구조적 연결성을 나타냈습니다. 최소한의 전처리 및 9마이크로볼트 후 근육 인공물이 없는 F3 전극에서 17밀리초에서 35밀리초 사이에 초기 구성 요소가 감지되었습니다. 300개의 시험 데이터 세트의 전체 전처리는 20밀리초에서 40밀리초 사이에 감소된 6마이크로볼트 초기 응답을 보여주는 파형 모양을 보존했습니다.