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

저희 연구는 표준화된 TMS-EMG 프로토콜이 안정적이고 임상적으로 의미 있는 신경가소성 표지자를 제공할 수 있음을 조사하며, 궁극적으로 신경정신의학 연구 및 임상 실무에서 신뢰할 수 있는 바이오마커로서의 활용을 뒷받침합니다. 주요 과제는 이질적인 자극 매개변수, 제한된 EMG 프로토콜 표준화, 작은 표본 크기로 인해 실험의 신뢰성과 재현성이 저하되는 등 문헌 내 방법론적 불일치입니다 결과. 우리는 구조화되고 포괄적인 프로토콜이 인간 뇌에서 신경가소성 유사 현상을 연구하는 재현 가능한 틀을 제공하여 중개 연구와 미래 임상 응용의 강력한 토대를 제공함을 입증했습니다. 저희 프로토콜은 신경 내비게이션, 검증된 EMG 절차, 최적화된 시뮬레이션 매개변수를 결합하여 정밀한 코드 배치, 안정적인 기록, 신뢰할 수 있는 결과를 참가자와 세션 모두에서 보장하여 구축되었습니다.

향후 연구에서는 흥분성 조절이 주요 우울장애와 같은 신경정신질환 환자와 건강 장애를 신뢰성 있게 구별하는지, 집단별 신경가소성 차이, 진단 민감도, 예후 가치를 탐구할 수 있습니다. 먼저, 의료용 은이나 은염화물 전극을 해당 접점에 꽂아 세 개의 전극을 준비합니다. 전극이 있는 케이블을 EMG 보드에 연결하세요.

TMS 기계에서 EMG 보드에 케이블을 연결하여 각 TMS 펄스의 트리거 신호를 출력합니다. 컴퓨터 모니터 중 하나에서 분재 소프트웨어를 열고 EMG 데이터 획득 스크립트를 불러오세요. 준비되었을 때만 데이터 수집을 시작하려면 시작 버튼을 클릭하세요.

TMS 기계 화면의 최대 자극 출력 백분율이 표시된 모든 영역에 종이 스트립을 부착하여 휴식 운동 역계 및 능동적 운동 역치 평가 시 기술자의 실명을 시각시킵니다. 삼각대에 장착된 카메라를 설치하여 세션 내내 모든 신경 내비게이션 요소를 선명하게 관찰하세요. 그 다음 코일 보정 추적기와 보정 보드를 TMS 코일 위에 올려놓습니다.

이제 뉴로 내비게이션 시스템 소프트웨어를 실행하고, 참가자 식별 번호를 입력한 뒤, 모든 뉴로내비게이션 구성 요소를 보정하세요. 참가자를 위치시킨 후, 물사포로 첫 번째 등골 간골 피부를 부드럽게 문지릅니다. 전극 피부 접촉면을 개선하기 위해서입니다.

알코올이 포함된 거즈로 부위를 헹구고 반대쪽 팔꿈치에도 같은 과정을 반복하세요. 피부가 마르면 기록 전극을 손에 올려 근육줄이 첫 번째 등골 간골 위로 약 2.5센티미터 방향으로 정렬되도록 합니다. 그 다음 접지 전극을 반대쪽 엘보우 위에 올려 전압 기준점으로 삼으세요.

참가자의 머리에 수영모를 앞뒤쪽 방향으로 씌웁니다. 모자를 앞쪽의 눈썹선과 맞추고, 귀가 노출된 양쪽 귀의 나선 뿌리에 맞춰 주세요. 참가자에게 귀마개를 제공하고 사용 방법을 설명하세요.

캡에 내측 시상선과 관간 선을 그려 꼭짓점에서 교차점을 식별합니다. 꼭짓점에서 시상선을 따라 앞으로 5센티미터, 그리고 관사이선을 따라 왼쪽으로 5센티미터 측정하여 두 개의 새로운 점을 정의합니다. 다음으로, 측면 점과 내측 앞쪽 지점을 연결하는 대각선을 그립니다.

측면 지점에서 대각선을 따라 전방향 내측 방향으로 2.5cm 측정하여 초기 추정 운동 핫스팟을 표시합니다. 초기 모터 핫스팟 추정치 주변에는 0.5cm 반경 내에 네 개의 추가 지점을 표시하여 대체 시험 장소로 활용하세요. 다음으로, 탄력 있는 머리띠를 참가자의 머리에 착용시키고, 마커 스트립이 카메라를 향하게 하고 밴드가 편안하게 맞도록 합니다.

포인터 도구를 사용해 참가자의 머리에 주요 해부학적 랜드마크인 비상, 좌우 귀성, 머리 모양 포인트를 정의하세요. 이를 통해 시스템은 머리와 뇌의 해부학을 기반으로 자극 목표를 정렬하고 추적할 수 있습니다. TMS 코일을 참가자의 두피에 접선 방향으로 위치시키고, 손잡이는 중앙 시상선에 대해 45도 뒤쪽으로 각도를 맞추세요.

초기 모터 핫스팟 추정치 대비 최대 자극 출력의 30%에 펄스를 전달합니다. 그 후 최대 자극 출력의 5%에서 10% 단위로 자극 강도를 점차 증가시켜 일관된 운동 반응이 관찰됩니다. 초기 추정치와 주변 표시된 위치에 단일 펄스를 전달하여 고진폭 운동 유도 전위와 고립된 첫 번째 등골 간골 수축을 가장 일관되게 발생시키는 부위를 파악합니다.

모터 핫스팟으로 고려 중인 전체 지역을 빨간 표시선으로 표시하세요. 뉴로내비게이션 소프트웨어에서 가장 신뢰할 수 있는 반응을 낸 펄스를 선택하여 모터 핫스팟을 정의합니다. 휴식 운동 임계값(RMT)을 설정하려면 신경 내비게이션 시스템을 사용해 코일을 식별된 모터 핫스팟으로 다시 안내합니다.

5초 간격으로 10회의 단일 펄스 자극을 제공하고, 반대쪽 제1배골 골간에서 최소 5개의 운동 유발 전위가 50마이크로볼트를 초과하는 최대 자극 출력의 최소 비율을 식별합니다. 이전에 정의된 운동 핫스팟 강도에서 시작해, 자극 수준을 2% 단위로 줄여 10번 중 5회 미만의 펄스가 반대쪽 제1배골 골간에서 50마이크로볼트 이상의 운동 유도 전위가 발생할 때까지 진행합니다. 다음으로, 최대 자극 출력을 1% 단위로 증가시켜 10번 중 5번 이상 펄스가 반대쪽 제1배 골간에서 50마이크로볼트 이상의 반응을 발생시킬 때까지 계속합니다.

휴식 운동 임계값을 정의하는 최대 자극 출력의 백분율을 기록하세요. 참가자에게 검지손톱을 엄지 밑부분에 강하게 눌러 단단한 원형을 만들어 첫 번째 등골 사이 근육의 최대 자발적 활성화를 유도하도록 지시합니다. 근육 수축이 시작된 후 약 2초 후, 분재 스크립트를 실행하는 컴퓨터에서 스페이스바를 눌러 초기 움직임 아티팩트를 피하면서 시간 지점을 기록하세요.

이제 참가자에게 최대 자발적 등척성 수축의 10%에서 20% 사이의 아최대 근육 수축을 유지하도록 요청합니다. EMG 피드백을 활용해 참가자가 올바른 수축 수준을 유지하도록 모니터링하고 안내하세요. 능동 운동 임계값의 경우, 신경 내비게이션 시스템을 사용해 코일을 이전에 확인한 모터 핫스팟으로 안내합니다.

활성 운동 임계값을 최소 10번의 펄스 중 5번의 자발적 수축 중 최소 200 마이크로볼트 이상의 운동 자극 출력을 유도하는 최소 퍼센트로 결정합니다. 안정 시 운동 임계값 강도에서 자극 수준을 2% 감소시켜 10번 중 5번 미만의 펄스가 200마이크로볼트 응답을 낼 때까지 계속합니다. 그 후 1% 단계별로 강도를 증가시켜 최소 10번 중 5번 이상의 모터 유도 전위가 200 마이크로볼트 이상으로 나타날 때까지 진행합니다.

활성 운동 임계값을 정의하는 최대 자극 출력의 백분율을 기록하세요. 뉴로 내비게이션 시스템을 사용해 코일을 정의된 모터 핫스팟 위에 정확히 위치시킵니다. 표면 EMG 전극이 첫 번째 배골 간골 위에 올바르게 배치되어 있는지 확인하고 신호 품질이 최소한의 잡음을 보이는지 확인하세요.

TMS 장치에 단일 펄스 자극 프로토콜을 로드하세요. 그리고 이전에 기록된 안정 운동 임계값을 입력합니다. 이제 자극 프로토콜을 실행하세요.

그 다음 간헐적 쎄타 폭발 자극 프로토콜을 TMS 장치에 불러옵니다. 이전에 기록된 능동 운동 임계값을 입력하고 간헐적 쎄타 폭발 자극 프로토콜을 시작하세요. 간헐적 쎄타 폭발 자극 프로토콜이 끝나자마자 자극 후 간격을 모니터링하기 위해 스톱워치를 시작하세요.

피질 흥분성 조절 프로토콜이 끝난 직후 0시점에 휴식 운동 임계치의 120%를 사용해 단일 펄스 자극 프로토콜을 다시 적용합니다. 신경내비게이션 정확도를 검증하려면 포인터를 나시온에 올려놓고, 뉴로내비게이션 시스템 소프트웨어에서 정렬을 점검합니다. 공간 편차가 5밀리미터 미만인지 확인하고 측정값을 기록하세요.

마지막으로 마지막 자극 블록을 완료한 후 분재 스크립트를 멈추고 소프트웨어에서 신경 탐색 세션을 마무리합니다. 분재 획득 세션에서 이진 데이터 파일이 생성되는지 확인하세요. 기초 세션 중 간헐적 쎄타 폭발 자극 후 T0, T10, T20에서 운동 유발 전위 진폭이 유의미하게 증가하는 것이 관찰되었습니다.

하지만 T30은 아니에요. 추적 관찰 시, 운동 유발 전위 진폭이 T0, T10, T20, T30에서 유의미하게 증가하는 것이 관찰되었다. T0에서 모터 유발 잠재 변화의 재검사 신뢰성은 중간 정도에서 양호한 일관성을 보였으며, 클래스 내 상관계수는 0.67이었습니다.