경두개 자기 자극을 이용한 장기 증강 유사 피질 가소성의 표준화된 유도 및 평가

우리는 피질가소성을 연구하여 건강 및 신경학적 장애의 시냅스 변화를 이해하고 측정합니다. 자극, 코일 위치, 측정 타이밍의 변동성으로 인해 재현 가능한 iTBS 가소성 연구가 어렵습니다. 우선, 평가의 목적, 주요 실험 절차, 그리고 연구와 관련된 잠재적 위험 요인을 설명하세요.

동의 절차에 대한 확인서를 요청하고 사전 동의서에 서명을 받으세요. 신경내비게이션 시스템을 사용해 1차 운동 피질의 기능적 운동 핫스팟, 즉 반대쪽 목표 근육에 해당하는 위치를 식별합니다. 이제 3차원 머리 모델을 생성하세요.

개별 MRI 스캔을 사용하여 축, 시상면, 관상면에서 해부학적 랜드마크를 선택하고 등록합니다. 두피 표면 분할을 수행하여 3차원 머리 모델 생성을 완료합니다. 머리 모델 등록을 완료한 후에는 신경내비게이션 시스템 내에서 정밀한 실시간 추적을 보장하기 위해 코일 보정을 수행합니다.

소프트웨어에서 설정으로 이동해 TMS 코일을 클릭한 후 '공구 면을 보정하기'를 선택하세요. 코일 면의 기준점과 코일의 제어 지점 마커를 보정합니다. TMS 코일을 반사 마커가 있는 지정된 보정 블록에 배치하세요.

초기 보정 후에는 시스템 프롬프트에 따라 코일을 보정 블록 위에 올려놓고 정확도를 위해 위치를 확인하세요. 그 다음, Neuronavigation을 클릭하여 싱글 코일을 검증하세요. 공간 오차가 3밀리미터 미만인 보정만 허용하세요.

그렇지 않으면 보정 과정을 반복하세요. 참가자에게 등과 팔 지지대가 있는 편안한 의자에 앉아 머리와 몸의 움직임을 최소화하도록 하세요. 참가자에게 시술 내내 양손을 완전히 이완하고 가만히 있도록 지시하세요.

적외선 반사 마커를 이마에 부착하여 세션 중 실시간 머리 추적을 가능하게 하고, 접착 패치로 마커를 고정하세요. 트랙 포인터를 사용해 참가자의 두피에 세 개의 해부학적 랜드마크를 표시하세요: 비상, 왼쪽 위상위절곡, 그리고 오른쪽 위흉상 절곡. 마커가 화면에 녹색으로 표시되는 신경항법 시스템에서 인식되는지 확인하세요.

같은 포인터를 사용해 등록 정확도를 높이기 위해 두피에 약 200에서 300개의 추가 포인트를 채취하세요. 신경내비게이션 소프트웨어가 이 지점들로부터 개별화된 머리 형태 모델을 자동으로 생성하여 MRI 스캔과 실제 좌표계 간의 정렬을 최적화할 수 있도록 합니다. 다음으로, 외전근 암초근에 2센티미터 간격의 표면 전극을 배-힘줄 몽타주로 배치합니다.

기준 전극을 엄지의 지두 사이 관절 근처, 즉 원위쪽에 위치시킵니다. 다음으로, 목표 근육의 반대쪽 정점에서 약 5센티미터 전방, 0센티미터에서 1센티미터 앞쪽에 단일 펄스 TMS를 투여합니다. 이를 이용해 운동 핫스팟 위치 위치를 파악할 수 있는 최대 운동 유발 전위 진폭을 유도하는 1차 운동 피질 좌표를 결정합니다.

참가자에게 손을 완전히 이완시켜 측정에 영향을 줄 수 있는 자발적 근육 수축을 막으라고 지시하세요. 코일 손잡이를 중앙선에서 45도 뒤쪽으로 향해 전자기 전류를 중심 고랑에 수직으로 유도합니다. 코일을 전방, 후방, 내측, 외측 등 모든 방향으로 1센티미터 간격으로 5초 간격으로 체계적으로 움직입니다.

운동 핫스팟을 이완된 외전근 단축근에서 가장 큰 운동 유발 전위 진폭과 가장 짧은 잠복 시간을 발생시키는 부위로 식별합니다. 시스템이 코일과 목표 지점 사이의 거리, 기울기 편차, 회전 편차 등 주요 공간 매개변수를 자동으로 기록할 수 있도록 하세요. 이 값을 사용하여 자극 시 코일 위치가 정확하고 재현 가능하도록 하세요.

동일한 표면근전기측 설정과 매개변수를 사용하여 모터 유도 전위의 피크 투 피크 진폭을 측정합니다. 휴식 운동 임계값(RMT)을 최소 10번의 단일 펄스 실험 중 5번에서 50마이크로볼트 이상의 운동 유발 전위를 생성하는 TMS 자극 강도를 정의하라. 모터 핫스팟에서 5초 간격으로 20회의 연속 모터 유도 전위를 기준 측정으로 기록합니다.

자극 강도를 RMT의 120%로 설정하여 약 1밀리볼트 모터 유도 전위를 유도합니다. TMS 기기를 사용해 자극을 전달하세요. 자극 강도를 RMT의 80%로 설정하세요.

50헤르츠로 세 번의 펄스 신호를 가하고, 5헤르츠에서 반복하세요. iTBS 후 5, 10, 15, 30분에 동일한 자극 강도를 사용하여 20개의 운동 유발 전위를 기록하여 가소성을 평가합니다. 기초선과 각 자극 후 시점에서 기록된 20개의 운동 유발 전위의 평균 피크 대 피크 진폭을 계산하여 피질 흥분성을 정량화합니다.

자극 후 진폭을 세션 및 개인 간 표준화된 측정값에 대한 기준선 기준 비율로 표현합니다. iTBS 자극 후, 여러 시점에서 운동 유발 전위 진폭을 기록하여 시간에 따른 피질 흥분성을 평가하였다. 자극 후 평균 원시 운동 유발 전위 진폭은 증가하여 15분에서 최고조에 달했고 30분 동안 감소했습니다.

정규화된 운동 유발 전위 진폭도 비슷한 경향을 보였으며, 기준선 이상으로 증가했다가 30분 동안 점차 감소했습니다. 모든 자극 후 시점에서 평균 정규화된 운동 유발 전위 진폭이 1.1을 초과하여 참가자를 촉진 환자로 분류하였다. 신뢰할 수 있고 재현 가능한 가소성 평가를 위한 표준화된 신경내비게이션 유도 iTBS 프로토콜을 제공합니다.

저희 프로토콜은 신경내비게이션을 사용하여 정밀하고 신뢰할 수 있는 iTBS 전달과 견고한 LTP 유사 가소성을 더 일관되게 보장합니다. 이들은 시냅스 가소성의 재현 가능한 연구를 가능하게 하여 치료 개발과 신경재활 전략을 지원합니다.