Methodenartikel

Gestandaardiseerde inductie en beoordeling van langdurige potentiëringsachtige corticale plasticiteit met behulp van transcraniële magnetische stimulatie

DOI:

10.3791/69425

⸱

7 november 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Rehabilitation Medicine, The First Affiliated Hospital with Nanjing Medical University, 2School of Rehabilitation Medicine, Nanjing Medical University

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit artikel beschrijft de gestandaardiseerde inductie van langdurige potentiëring-achtige corticale plasticiteit met behulp van repetitieve stimulatieprotocollen, gevolgd door het toepassen van transcraniële magnetische stimulatie met één puls onder begeleiding van een neuronavigatiesysteem om synaptische plasticiteit te evalueren.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In de afgelopen jaren is transcraniële magnetische stimulatie (TMS) naar voren gekomen als een niet-invasieve, goedkope en effectieve techniek voor het beoordelen van synaptische veranderingen in de hersenen. Synaptische plasticiteit is een fundamenteel mechanisme van neurale plasticiteit dat het vermogen van de hersenen weerspiegelt om de sterkte en werkzaamheid van synaptische verbindingen aan te passen als reactie op ervaring of omgevingsstimuli. Langetermijnpotentiëring (LTP) dient als het overheersende experimentele model voor het bestuderen van synaptische plasticiteitsmechanismen en speelt een cruciale rol bij het begrijpen van synaptische plasticiteit en de algehele hersenfunctie. Specifieke stimulatiepatronen, met name repetitieve of burst-patronen van pulsen zoals intermitterende theta-burst-stimulatie (iTBS), kunnen LTP-achtige corticale plasticiteit induceren, wat een haalbare niet-invasieve benadering biedt om synaptische plasticiteit te evalueren. De toepassing van deze technieken vereist echter strikte naleving van gestandaardiseerde protocollen om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de resultaten te garanderen. Daarom heeft dit artikel tot doel een gestandaardiseerde aanpak aan te tonen voor het induceren van LTP-achtige plasticiteit met behulp van iTBS, gevolgd door beoordeling van synaptische plasticiteit met single-pulse TMS, waarbij beide procedures worden geleid door een neuronavigatiesysteem. De focus van dit artikel zal liggen op de essentiële technische procedures en operationele overwegingen die nodig zijn om nauwkeurige en betrouwbare metingen van corticale plasticiteit te bereiken.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In de afgelopen jaren is transcraniële magnetische stimulatie (TMS) naar voren gekomen als een niet-invasieve, kosteneffectieve en efficiënte techniek voor het onderzoeken en moduleren van neurale activiteit in het menselijk brein1. Van de verschillende stimulatieparadigma's heeft intermitterende theta-burst-stimulatie (iTBS) veel aandacht getrokken vanwege het vermogen om langdurige potentiëring (LTP)-achtige plasticiteit in de menselijke motorische cortex te induceren2. In het bijzonder levert iTBS hoogfrequente uitbarstingen met theta-intervallen, waarbij endogene theta-gamma-koppelingspatronen worden nagebootst die verband houden met synaptische plasticiteit3. Het induceert LTP-achtige plasticiteit door N-methyl-D-aspartaatreceptoren (NMDAR's)4 te activeren, waardoor het Mg2+-blok wordt ontlast en Ca2+ het postsynaptische neuron5 kan binnendringen. Deze Ca2+-instroom veroorzaakt stroomafwaartse signaalcascades, waaronder de activering van calcium/calmoduline-gestimuleerd proteïnekinase II (CaMKII), dat de fosforylering bevordert6 en het inbrengen van α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolpropionzuurreceptoren (AMPAR's), waardoor de synaptische transmissie wordt verbeterd7. Vergeleken met andere niet-invasieve benaderingen, zoals herhaalde transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) of transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS), kan iTBS LTP-achtige corticale plasticiteit induceren met een kortere stimulatieduur en lagere intensiteit, waardoor het een beter verdragen optie is bij proefpersonen 8,9,10. Om de neuroplastische effecten geïnduceerd door iTBS te beoordelen, meten onderzoekers gewoonlijk veranderingen in motor-evoked potential (MEP) amplitudes geregistreerd door middel van elektromyografie (EMG), die een verbeterde corticospinale prikkelbaarheid weerspiegelen11. Studies hebben aangetoond dat deze MEP-verbeteringen tot 60 minuten na de stimulatie kunnen aanhouden, wat wijst op voorbijgaande maar robuuste modulatie van corticale prikkelbaarheid10,12. Door de korte toedieningstijd en het gevestigde veiligheidsprofiel is iTBS bijzonder geschikt voor herhaalde toepassingen in zowel experimentele als klinische contexten10. Met name een standaard iTBS-protocol (600 pulsen, 192 s), evenals conventionele 10-Hz rTMS-protocollen (1.200-1.500 pulsen, 15-20 min), induceren op betrouwbare wijze vergelijkbare LTP-achtige plasticiteitseffecten 8,13. Als zodanig wordt het in toenemende mate gebruikt om synaptische plasticiteit bij gezonde individuen en patiëntenpopulaties te onderzoeken, wat waardevolle inzichten oplevert in plasticiteitsgerelateerde tekorten bij neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer (AD), beroerte en depressie.

Synaptische plasticiteit, een fundamenteel mechanisme van neurale plasticiteit, ligt ten grondslag aan kritieke processen zoals leren en geheugen. Het weerspiegelt het vermogen van de hersenen om de sterkte en werkzaamheid van synaptische verbindingen aan te passen als reactie op ervaring of omgevingsstimuli14. Onder de verschillende vormen van synaptische plasticiteit is LTP een gerenommeerd model voor leren en geheugen door de verbetering van synaptische transmissie15. Accumulerend bewijs geeft aan dat stoornissen in LTP-achtige plasticiteit nauw verband houden met cognitieve en gedragsstoornissen bij neurologische aandoeningen zoals AD16. Deze stoornissen kunnen een weerspiegeling zijn van ziektespecifieke verstoringen in synaptische signalering en plasticiteitsgerelateerde moleculaire routes, waaronder veranderingen in de inductie, expressie of instandhouding van LTP17. Daarom is het begrijpen en kwantificeren van synaptische plasticiteit essentieel voor het bevorderen van therapeutische strategieën om de cognitieve functie, motorische controle, sensorische integratie en emotionele regulatie te herstellen en om effectieve neurorevalidatie te vergemakkelijken.

Hoewel technieken zoals iTBS voor het induceren van LTP-achtige plasticiteit en single-pulse TMS voor het beoordelen van corticale plasticiteit een opwindend potentieel bieden, vereist hun toepassing strikte naleving van gestandaardiseerde protocollen om nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid te garanderen. Inconsistente methoden kunnen leiden tot variabiliteit, wat de betrouwbaarheid van bevindingen kan belemmeren. Bovendien beperken methodologische inconsistenties tussen studies, waaronder verschillen in stimulatie-intensiteit, spoelpositionering en de timing van uitkomstmetingen, de reproduceerbaarheid van TMS-geïnduceerde plasticiteitsbevindingen. In de praktijk wordt iTBS doorgaans toegediend bij 80% van de rustmotordrempel (RMT)18, en een betrouwbare inductie van LTP-achtige plasticiteit hangt verder af van een nauwkeurige positionering van de spoel, meestal bereikt door middel van neuronavigatiebegeleiding19. Daarom heeft dit artikel tot doel een gestandaardiseerd, neuronavigatiegeleid protocol te demonstreren voor het induceren van LTP-achtige plasticiteit door middel van iTBS, gevolgd door de beoordeling van corticale plasticiteit met behulp van single-pulse TMS. De focus van dit artikel zal liggen op de essentiële technische procedures en operationele overwegingen die nodig zijn om nauwkeurige en betrouwbare metingen van corticale plasticiteit te bereiken.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De ethische commissie van het eerste aangesloten ziekenhuis met de Nanjing Medical University keurde de protocollen goed (nummer 2023-SR-789) en het protocol werd geregistreerd bij het Chinese Clinical Trial Registry (nummer ChiCTR2400082549). Alle procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki. Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen voorafgaand aan deelname aan het onderzoek.

1. Proces van toestemming

  1. Leg voorafgaand aan een beoordeling het doel of de doelen van de beoordeling, de belangrijkste experimentele procedures en eventuele risicofactoren in verband met het onderzoek uit. Beantwoord eventuele vragen of opmerkingen. Verzoek om bevestiging van het toestemmingsproces en ondertekening op het formulier voor geïnformeerde toestemming.
  2. Het niet voldoen aan de TMS-veiligheidscriteria vormt een reden voor uitsluiting. Stel de volgende vragen en leg de antwoorden vast. Een ja-antwoord op een criterium vormt een reden voor uitsluiting:
    Heeft u metalen implantaten of apparaten die niet compatibel zijn met TMS (bijv. pacemakers, cochleaire implantaten, aneurysmaclips)?
    Heeft u een voorgeschiedenis van epilepsie of epileptische aanvallen, of een familiegeschiedenis van epilepsie?
    Gebruikt u momenteel medicijnen die epileptische aanvallen kunnen veroorzaken?
    Heeft u ernstige cognitieve of communicatiestoornissen die deelname aan het onderzoek zouden verhinderen?
    Heeft u ernstige aandoeningen van de cervicale wervelkolom (bijv. cervicale stenose of instabiliteit van de wervelkolom)?
    Heeft u directe verwondingen of schedeldefecten in het stimulatiegebied?
    Als u een vrouw bent die zwanger kan worden: Bent u zwanger of mogelijk zwanger? Als zwangerschap wordt vermoed, voer dan een HCG-test uit in bloed of urine en sluit positieve gevallen uit.

2. Voorbereiding van het hoofdmodel met behulp van een neuronavigatiesysteem

  1. Gebruik het neuronavigatiesysteem (versie 2.5.3.50294) gedurende het hele protocol om de positionering van de spoel te begeleiden, anatomische oriëntatiepunten te registreren, de spoel te kalibreren en een consistente plaatsing van de spoel te behouden tijdens RMT-bepaling en iTBS-stimulatie.
  2. Instelling van het neuronavigatiesysteem: Gebruik het systeem om real-time visuele feedback te verkrijgen over de positie van de TMS-spoel en de uitlijning ervan ten opzichte van anatomische oriëntatiepunten, waardoor een nauwkeurige targeting wordt gegarandeerd tijdens functionele identificatie van de motorische hotspot in de primaire motorcortex (M1) die overeenkomt met de contralaterale doelspier20.
  3. Opstelling van een driedimensionaal (3D) hoofdmodel: Genereer het 3D-kopmodel met behulp van de standaard hersensjablonen die in de neuronavigatiesoftware worden geleverd of die zijn opgebouwd uit individuele magnetische resonantiebeeldvorming (MRI)-scans. Door een van beide te selecteren, de individuele MRI- of standaardsjabloonmodus, registreert u anatomische oriëntatiepunten in de axiale, sagittale en coronale vlakken. Voer segmentatie van het hoofdhuidoppervlak uit om een driedimensionaal hoofdmodel te genereren.
  4. Spoel kalibratie
    1. Na voltooiing van de registratie van het kopmodel, voert u spoelkalibratie uit om nauwkeurige real-time tracking binnen het neuronavigatiesysteem te garanderen. Navigeer door TMS-instellingen, klik op Spoelselectie> Gereedschapsvlakken kalibreren. Plaats de TMS-spoel, voorzien van reflecterende markeringen, op een daarvoor bestemd kalibratieblok. Lijn de fiduciale punten op de fysieke spoel uit met de overeenkomstige punten op het kalibratieblok onder softwarebegeleiding.
    2. Volg na de eerste kalibratie de systeemprompt om de spoel over het kalibratieblok te plaatsen om de nauwkeurigheid te bevestigen. Klik op Kalibreren om de automatische kalibratie te starten. Accepteer alleen kalibraties met een ruimtelijke fout van minder dan 3 mm21. Voer anders een herkalibratie uit. Zorg ervoor dat de positie, oriëntatie en kantelhoek van de spoel betrouwbaar kunnen worden gevolgd gedurende de gehele TMS-sessie22.

3. Identificatie van motorhotspots

  1. Positionering van de deelnemer: Vraag de deelnemer om in een comfortabele stoel te gaan zitten met rug- en armsteun om hoofd- en lichaamsbewegingen te minimaliseren. Houd beide handen volledig ontspannen en stil tijdens de procedure. Vermijd bewegingen van de niet-gerichte hand die metingen kunnen verstoren.
  2. Instelling voor hoofdtracking: Bevestig de infraroodreflecterende markeringen op het voorhoofd om de hoofdpositie tijdens de sessie in realtime te kunnen volgen. Zet de markeringen vast met zelfklevende pleisters en zorg ervoor dat ze worden herkend door het neuronavigatiesysteem, aangegeven door groene markeringen (niet-herkende markeringen worden rood weergegeven).
  3. Oriëntatiepuntregistratie: Gebruik een gevolgde aanwijzer om achtereenvolgens drie anatomische oriëntatiepunten op de hoofdhuid te markeren: de nasion, de linker supratragische inkeping en de rechter supratragische inkeping. Stel het neuronavigatiesysteem in staat om de werkelijke hoofdpositie ruimtelijk te registreren met het 3D-kopmodel23.
  4. Bemonstering van de vorm van het hoofd: Gebruik de aanwijzer om ongeveer 200 tot 300 extra punten op de hoofdhuid te verzamelen om de registratienauwkeurigheid te verbeteren24. Laat de software automatisch een geïndividualiseerd hoofdvormmodel aanpassen op basis van deze punten om de uitlijning tussen MRI-beelden en het werkelijke coördinatensysteemte optimaliseren 25.
  5. EMG-opname: Plaats de opname-elektrode over de buik van de doelabductor pollicis brevis (APB)-spier en de referentie-elektrode in de buurt van het interfalangeale gewricht van de duim, ongeveer 2 cm uit elkaar26. Neem Europarlementariërs op met een bemonsteringsfrequentie van 100 kHz met een minimale resolutie van <0,2 μV en een frequentiebereik van 1-25 kHz, terwijl de elektrode-impedanties onder de 5 kΩ werden gehouden. Zorg ervoor dat het basis-EMG-signaal minimale ruis, een stabiele golfvorm en geen duidelijke drift of elektrische interferentie vertoont voordat u verder gaat27.
  6. Bepaal de motor hotspot
    1. Bepaal M1-coördinaten door TMS met enkele puls (achtvormige spoel, 70 mm) ongeveer 5 cm lateraal en 0-1 cm anterieur ten opzichte van het hoekpunt28 toe te dienen, contralateraal ten opzichte van de doelspier om maximale MEP-amplitude op te wekken, waardoor een nauwkeurige lokalisatie van de motorische hotspot mogelijk wordt. Houd de hand volledig ontspannen om vrijwillige spiersamentrekking te voorkomen die de MEP-metingen zou kunnen verstoren.
    2. Richt de hendel van de spoel 45° achter de middellijn om de elektromagnetische stroom loodrecht op de centrale sulcus29 over te brengen. Beweeg de spoel systematisch in stappen van 1 cm rond het gemarkeerde M1-gebied in alle richtingen, inclusief anterieure, posterieure, mediale en laterale30, met tussenpozen van 5 s31. Definieer de motorhotspot als de locatie die de grootste MEP-amplitude produceert in de ontspannen APB32.
  7. Markering van de motorhotspot: Zodra de functioneel gedefinieerde motorhotspot is geïdentificeerd, markeert u deze onmiddellijk in het neuronavigatiesysteem. Laat het systeem bij het markeren automatisch de belangrijkste ruimtelijke parameters registreren, waaronder de afstand tussen de spoel en het doelpunt, de kantelafwijking en de rotatieafwijking. Gebruik deze statistieken om een nauwkeurige en reproduceerbare plaatsing van de spoel tijdens de stimulatieprocedure te garanderen33.

4. RMT-bepaling

  1. Meet de piek-tot-piekamplitude met behulp van oppervlakte-EMG-gegevens om de MEP te verkrijgen, waarbij dezelfde EMG-instellingen en parameters worden toegepast als beschreven in stap 3.5. Definieer RMT als de minimale stimulusintensiteit die een MEP met piek-tot-piekamplitudes van meer dan 50 μV uitlokt in ten minste vijf van de tien opeenvolgende TMS-onderzoeken met één puls28.

5. Beoordeling van LTP-achtige plasticiteit

  1. Nulmetingen: Registreer 20 opeenvolgende TMS-opgewekte Europarlementariërs met tussenpozen van 5 s op de motorische hotspot. Stel de stimulusintensiteit van MEP's in op 120% RMT, wat EPP's van ongeveer 1 mV34 oproept.
  2. Inductie van LTP-achtige plasticiteit: Stimulatie toedienen met behulp van een TMS-apparaat (achtvormige spoel, 70 mm). Breng iTBS aan op de motorhotspot met een intensiteit van 80% RMT om LTP-achtige plasticiteit te induceren. Gebruik het iTBS-protocol dat bestaat uit uitbarstingen van drie stimuli bij 50 Hz, herhaald bij 5 Hz. Herhaal een trein van 2 s van deze pulsstimulus gevolgd door 8 s rust voor een totaal van 200 s (600 pulsen)10.
  3. Plasticiteitsbeoordeling: Registreer 20 Europarlementariërs op 5 min, 10 min, 15 min en 30 minuten na de iTBS-interventie met dezelfde stimulatie-intensiteit (120% RMT) om plasticiteit te beoordelen35.
  4. LTP-achtige plasticiteitskwantificering: Bereken de gemiddelde piek-tot-piekamplitude van de 20 MEP's die op elk tijdstip zijn geregistreerd (basislijn, 5 min, 10 min, 15 min en 30 minuten post-iTBS) om corticale prikkelbaarheid kwantitatief weer te geven36. MEP-amplitudes na stimulatie worden uitgedrukt als een genormaliseerde verhouding ten opzichte van de uitgangswaarde om prikkelbaarheidsmetingen over sessies en individuen te standaardiseren. Het resultaat is de ruwe MEP-amplitude en de genormaliseerde MEP-amplitude op het laatste post-iTBS-tijdstip, wat het behandelingseffect vertegenwoordigt37.
  5. Bereken de genormaliseerde MEP-amplitude op elk tijdstip als:
    Vergelijking 1
    Classificeer personen met een algemeen gemiddelde genormaliseerde MEP-waarde >1,1 als gefaciliteerd, <0,9 als geremd en tussen 0,9 en 1,1 als onveranderd na elke iTBS-aandoening38.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tijdens de demonstratie werd een neuronavigatiesysteem gebruikt om de nauwkeurige positionering van de TMS-spoel over de motorhotspot te begeleiden, real-time ruimtelijke feedback te geven en de variabiliteit van de spoelplaatsing te minimaliseren. Een TMS-apparaat (achtvormige spoel, 70 mm) leverde stimulatie gedurende de hele sessie. Om de procedure te illustreren, worden hieronder representatieve resultaten van één deelnemer weergegeven. De geregistreerde MEP-amplitudes vertoonden stabiele en consistente responsen in ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De toepassing van TMS om synaptische plasticiteit te onderzoeken heeft een groot potentieel voor het bevorderen van neurofysiologisch onderzoek. In het bijzonder kan TMS met één puls worden gebruikt om LTP-achtige plasticiteit te beoordelen, terwijl rTMS een praktische, niet-invasieve methode biedt om het te induceren. De nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van deze bevindingen zijn echter sterk afhankelijk van de standaardisatie van procedurele parameters. Dienovereenkomstig biedt dit...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben geen concurrerende financiële belangen of andere belangenconflicten in het kader van dit werk.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deze studie werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (No.82372582, 82503067), het competitieve project van het Key Research and Development Program van de provincie Jiangsu (nr. BE2023034).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
70 mm TMS-spoelYiruide Co., Wuhan, China
Elektromyografie oppervlakte-elektrodenCathay, Shanghai, ChinaCM25R
Elektromyografie systeemYiruide Co., Wuhan, China
Neuronavigatie-aanwijzerANT Neuro, Duitsland
Neuronavigatie reflecterende markeringenANT Neuro, Duitsland
NeuronavigatiesysteemANT Neuro, DuitslandVisor2, versie 2.5.3.50294
TMS-stimulatorYiruide Co., Wuhan, ChinaNS5000

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Motta, C., et al. Transcranial magnetic stimulation predicts cognitive decline in patients with Alzheimer's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 89 (12), 1237-1242 (2018).
  2. Di Lorenzo, F., et al. Effects of Cerebellar Theta Burst Stimulation on Contralateral Motor Cortex Excitability in Patients with Alzheimer's Disease. Brain Topogr. 33 (5), 613-617 (2020).
  3. Trebbastoni, A., et al. Altered Cortical Synaptic Plasticity in Response to 5-Hz Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation as a New Electrophysiological Finding in Amnestic Mild Cognitive Impairment Converting to Alzheimer's Disease: Results from a 4-year Prospective Cohort Study. Front Aging Neurosci. 7, 253(2015).
  4. Sharbafshaaer, M., Cirillo, G., Esposito, F., Tedeschi, G., Trojsi, F. Harnessing Brain Plasticity: The Therapeutic Power of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) and Theta Burst Stimulation (TBS) in Neurotransmitter Modulation, Receptor Dynamics, and Neuroimaging for Neurological Innovations. Biomedicines. 12 (11), 2506(2024).
  5. Lüscher, C., Malenka, R. C. NMDA receptor-dependent long-term potentiation and long-term depression (LTP/LTD). Cold Spring Harb Perspect Biol. 4 (6), a005710(2012).
  6. Lisman, J., Yasuda, R., Raghavachari, S. Mechanisms of CaMKII action in long-term potentiation. Nat Rev Neurosci. 13 (3), 169-182 (2012).
  7. Nowacka, A., Getz, A. M., Bessa-Neto, D., Choquet, D. Activity-dependent diffusion trapping of AMPA receptors as a key step for expression of early LTP. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 379 (1906), 20230220(2024).
  8. Blumberger, D. M., et al. Effectiveness of theta burst versus high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with depression (THREE-D): a randomised non-inferiority trial. Lancet. 391 (10131), 1683-1692 (2018).
  9. Gan, T., Nikolin, S., Loo, C. K., Martin, D. M. Effects of High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation and Theta Burst Stimulation for Modulating the Posterior Parietal Cortex. J Int Neuropsycho Soc. 25 (9), 972-984 (2019).
  10. Huang, Y. Z., Edwards, M. J., Rounis, E., Bhatia, K. P., Rothwell, J. C. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 45 (2), 201-206 (2005).
  11. Tomeh, A., et al. Height-dependent variation in corticospinal excitability modulation after active but not sham intermittent theta burst stimulation. IBRO Neurosci Rep. 18, 498-511 (2025).
  12. Wischnewski, M., Schutter, D. J. Efficacy and Time Course of Theta Burst Stimulation in Healthy Humans. Brain Stimul. 8 (4), 685-692 (2015).
  13. Yu-Lei, X., et al. Theta burst stimulation versus high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation for poststroke dysphagia: A randomized, double-blind, controlled trial. Medicine (Baltimore). 101 (2), e28576(2022).
  14. Magee, J. C., Grienberger, C. Synaptic Plasticity Forms and Functions. Annu Rev Neurosci. 43, 95-117 (2020).
  15. Chen, X., et al. CaMKII autophosphorylation is the only enzymatic event required for synaptic memory. Proc Natl Acad Sci U S A. 121 (26), e2402783121(2024).
  16. Zhang, H., et al. Role of Aβ in Alzheimer's-related synaptic dysfunction. Front Cell Dev Biol. 10, 964075(2022).
  17. Lepeta, K., et al. Synaptopathies: synaptic dysfunction in neurological disorders - A review from students to students. J Neurochem. 138 (6), 785-805 (2016).
  18. Lu, J., et al. Effect of intermittent theta burst stimulation on upper limb function in stroke patients: a systematic review and meta-analysis. Front Neurol. 15, 1450435(2024).
  19. Jannati, A., Oberman, L. M., Rotenberg, A., Pascual-Leone, A. Assessing the mechanisms of brain plasticity by transcranial magnetic stimulation. Neuropsychopharmacology. 48 (1), 191-208 (2023).
  20. Nieminen, A. E., et al. Accuracy and precision of navigated transcranial magnetic stimulation. J Neural Eng. 19 (6), (2022).
  21. Herwig, U., et al. The navigation of transcranial magnetic stimulation. Psychiatry Res. 108 (2), 123-131 (2001).
  22. Kim, W. J., Hahn, S. J., Kim, W. S., Paik, N. J. Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia. J Vis Exp. (111), e53345(2016).
  23. Syrov, N., et al. Single-Subject TMS Pulse Visualization on MRI-Based Brain Model: A precise method for mapping TMS pulses on cortical surface. MethodsX. 10, 102213(2023).
  24. Whalen, C., Maclin, E. L., Fabiani, M., Gratton, G. Validation of a method for coregistering scalp recording locations with 3D structural MR images. Hum Brain Mapp. 29 (11), 1288-1301 (2008).
  25. Schlesinger, O., et al. Scalp surface estimation and head registration using sparse sampling and 3D statistical models. Comput Biol Med. 178, 108689(2024).
  26. Sasaki, R., et al. Presence and Absence of Muscle Contraction Elicited by Peripheral Nerve Electrical Stimulation Differentially Modulate Primary Motor Cortex Excitability. Front Human Neurosci. 11, 146(2017).
  27. Nazarova, M., et al. Mapping of multiple muscles with transcranial magnetic stimulation: absolute and relative test-retest reliability. Hum Brain Mapp. 42 (8), 2508-2528 (2021).
  28. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N Committee. Clin Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  29. Brasil-Neto, J. P., et al. Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J Clin Neurophysiol. 9 (1), 132-136 (1992).
  30. Kim, Y. K., Shin, S. H. Comparison of effects of transcranial magnetic stimulation on primary motor cortex and supplementary motor area in motor skill learning (randomized, cross over study). Front Human Neurosci. 8, 937(2014).
  31. Pellicciari, M. C., Miniussi, C., Ferrari, C., Koch, G., Bortoletto, M. Ongoing cumulative effects of single TMS pulses on corticospinal excitability: An intra- and inter-block investigation. Clin Neurophysiol. 127 (1), 621-628 (2016).
  32. Kim, H., et al. Optimal stimulation site for rTMS to improve motor function: Anatomical hand knob vs. hand motor hotspot. Neurosci Lett. 740, 135424(2021).
  33. Reijonen, J., Säisänen, L., Könönen, M., Mohammadi, A., Julkunen, P. The effect of coil placement and orientation on the assessment of focal excitability in motor mapping with navigated transcranial magnetic stimulation. J Neurosci Methods. 331, 108521(2020).
  34. Young-Bernier, M., Tanguay, A. N., Davidson, P. S., Tremblay, F. Short-latency afferent inhibition is a poor predictor of individual susceptibility to rTMS-induced plasticity in the motor cortex of young and older adults. Front Aging Neurosci. 6, 182(2014).
  35. Diao, X., et al. Cortical Inhibition State-Dependent iTBS Induced Neural Plasticity. Front Neurosci. 16, 788538(2022).
  36. Chang, W. H., et al. Optimal number of pulses as outcome measures of neuronavigated transcranial magnetic stimulation. Clin Neurophysiol. 127 (8), 2892-2897 (2016).
  37. Dai, W., et al. Timing Matters: Preconditioning Effects of Cathodal Transcranial Direct Current Stimulation on Intermittent Theta-Burst Stimulation-Induced Neuroplasticity in the Primary Motor Cortex. Neuromodulation. 28 (3), 520-531 (2025).
  38. Tse, N. Y., et al. The effect of stimulation interval on plasticity following repeated blocks of intermittent theta burst stimulation. Sci Rep. 8 (1), 8526(2018).
  39. Patton, M. H., et al. Synaptic plasticity in human thalamocortical assembloids. Cell Rep. 43 (8), 114503(2024).
  40. Di Lorenzo, F., et al. LTP-like cortical plasticity is associated with verbal memory impairment in Alzheimer's disease patients. Brain Stimul. 12 (1), 148-151 (2019).
  41. Pereyra, G., et al. SFRP1 upregulation causes hippocampal synaptic dysfunction and memory impairment. Cell Rep. 44 (4), 115535(2025).
  42. Di Lazzaro, V., et al. Motor cortex plasticity predicts recovery in acute stroke. Cereb Cortex. 20 (7), 1523-1528 (2010).
  43. Grippe, T., et al. Plasticity-Induced Effects of Theta Burst Transcranial Ultrasound Stimulation in Parkinson's Disease. Mov Disord. 39 (8), 1364-1374 (2024).
  44. Murakami, T., et al. Abnormal motor cortical plasticity as a useful neurophysiological biomarker for Alzheimer's disease pathology. Clin Neurophysiol. 158, 170-179 (2024).
  45. Larson, J., Munkácsy, E. Theta-burst LTP. Brain Res. 1621, 38-50 (2015).
  46. Suppa, A., et al. Lack of LTP-like plasticity in primary motor cortex in Parkinson's disease. Exp Neurol. 227 (2), 296-301 (2011).
  47. Vergallito, A., Feroldi, S., Pisoni, A., Romero Lauro, L. J. Inter-Individual Variability in tDCS Effects: A Narrative Review on the Contribution of Stable, Variable, and Contextual Factors. Brain Sci. 12 (5), 522(2022).
  48. Minkova, L., et al. Determinants of Inter-Individual Variability in Corticomotor Excitability Induced by Paired Associative Stimulation. Front Neurosci. 13, 841(2019).
  49. Caulfield, K. A., et al. Neuronavigation maximizes accuracy and precision in TMS positioning: Evidence from 11,230 distance, angle, and electric field modeling measurements. Brain Stimul. 15 (5), 1192-1205 (2022).
  50. Dannhauer, M., et al. Electric Field Modeling in Personalizing Transcranial Magnetic Stimulation Interventions. Biol Psychiatry. 95 (6), 494-501 (2024).
  51. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clin Neurophysiol. 132 (1), 269-306 (2021).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Synaptische plasticiteittheta burststimulatieneuronavigatiesysteemmotorisch opgeroepen potentialenmotorische cortexmappingelektromyografie opstellingrustmotorische drempelwaarde

Gerelateerde artikelen