Een nieuwe benadering voor het documenteren van Fosfenen geïnduceerd door Transcranial Magnetic Stimulation

Deze video demonstreert een standaardprocedure voor het bepalen van een fosfeendrempelwaarde middels transcraniële magnetische stimulatie en een methode voor het in kaart brengen en vastleggen van de omvang en locatie van waargenomen fosfenen. TMS is een niet-invasieve neurostimulatietechniek die wordt gebruikt om neuronale activiteit te beïnvloeden door het toepassen van een korte magnetische puls. De toepassing van TMS biedt een veilige en niet-invasieve manier om neuronale activiteit te verstoren met een hoge mate van ruimtelijke en temporele specificiteit.

Bij het stimuleren van visueel gevoelige gebieden van de cortex wordt een kortstondige visuele atopische sensatie geproduceerd, die bekend staat als een fosfeen. Eerst wordt de locatie van het initiële stimulatiepunt bepaald. Het centrum van de TMS-spoel wordt over het stimulatiepunt geplaatst, zodanig dat de handgreep raakvlakken vormt met het oppervlak van de hoofdhuid.

De stimulatielintensiteit wordt aangepast totdat een drempelwaarde is bepaald. Om de waargenomen door TMS geïnduceerde fosfeen te registreren, neemt de deelnemer plaats voor het lasersporings- en paintingsysteem of lt. Een A-P-A-T-M-S-puls die aan de rechter occipitale cortex wordt toegediend, produceert een fosfeen in het contralaterale visuele veld.

De deelnemer krijgt de instructie om de waargenomen fosfeen te omlijnen met een laserpointer. Het pad van de laserpointer wordt gevolgd met een standaard webcam en geregistreerd met de ltap-software. Het laserpad kan op het projectiescherm worden geprojecteerd, zodat de deelnemer de nauwkeurigheid van de resultaten van het ltap-systeem kan beoordelen.

Bevestig dat de locatie van waargenomen fosfenen afhankelijk is van, en een weerspiegeling vormt van, de kleine grootte van het receptieve veld en de organisatie van de occipitale cortex. Hallo, mijn naam is Seth Kin Frankston van het Laboratory of Cerebral Dynamics in de afdeling Anatomie en Neurobiologie aan de Boston University School of Medicine. Hallo, mijn naam is Peter Free, ook van het Lab of Cerebral Dynamics.

Vandaag laten we de procedure zien om een fosfeendrempelwaarde te bepalen met behulp van TMS, evenals een methode voor het registreren van waargenomen fosfenen. We gebruiken deze procedure in ons laboratorium om visuele verwerking en corticale exciteerbaarheid bij menselijke proefpersonen te bestuderen. Laten we beginnen.

Om te beginnen wordt de deelnemer comfortabel geplaatst in een zwak verlichte kamer. Plaats een zwemkap op hun hoofd, pas deze aan voor het comfort en geef de deelnemer oordopjes om het initiële stimulatiepunt te lokaliseren en te markeren. Identificeer eerst het inion en beweeg vervolgens ongeveer twee centimeter rostraal en ongeveer twee centimeter lateraal.

Plaats het centrum van een standaard figuur-8 TMS-spoel direct over het initiële stimulatiepunt. De spoel moet tangentieel aan het oppervlak van de hoofdhuid worden gehouden, georiënteerd van mediaal naar lateraal, met de handgreep van de middellijn afgewend. Dien een enkele puls toe bij 60% van de intensiteitsuitvoer.

Het voetpedaal wordt gebruikt om de TMS-puls op afstand te triggeren. Vraag de deelnemer of er een visuele sensatie is waargenomen. Zag u iets?

Nee. Indien er geen fosfeen wordt gerapporteerd, positioneer de spoel opnieuw en dien opnieuw een puls toe. Als de deelnemer nog steeds geen fosfeen rapporteert, ga dan door met het toedienen van pulsen om de zeven tot 10 seconden, waarbij de intensiteit na elke vijf pogingen met 5% wordt verhoogd totdat de deelnemer een fosfeen rapporteert of een intensiteit van 100% is bereikt. Heeft u iets waargenomen?

Ja. Wanneer de deelnemer een fosfeen rapporteert, vraagt u hem of haar om in detail te beschrijven wat zij hebben waargenomen, inclusief de kleur, vorm en locatie. Kunt u beschrijven wat u zag? Ja, het is, het is, het is alleen in mijn linker gezichtsveld en het is driehoekig, waarbij een van de punten precies in het centrum van mijn gezichtsveld staat.

Let op dat fosfenen in het gezichtsveld contralateral aan de hemisfeer moeten verschijnen die wordt gestimuleerd. Zodra een locatie is gevonden waar fosfenen betrouwbaar worden gerapporteerd, markeer deze dan op de zwemkap. Nu we succesvol fosfenen hebben opgewekt, gaan we bepalen hoe we een drempelwaarde kunnen verkrijgen om een reeks pulsen te kunnen afgeven op dezelfde spoel, locatie en oriëntatie.

Zoals in de vorige sectie, vraag de deelnemer om de aanwezigheid van het geïnduceerde fosfeen te bevestigen. Zodra dit is bevestigd, dienen pulsen elke zeven tot 10 seconden te worden toegediend. Instrueer de deelnemer na elke puls om te rapporteren of een fosfeen is waargenomen aan de hand van de volgende criteria: 'ja' als er een ondubbelzinnig fosfeen wordt ervaren, 'nee' bij afwezigheid van enige visuele perceptie, en 'misschien' als ze onzeker zijn; een 'misschien'-antwoord mag niet als een positieve respons worden geteld.

Pas bij het bepalen van de drempelwaarde de stimulatierintensiteit verder aan totdat een fosfene drempel is vastgesteld. De drempel wordt gedefinieerd als de laagste stimulatierintensiteit waarbij de deelnemer eenduidige fosfenen rapporteert voor ten minste 50% van de afgeleverde pulsen bij een gegeven intensiteitswaarde, doorgaans met behulp van een reeks van 10 pulsen. Laten we nu zien hoe de grootte en locatie van fosfenen bepaald kunnen worden met behulp van het ltap-systeem.

Het laser tracking and painting system, of ltap, is een systeem dat de locatie en grootte van waargenomen fosfinen in real-time registreert. Het ltap-systeem biedt een stabiele en aanpasbare omgeving voor de kwantificering en analyse van fosfinen. Een computer waarop de ltap-software is geïnstalleerd, registreert de laser met behulp van een webcam.

De locatie wordt geregistreerd en de gegevens worden vervolgens via een projector aan de achterzijde terug op het scherm geprojecteerd. Om te beginnen, plaats de deelnemers zodanig dat het nasion of het punt tussen de ogen ongeveer 30 centimeter van het centrum van het projectiescherm bevindt. Om het subject te laten wennen aan het ltap-systeem, geef hen de laserpointer en instrueer hen om te oefenen met het natekenen van figuren die lijken op de waargenomen fosfenen. Wanneer de deelnemer vertrouwd is met het ltap-systeem, dient een reeks TMS-pulsen op dezelfde locatie te worden toegediend als in de voorgaande stappen.

Laat de deelnemer elk fosfeen volgen. Zij rapporteren dit op het projectiescherm. Gebruik de laserpointer om de fosfenen verder te karakteriseren en dien TMS-pulsen toe op 120% van de eerder vastgestelde drempelwaarde.

Terwijl de deelnemers hun blik richten op verschillende fixatiepunten, laat u de deelnemers de gerapporteerde fosfenen natekenen, zodat deze gekwantificeerd en geanalyseerd kunnen worden. We tonen u nu enkele representatieve fosfenen die zijn geschetst en vastgelegd. Met behulp van het laser-tracking- en paintsysteem worden de locatie en grootte van de waargenomen fosfenen getoond; wanneer de deelnemer de instructie kreeg om de blik op een centraal fixatiepunt naar boven en rechts te richten, werd er een reeks pulsen toegediend die voldoende was om in elke conditie 10 fosfenen op te wekken.

Zoals u kunt zien, is de locatie van het waargenomen fosfeen afhankelijk van de kijkrichting. Dit is consistent met de kleine grootte van het receptieve veld en de organisatie van de occipitale cortex. We hebben u zojuist laten zien hoe u een drempelwaarde voor fosfeen kunt bepalen en hoe u het waargenomen fosfeen kunt registreren.

Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat, ten eerste, een consistente spoelpositie moet worden gehandhaafd en, ten tweede, dat de veiligheid en het comfort van de deelnemer van het grootste belang zijn. Dat is alles. Bedankt voor het kijken en veel succes met uw eigen experimenten.