Studieontwerp voor genavigeerde repetitieve transcraniële magnetische stimulatie voor spraakcorticale mapping

Ons protocol is niet-invasief en vergelijkbaar met de invasieve gouden standaard. Het kan dus helpen bij het selecteren van patiënten bij het ontwerpen van de operatie en de directe corticale stimulatie tijdens de operatie versnellen. Deze techniek maakt gedetailleerde spraakcorticale mapping en flexibele veranderingen van de taak en de stimulatieparameters mogelijk.

Het kan ook worden toegepast op een gezonde populatie en worden aangepast voor elke vorm van taaltaak. Ons protocol kan directe corticale stimulatie vervangen in gevallen waarin het niet kan worden uitgevoerd en het kan ook worden toegepast bij het identificeren van taalnetwerkknooppunten die moeten worden gestimuleerd bij patiënten met een beroerte. Het is een uitdaging om te beslissen welke parameters als eerste moeten worden gewijzigd om meer naamgevingsfouten te veroorzaken.

Het is raadzaam om één parameter tegelijk te wijzigen en om voorafgaande ruimtelijke en temporele informatie te krijgen van verschillende beeldvormingsmodaliteiten zoals MEG, EEG of FMRI. Maak om te beginnen het onderwerp vertrouwd met de afgedrukte of digitale indelingsafbeeldingen vóór de basisplaatsnaamgevingstaak voor objecten. Gebruik afbeeldingen van gestandaardiseerde en genormaliseerde kleuren die vaak worden gezien in een alledaagse omgeving met minimale synoniemen en een hoge naamovereenkomst.

Laat het onderwerp oefenen met de beelden voordat de sessie begint. Het onderwerp kon ook thuis oefenen. Bevestig vervolgens een versnellingsmeter op de huid boven het strottenhoofd en de stembanden om het begin van de spraak op te nemen.

Presenteer de beelden één voor één aan het onderwerp op een scherm op 0,5 tot 1 meter afstand en vraag hen om de beelden die zonder stimulatie zijn toegestaan een naam te geven. Knijpers. Een taart. Pas het inter-beeldinterval, IPI, aan om de taak enigszins uitdagend te maken voor elk onderwerp dat begint met 2.500 milliseconden en varieert tussen 1.500 en 4.000 milliseconden.

Als er meer fouten optreden tijdens de basislijnnaamgevingstaak, verhoogt u de BIV in stappen van 200 tot 300 milliseconden. Als de taak te eenvoudig is, verlaagt u de BIV in stappen van 200 tot 300 milliseconden. Voor de eigenlijke spraakmappingsessie met genavigeerd repetitief TMS, laat de beelden weg die tijdens de baseline-tests niet adequaat waren getraind, niet correct werden genoemd, niet duidelijk werden genoemd, niet correct werden gearticuleerd, met vertraging of aarzeling werden genoemd of moeilijk leken voor het onderwerp.

Voer de basisnaamgevingstaak drie keer uit en pas de BIV aan als de prestaties onbevredigend zijn. Controleer voordat u met de stimulatie begint of de geïnduceerde elektrische veldwaarden ongeveer vergelijkbaar zijn in de verschillende spraakgerelateerde gebieden in beide hemisferen. Pas indien nodig de corticale diepte aan en zorg ervoor dat het spoelcentrum niet in de lucht is.

Begin met een standaardbeeld naar TMS-interval, PTI, van 300 milliseconden of gebruik een PTI van 0 tot 400 milliseconden. Een PTI van meer dan 150 milliseconden heeft de voorkeur om de overlap van stimulatie met taalverwerking te optimaliseren. Begin met vijf pulsen met een snelheid van vijf hertz in een corticale gebied dat geen verband houdt met spraakverwerking, zodat het onderwerp went aan de door stimulatie geïnduceerde sensatie.

Verplaats vervolgens de spoel naar de verwachte spraakgerelateerde gebieden. Houd de spoel in dezelfde positie totdat de pulstrein voorbij is en de naamgeving van het onderwerp is voltooid. Focus op de prestaties van het onderwerp.

Als er geen fout optreedt, gaat u verder met de volgende locus. Als er een fout of zelfs een aarzeling wordt waargenomen, blijf dan die site stimuleren voor nog eens twee tot drie genavigeerde repetitieve TMS-treinen en ga dan verder. Maar onthoud de site voor mogelijke latere restimulatie.

Maak kleine spoelaanpassingen wanneer zelfs een kleine fout wordt gedetecteerd, zoals kleine aarzeling of een luidere stem tijdens de naamgeving als gevolg van een verhoogde inspanning om duidelijkere fouten uit te lokken. Vermijd het herhalen van stimulatie op dezelfde locatie gedurende meer dan vijf opeenvolgende treinen. Ga verder met andere corticale sites en bezoek de site later opnieuw.

Als herhaalde fouten op verschillende gestimuleerde locaties verschijnen, til dan de spoel in de lucht boven de hoofdhuid en controleer of er nog steeds fouten optreden. Als er nog steeds fouten optreden, neem dan een pauze en wacht tot de naamgeving weer normaal is. Stimuleer dan in blokken van 7 tot 10 minuten continu en neem tussendoor een pauze van 2 tot 5 minuten.

Stimuleer alle mogelijk gerelateerde anatomische gebieden om zoveel mogelijk gecontroleerde reacties te verkrijgen. Verlaag de TMS-intensiteit in stappen van 2% tot 5% van de maximale stimulatoroutput als de mapping pijn of ongemak veroorzaakt. Stop de meting als de geïnduceerde pijn of het ongemak niet wordt getolereerd door de proefpersoon.

Wanneer er geen naamgevingsfout optreedt, beëindigt u de stimulatie zoals aangetoond en wijzigt u de stimulatieparameters. Verlaag de BIV in stappen van 200 milliseconden ten opzichte van de standaardwaarde. Werk samen met een expert die optimaal aanwezig moet zijn in de operatiekamer en controleer de opgeroepen naamgevingsfouten door de spoelpositionering en mogelijke pijninterferentie van de video-opnames te observeren.

Classificeer de fouten als anomie, semantische en fonologische parafasie en prestatiefouten. Als een bepaald type fout zich herhaalt in de basislijnvideo, beschouw het dan niet als een fout. Als een object is vernoemd naar de TMS-trein in repetitieve modus, beschouw dit dan als een vertraging of een fout.

Controleer ook op mogelijk ongemak van het onderwerp tijdens de pulsafgifte. Als het onderwerp een bepaald object niet kan benoemen hoewel de tong, lippen en kaken bewegen, noteer dan een no response-fout. Als u het niet zeker weet, controleert u de prestaties van de naburige stimulatieplaats of het effect van de stimulatie van het andere halfrond met hetzelfde beeld.

De verschillende TMS-opgeroepen naamgevingsfouten bij een gezond onderwerp tijdens de taak bij verschillende PTI's van 180, 200 en 215 milliseconden worden hier weergegeven. De meeste fouten werden opgeroepen in de klassieke spraakgebieden en langs het pad dat het pre-aanvullende motorische gebied en het broca-gebied met elkaar verbond. Een vergelijking van de resultaten tussen extraoperatieve directe corticale stimulatie mapping en genavigeerde repetitieve TMS met een vaste PTI op 300 milliseconden bij een patiënt met hardnekkige epilepsie wordt hier gepresenteerd.

In de directe corticale stimulatiemapping vertegenwoordigen de gele bollen alle elektroden op de cortex. De plaatsen van stimulatie met twee tot vijf milliampère induceerden motorische reacties van de hand en mond, naamgeving en onderbreking van zinsherhaling. Het genavigeerde repetitieve TMS van spraakcorticale mapping veroorzaakte anomieën, semantische en fonologische parafasie en aarzelingen.

De gebieden met zeer reproduceerbare en betrouwbare foutinductie zijn omcirkeld. Relevante en genormaliseerde beelden, voldoende basislijn, flexibiliteit bij het wijzigen van de parameters, zo niet fouten, en zorgvuldige video-analyse zijn van cruciaal belang in deze procedure. MEG, FMRI en op diffusie gebaseerde MRI kunnen de procedure personaliseren en de sensitiviteit en specificiteit van dit protocol verhogen.

EEG zal in de toekomst nuttig zijn om functionele relevante gebieden in realtime te lokaliseren. Deze techniek veranderde de pre-chirurgische evaluatiestandaarden en stelde wetenschappers in het corticale mappingveld in staat om het verband tussen corticale structurele en functionele connectiviteit met gedrag tijdens cognitieve taken te bestuderen.