Artykuł metodologiczny

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna wyzwalana elektroencefalografią w czasie rzeczywistym w celu pobudzenia kory mózgowej

29 sierpnia 2025

W tym artykule

Streszczenie

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

Źródło: Stefanou, M., et.al. Stymulacja mózgu zależna od stanu mózgu z przezczaszkową stymulacją magnetyczną wyzwalaną elektroencefalografią w czasie rzeczywistym. J. Vis. Exp. (2019 rok)

Ten film pokazuje proces przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) wyzwalanej przez EEG w czasie rzeczywistym w celu zbadania pobudliwości kory mózgowej. Procedura polega na umieszczeniu cewki TMS nad korą ruchową, synchronizacji stymulacji z określonymi fazami sygnału EEG i rejestrowaniu potencjałów wywołanych silnikiem (MEP) w celu zbadania wpływu różnych stanów mózgu na reakcje korowe. Technika ta pozwala na precyzyjną modulację aktywności mózgu w oparciu o analizę EEG w czasie rzeczywistym.

Protokół

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

Wszystkie procedury z udziałem ludzi zostały przeprowadzone zgodnie z instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi wytycznymi dotyczącymi dobrostanu ludzi i zostały zweryfikowane przez lokalną instytucjonalną komisję rewizyjną.

  1. Znajdowanie "gorącego punktu" silnika i określanie progu silnika spoczynkowego
    1. Znajdź "gorący" silnik (tj. miejsce stymulacji, w którym pojedynczy impuls TMS wywołuje dobrze ukształtowane MEP o porównywalnie stałej amplitudzie we wszystkich próbach) i zapisz odpowiednią pozycję cewki (w tym orientację cewki i kątowanie) w systemie neuronawigacji.
    2. Znajdź spoczynkowy próg motoryczny (RMT), stosując pojedyncze impulsy TMS przez korę ruchową ze stopniowo zwiększającą się intensywnością stymulacji, aż wywołane MEP osiągną amplitudy międzyszczytowe większe niż 50 μV w ponad 50% prób.
    3. Jeśli to możliwe, należy użyć automatycznego skryptu do szacowania parametrów za pomocą testów sekwencyjnych (PEST), na przykład zgodnie ze strategią maksymalnego prawdopodobieństwa, która zapewnia również oszacowanie online przedziału ufności RMT w oparciu o obserwowaną zmienność pojedynczych odpowiedzi i która zazwyczaj wymaga około 30 impulsów testowych o adaptacyjnie zmieniającej się intensywności w celu uzyskania wiarygodnego oszacowania RMT.
    4. Jeśli nie jest to pierwsza sesja eksperymentalna, porównaj położenie cewki z poprzednią pozycją i porównaj uzyskany RMT z poprzednim RMT, aby potwierdzić spójność.
    5. W razie potrzeby określić intensywność stymulacji dla progu aktywnej motoryki (AMT) lub dla amplitudy MEP między szczytami 1 mV, stosując standardowe procedury.
  2. Przygotowanie uczestnika końcowego
    1. Opcjonalnie unieruchamić głowę osoby badanej za pomocą poduszki próżniowej.
    2. Opcjonalnie dostarcz dźwięk maskujący przez zatyczki do uszu (gdy planujesz analizę potencjałów EEG wywołanych przez TMS). W przeciwnym razie zaopatrz osobę w zatyczki do uszu i słuchawki do ochrony słuchu.
    3. Opcjonalnie wyrównaj i zamocuj cewkę w żądanej pozycji za pomocą ramienia mechanicznego.
  3. Walidacja jakości danych przed eksperymentem
    1. Sprawdź, czy procesor czasu rzeczywistego odbiera dane z systemu EEG.
    2. Sprawdź sygnał uzyskany z żądanego filtra przestrzennego EEG (np. montażu Laplace'a wyśrodkowanego na C3) pod kątem oczywistych artefaktów.
    3. Wizualnie potwierdź jakość sygnału EEG, sprawdź, czy nie ma uszkodzonych elektrod, nadmiernego szumu linii i artefaktów mięśniowych, a także dostosuj okno czasowe i skalowanie amplitudy w oprogramowaniu systemu EEG w celu bieżącej kontroli wizualnej podczas eksperymentu.
  4. Główna sesja eksperymentalna
    1. Jeśli intensywność stymulatora nie jest zdalnie sterowana w skrypcie eksperymentalnym, ręcznie ustaw intensywność stymulacji na żądaną wartość (np. 110% RMT).
    2. Uruchom skrypt eksperymentalny, aby zastosować impulsy w różnych fazach oscylacji docelowej w losowej kolejności.
    3. Podczas eksperymentu monitoruj progi warunków wyzwalania (próg wykrywania artefaktów, próg przed unerwieniem, minimalna moc itp.).
      UWAGA: Bodźce będą wyzwalane w nieregularnych odstępach czasu, ponieważ procesor czasu rzeczywistego czeka na wystąpienie warunków wyzwalania. Należy jednak ustawić warunki w taki sposób, aby większość bodźców występowała w przewidywalnym przedziale czasu (np. 2-3 s po poprzednim impulsie) i unikano długich przerw (np. w tym przypadku >5 s), ponieważ prowadziłyby one do większych reakcji wywołanych z powodu nowości.
      1. Alternatywnie, użyj stratyfikacji post hoc, aby usunąć badania po zbyt długich odstępach czasu.
    4. Aby osiągnąć wystarczającą moc statystyczną do różnicowania efektów stymulacji specyficznej dla fazy, należy zebrać wystarczającą liczbę prób
      UWAGA: Zazwyczaj wybieraliśmy 80-120 przeplatanych prób dla każdego warunku.
    5. Dokumentuj godziny rozpoczęcia i zakończenia różnych sesji i prowadź rejestr wszelkich nietypowych zdarzeń.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
systemy
EMG Wzmacniacz EEG/EMGNeurOne z wyjściem cyfrowym w czasie rzeczywistym, Bittium Biosignals Ltd., Finlandia
UrządzenieTMSMAG & More Research 100, MAG & More GmbH, Monachium, Niemcy
OprogramowanieMathworks Simulink Real-Time (Mathworks Ltd, USA)
Stereofoniczny system neuronawigacji z kamerą na podczerwień z odblaskowym trackerem głowy, narzędziem wskaźnikowym, trackerem
głowyEksperymentalny komputer sterujący, który jest podłączony do systemu EEG, stymulatora TMS, urządzenia czasu rzeczywistego i systemu
Elektrody EEG, elektrody EMG, strzykawki, żel
Folia i taśma
rejestracji EEG ineuronawigacjiścierny i przewodzącyklejąca

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

EEG w czasie rzeczywistympobudliwo kory m zgowejpotencja y wywo ane ruchemsynchronizacja EEGwyznaczanie progu motorycznegosystem neuronawigacjiakwizycja sygna u EMGstymulacja celowana w fazmodulacja stanu m zgu

Powiązane artykuły