Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Zastosowanie spektroskopii rezonansu magnetycznego jako narzędzia do pomiaru wpływu przezczaszkowej stymulacji elektrycznej na pierwotny metabolizm kory ruchowej

20K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/51631

⸱

19 listopada 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Psychology, University of Montréal, 2Montreal Neurological Institute, McGill University, 3Center for Magnetic Resonance Research and Department of Radiology, University of Minnesota

W tym artykule

Podsumowanie

Ten artykuł ma na celu opisanie podstawowego protokołu łączenia przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) z pomiarami spektroskopii magnetycznego rezonansu protonowego (1H-MRS) w celu zbadania wpływu obustronnej stymulacji na metabolizm pierwotnej kory ruchowej.

Streszczenie

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) to technika neuromodulacji, która w ciągu ostatniej dekady była coraz częściej stosowana w leczeniu zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych, takich jak udar mózgu i depresja. Jednak mechanizmy leżące u podstaw jego zdolności do modulowania pobudliwości mózgu w celu poprawy objawów klinicznych pozostają słabo poznane33. Aby pomóc w lepszym zrozumieniu, można zastosować spektroskopię protonowego rezonansu magnetycznego (1H-MRS), ponieważ umożliwia ona ilościowe oznaczanie in vivo metabolitów mózgu, takich jak kwas γ-aminomasłowy (GABA) i glutaminian, w sposób specyficzny dla regionu 41. W rzeczywistości niedawne badanie wykazało, że 1H-MRS jest rzeczywiście potężnym środkiem do lepszego zrozumienia wpływu tDCS na stężenie neuroprzekaźników 34. Niniejszy artykuł ma na celu opisanie pełnego protokołu łączenia tDCS (stymulator kompatybilny z NeuroConn MR) z 1H-MRS przy 3 T przy użyciu sekwencji MEGA-PRESS. Opiszemy wpływ protokołu, który okazał się bardzo obiecujący w leczeniu dysfunkcji ruchowych po udarze, który polega na obustronnej stymulacji pierwotnej kory ruchowej 27,30,31. Omówiono również czynniki metodologiczne, które należy wziąć pod uwagę, oraz możliwe modyfikacje protokołu.

Wprowadzenie

Idea zastosowania elektryczności do ludzkiego mózgu w celu modulowania jego aktywności była badana od czasów starożytnych. W rzeczywistości znaleziono pisma z XIwieku, które opisują zastosowanie elektrycznego ryby torpedowego w leczeniu napadów padaczkowych1. Jednak dopiero niedawno nieinwazyjna stymulacja mózgu spotkała się z szerokim zainteresowaniem w środowisku naukowym, ponieważ wykazano, że ma ona modulacyjny wpływ na funkcje poznawcze i reakcję motoryczną2. Podczas gdy przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) jest szeroko badana od wczesnych lat 80-tychXX wieku 3, ostatnie zainteresowanie przezczaszkową stymulacją prądem stałym (tDCS) wzrosło, ponieważ jest ona obecnie uważana za realną opcję leczenia szerokiego zakresu neuropatologii, takich jak udar4, uzależnienie od alkoholu5 i przewlekły ból6. tDCS ma wiele zalet w porównaniu z technikami neurostymulacji, takimi jak na przykład TMS, ponieważ jest stosunkowo niedrogi, bezbolesny, dobrze tolerowany przez pacjentów i przenośny, dzięki czemu można go podawać przy łóżkupacjenta. W rzeczywistości tylko niewielki odsetek pacjentów odczuwa łagodne uczucie mrowienia podczas stymulacji8. Jednak to uczucie zwykle znika po kilku sekundach9. W związku z tym tDCS pozwala na solidne badania z podwójnie ślepą próbą, pozorowaną kontrolą, ponieważ większość uczestników nie jest w stanie odróżnić stymulacji pozorowanej od stymulacji rzeczywistej9,10.

tDCS polega na indukcji stałego prądu elektrycznego o niskim natężeniu (1-2 mA) doprowadzanego do kory mózgowej za pomocą elektrod powierzchniowych umieszczonych na skórze głowy badanego. Elektrody umieszcza się zwykle w gąbkach nasączonych solą fizjologiczną lub bezpośrednio na skórę głowy za pomocą pasty typu EEG. Aby przeprowadzić badanie tDCS, eksperymentator musi kontrolować cztery główne parametry: 1) czas trwania stymulacji; 2) intensywność stymulacji; 3) rozmiar elektrody; oraz 4) montaż elektrody. W standardowych protokołach elektroda "aktywna" jest umieszczana nad obszarem zainteresowania, podczas gdy elektroda referencyjna jest zwykle umieszczana nad obszarem nadoczodołowym. Prąd płynie z dodatnio naładowanej anody w kierunku ujemnie naładowanej katody. Wpływ tDCS na pierwszorzędową korę ruchową (M1) zależy od biegunowości stymulacji, gdzie stymulacja anodowa zwiększa pobudliwość populacji neuronów, a stymulacja katodowa ją zmniejsza 11. W przeciwieństwie do TMS, indukowany prąd jest niewystarczający do wytworzenia potencjałów czynnościowych w neuronach korowych. Uważa się, że zmiany w pobudliwości kory mózgowej są spowodowane modulacją progu neuronalnego błony, co prowadzi albo do hiperpolaryzacji potencjałów błonowych, albo do ułatwienia depolaryzacji neuronów w zależności od kierunku przepływu prądu 8,11. Czas trwania zmian pobudliwości może utrzymywać się do 90 minut po przesunięciu stymulacji, w zależności od czasu trwania stymulacji 11,12.

tDCS i rehabilitacja ruchowa

M1 jest szeroko stosowany jako cel stymulacji, ponieważ zmiany pobudliwości wywołane przez tDCS mogą być określone ilościowo za pomocą motorycznych potencjałów wywołanych (MEP) indukowanych przez pojedynczy impuls TMS 3. Wczesne badania wykazujące możliwość pomiaru zmian pobudliwości specyficznych dla polaryzacji wywołanych przez tDCS wykorzystywały M1 jako cel stymulacji 11,12. Od tego czasu M1 pozostaje jednym z głównych celów tDCS w badaniach obejmujących zarówno populacje kliniczne, jak i osoby zdrowe ze względu na jego znaczenie w funkcjach motorycznych, tworzeniu pamięci i konsolidacji zdolności motorycznych 12.

Mózg polega na złożonej interakcji między obszarami motorycznymi obu półkul, aby wykonać ruch 14. Kiedy jeden obszar jest uszkodzony, na przykład po doznaniu udaru, interakcje międzypółkulowe ulegają zmianie. Badania nad plastycznością mózgu wykazały, że obszary motoryczne mózgu przystosowują się do tej modyfikacji na różne sposoby. Po pierwsze, nienaruszone, otaczające obszary uszkodzonego obszaru mogą zostać nadmiernie aktywowane, co prowadzi do zahamowania uszkodzonego obszaru - proces ten nazywa się hamowaniem wewnątrzpółkulowym. Po drugie, homologiczny obszar uszkodzonego obszaru może zostać nadmiernie aktywowany i wywierać hamowanie na uszkodzoną półkulę - proces ten nazywa się hamowaniem międzypółkulowym. Dotknięty M1 może zatem zostać ukarany podwójnie: po pierwsze przez uszkodzenie, a po drugie przez zahamowanie pochodzące zarówno z niedotkniętego M1, jak i otaczającego go obszaru dotkniętego M1 16. Niedawne badanie wykazało, że zwiększona pobudliwość w niedotkniętej chorobą półkuli jest związana z wolniejszą rehabilitacją 17, która została opisana jako nieprzystosowawcza konkurencja międzypółkulowa 18.

Zrozumienie plastyczności występującej po udarze może prowadzić do opracowania protokołów neuromodulacji, które mogą przywrócić interakcje międzypółkulowe 19. U pacjentów z deficytami motorycznymi po udarze mózgu zaproponowano trzy główne metody leczenia tDCS 20,21. Pierwsza terapia ma na celu reaktywację uszkodzonej kory ruchowej poprzez jednostronną stymulację anodową (a-tDCS). W tym przypadku stymulacja ma na celu bezpośrednie zwiększenie aktywności w obszarach perylezjalnych, które uważa się za niezbędne do powrotu do zdrowia. W rzeczywistości badania wykazały poprawę niedowładu kończyny górnej lub dolnej po tym leczeniu 22-26. Drugi zabieg został opracowany w celu zmniejszenia nadmiernej aktywacji półkuli przeciwprądowej poprzez zastosowanie jednostronnego katodowego tDCS (c-tDCS) na nienaruszonym M1. W tym przypadku stymulacja ma na celu pośrednie zwiększenie aktywności w obszarach perylezyjnych poprzez interakcje międzypółpółkulowe. Wyniki tych badań wykazały poprawę funkcji motorycznych po c-tDCS 4,27-29. Wreszcie, trzecie leczenie ma na celu połączenie pobudzającego działania a-tDCS nad uszkodzonym M1 z hamującym działaniem c-tDCS nad niedotkniętym M1 za pomocą obustronnego tDCS. Wyniki wykazały poprawę funkcji motorycznych po obustronnym tDCS 27,30,31. Co więcej, jedno z badań wykazało większą poprawę po obustronnym tDCS w porównaniu z obiema metodami jednostronnymi 32.

Fizjologiczne mechanizmy tDCS

Pomimo coraz częstszego stosowania tDCS w leczeniu udaru mózgu, fizjologiczny mechanizm leżący u podstaw jego skutków pozostaje nieznany 33. Lepsze zrozumienie skutków fizjologicznych może pomóc w opracowaniu lepszych opcji leczenia i może prowadzić do ustandaryzowanych protokołów. Jak wspomniano wcześniej, efekty tDCS mogą utrzymywać się do 90 minut po przesunięciu stymulacji 11,12. Dlatego procesy hiperpolaryzacji/depolaryzacji nie mogą w pełni wyjaśnić długotrwałych skutków 33,34. Zaproponowano różne hipotezy dotyczące fizjologicznego mechanizmu leżącego u podstaw następstw tDCS na M1, w tym zmian w uwalnianiu neuroprzekaźników, syntezie białek, funkcji kanałów jonowych lub aktywności receptora 34,35. Wgląd w tę kwestię został po raz pierwszy uzyskany dzięki badaniom farmakologicznym wykazującym tłumienie skutków ubocznych stymulacji anodowej i katodowej na pobudliwość M1 przez antagonistę receptora glutaminergicznego N-metylo-D-asparaginianu (NMDA) dekstrometorfan36,37, podczas gdy odwrotny efekt wykazano przy użyciu agonisty receptora NMDA38. Uważa się, że receptory NMDA są zaangażowane w uczenie się i funkcjonowanie pamięci poprzez długotrwałe wzmocnienie (LTP) i długotrwałą depresję (LTD), w których pośredniczą neurony glutaminergiczne i GABA-ergiczne39,40. Badania na zwierzętach są zgodne z tą hipotezą, ponieważ wykazały, że a-tDCS indukuje LTP13.

Pomimo znacznego postępu w naszym zrozumieniu mechanizmów działania leżących u podstaw efektów tDCS, protokoły farmakologiczne mają istotne ograniczenia. Rzeczywiście, działanie leków nie może być tak specyficzne przestrzennie jak tDCS, zwłaszcza w kontekście eksperymentów na ludziach, a mechanizm działania ich efektów wynika głównie z receptorów postsynaptycznych 34. W związku z tym istnieje potrzeba bardziej bezpośredniego zbadania wpływu tDCS na ludzki mózg. Spektroskopia protonowego rezonansu magnetycznego (1H-MRS) jest dobrym kandydatem, ponieważ umożliwia nieinwazyjne wykrywanie in vivo stężeń neuroprzekaźników w określonym obszarze zainteresowania. Metoda ta opiera się na zasadzie, że każda substancja neurochemiczna zawierająca protony w mózgu ma określoną strukturę molekularną, a w konsekwencji wytwarza chemicznie specyficzne rezonanse, które można wykryć za pomocą 1H-MRS 41. Uzyskany sygnał z objętości zainteresowania mózgu jest generowany ze wszystkich protonów, które rezonują w zakresie od 1 do 5 ppm. Nabyte neurochemikalia są reprezentowane w widmie i wykreślane jako funkcja ich przesunięcia chemicznego z pewnymi wyraźnie rozróżnialnymi pikami, ale gdzie wiele rezonansów z różnych neurochemikaliów nakłada się na siebie. Intensywność sygnału każdego piku jest proporcjonalna do stężenia neurometabolitu 41. Ilość substancji neurochemicznych, którą można określić ilościowo, zależy od natężenia pola magnetycznego 42,43. Jednak metabolity o niskim stężeniu, które są przesłonięte przez bardzo silne rezonanse, są trudne do określenia ilościowego przy niższym natężeniu pola, takim jak 3 T. Jednym ze sposobów uzyskania informacji o takich nakładających się sygnałach jest usunięcie silnych rezonansów poprzez edycję spektralną. Jedną z takich technik jest sekwencja MEGA-PRESS, która pozwala na detekcję sygnałów kwasu γ-aminomasłowego (GABA) 44,45.

Tylko kilka badań badało wpływ tDCS na metabolizm mózgu za pomocą 1H-MRS w obszarach motorycznych 34,46 i niemotorycznych47. Stagg i współpracownicy 34 ocenili wpływ a-tDCS, c-tDCS i pozorowanej stymulacji na metabolizm M1. Stwierdzili znaczne zmniejszenie stężenia GABA po a-tDCS oraz znaczne zmniejszenie stężenia glutaminianu + glutaminy (Glx) i GABA po c-tDCS. W innym badaniu stwierdzono, że ilość zmian w stężeniu GABA wywołanych przez a-tDCS w stosunku do M1 była związana z uczeniem się motorycznym 46.

Te badania podkreślają potencjał połączenia 1H-MRS z tDCS dla lepszego zrozumienia fizjologicznego mechanizmu leżącego u podstaw wpływu tDCS na funkcje motoryczne. Ponadto stosowanie protokołów klinicznych, takich jak a-tDCS i c-tDCS over M1, jest przydatne, ponieważ ich efekty behawioralne są dobrze zbadane i mogą być bezpośrednio związane z wynikami fizjologicznymi. W związku z tym u zdrowych uczestników zademonstrowano standardowy protokół łączenia obustronnego tDCS i 1H-MRS przy użyciu systemu 3 T MRI. Dwupółkulowy tDCS przedstawiono w celu skontrastowania danych z poprzednim badaniem MRS, w którym jednostronne katodowe lub jednostronne anodowe tDCS zastosowano na korę ruchową 34. Protokół jest opisany specjalnie dla stymulacji stymulatorem NeuroConn w skanerze Siemens 3 T wykonującym MEGA-PRESS 1H-MRS.

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

Protokół

Badanie zostało zatwierdzone przez Radę ds. Badań i Etyki Społeczności Unité de Neuroimagerie Fonctionnelle oraz Uniwersytet w Montrealu i zostało przeprowadzone zgodnie z kodeksem etycznym zawartym w Deklaracji Helsińskiej. Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną świadomą zgodę po dokładnym przeprowadzeniu badań przesiewowych pod kątem zgodności z MRI i otrzymali rekompensatę finansową za swój udział.

1. Materiał tDCS

  1. Upewnij się, że wszystkie niezbędne materiały są dostępne przed rozpoczęciem eksperymentu (patrz rysunek 1, aby uzyskać listę).
    Uwaga: Dla tDCS dostępne są różne rozmiary elektrod. Do tego badania zostaną użyte dwie elektrody gumowe o wymiarach 5 x 7 cm. Inne rozmiary można wybrać w zależności od obszaru stymulacji i pożądanej ogniskowości stymulacji 48.
  2. Upewnij się, że baterie stymulatora prądu stałego są naładowane i okresowo je ładuj, ponieważ ze względów bezpieczeństwa urządzenia nie można ładować ani podłączać podczas stymulacji.

2. Planowanie warunków stymulacji

  1. Włącz urządzenie tDCS zgodnie z instrukcją dołączoną do urządzenia. Wstępnie ustaw urządzenie tDCS na dwa różne tryby stymulacji (aktywny i pozorowany).
  2. Ponieważ niektóre urządzenia nie mają wstępnie ustawionego trybu, przed rozpoczęciem stymulacji należy wybrać odpowiednie parametry pozorowane.
    1. Wstępnie zdefiniuj zestaw parametrów, wczytując ustawienie. Naciśnij przycisk 2 lub 4, aby wybrać z menu głównego opcję "system" (patrz Rysunek 2).
    2. Przesuń kursor do linii 2 na wyświetlaczu, naciskając przycisk 3.
    3. Naciskaj przycisk 2 lub 4, aż na wyświetlaczu pojawi się "ustawienie obciążenia". Naciśnij przycisk 3.
    4. Wybierz literę ustawienia (A, B, C lub D), naciskając przycisk 2 lub 4.
    5. Przesuń kursor w górę za pomocą przycisku 1. Na wyświetlaczu automatycznie pojawi się opcja "parametry".
    6. Ustaw urządzenie tDCS na prąd 1 mA. W tym celu należy nacisnąć przycisk 1, aby wybrać linię 3 menu "parametry" wyświetlacza. Wybierz opcję "bieżąca", naciskając przycisk 2 lub 4. Naciśnij przycisk 3, aby dotrzeć do linii 4 i zmień intensywność na 1,000 μA, naciskając przycisk 2 lub 4.
    7. Naciśnij przycisk 1, aby wrócić do linii 3. Wybierz opcję "fade in" z menu ekranowego urządzenia, naciskając przycisk 2 lub 4. Naciśnij przycisk 3, aby przejść do linii 4 i naciśnij przyciski 2 i 4, aby ustawić czas trwania na 15 s.
      Uwaga: Czas trwania zaniku może być modyfikowany.
    8. Naciśnij przycisk 1, aby wrócić do linii 3. Wybierz opcję "fade out" z menu ekranowego urządzenia, naciskając przyciski 2 lub 4. Naciśnij przycisk 3, aby przejść do linii 4 i naciśnij przyciski 2 i 4, aby ustawić czas trwania na 15 s.
      Uwaga: Czas trwania zaniku może być modyfikowany.
    9. Naciśnij przycisk 1, aby wrócić do linii 3. Naciskaj przycisk 2 lub 4, aż w menu wyświetlacza pojawi się opcja "czas trwania". Naciśnij przycisk 3, aby przejść do linii 4 i naciśnij przyciski 2 i 4, aby dostosować czas trwania do minimalnego czasu trwania dostępnego w urządzeniu (15 s dla obecnego urządzenia; patrz rysunek 3b).
      Uwaga: Spowoduje to uczucie mrowienia podobne do aktywnej stymulacji.
  3. Naciśnij jednocześnie przyciski 1 i 3, aby zapisać zmiany ustawienia.
  4. Wstępnie zaprogramuj parametry aktywnej stymulacji. Aby to zrobić, postępuj zgodnie z tymi samymi instrukcjami, co w przypadku ustawienia stymulacji pozorowanej, ale zaprogramuj czas trwania na 1200 sekund (20 minut; patrz rysunek 3a).
  5. Wstępnie zaprogramuj parametry stymulacji testu. W tym celu należy postępować zgodnie z tymi samymi instrukcjami, co przy ustawianiu stymulacji pozorowanej, ale zaprogramować czas trwania na 45 sek.
    Uwaga: Stymulacja testowa zostanie wykorzystana do pomiaru impedancji przed eksperymentem.
  6. Pseudolosowo przypisz uczestnikom warunki stymulacji.
  7. Przypisz numer do każdego z trzech warunków ślepego eksperymentowania: 1) dwustronny: anodowy prawy, katodowy lewy; 2) dwustronne: anodowe lewe, katodowe prawe; 3) Pozorne: anoda po prawej, katoda po lewej.

3. Wyrażanie zgody przez uczestników

  1. Poinformuj uczestnika o zabiegu i podpisz formularz zgody.
    1. Sprawdź, czy uczestnicy nie mają żadnych przeciwwskazań do tDCS: wywiad psychiatryczny lub neurologiczny, obecność rozrusznika serca, metal wszczepiony w czaszkę, historia omdleń, historia napadów padaczkowych, historia nadużywania substancji, historia napadów w rodzinie, historia drgawek gorączkowych, brak snu w poprzedniej nocy, historia wrażliwości skóry, oraz spożycie alkoholu w dniu poprzednim.
    2. Poinformuj uczestnika o najczęściej zgłaszanych skutkach ubocznych tDCS: łagodne mrowienie; umiarkowane zmęczenie; lekkie uczucie swędzenia pod elektrodami; lekkie uczucie pieczenia.
  2. Poinformuj uczestnika o typowych przeciwwskazaniach i skutkach ubocznych MR.

4. Pomiary rozmieszczenia elektrod

  1. Skorzystaj z międzynarodowego systemu 10/20, aby znaleźć następujące punkty orientacyjne na głowie uczestnika: nasion i inion (Rysunek 4a), punkty przeduszne oraz dwa obszary docelowe: C3 i C4 (Rysunek 4b).
    1. Zlokalizuj nasion jako wyraźny wklęsły obszar znajdujący się na grzbiecie nosa na poziomie między obojgiem oczu. Zlokalizuj wcięcie jako najbardziej widoczny występ kości potylicznej znajdujący się w dolnej części czaszki. Zlokalizuj punkt przeduszny w pobliżu każdego ucha; Jest to wgłębienie powyżej wcięcia jarzmowego. Zlokalizuj C3 i C4 na podstawie pomiarów opisanych poniżej.
  2. Użyj taśmy mierniczej, aby zmierzyć odległość między nasionem a inionem wzdłuż linii środkowej głowy i zaznacz 50% odległości za pomocą nietrwałego markera hydraulicznego.
  3. Użyj taśmy mierniczej, aby zmierzyć odległość między dwoma punktami przedusznymi i zaznacz nietrwałym markerem hydraulicznym w 50% odległości zgodnie z poprzednim znakiem. Ten punkt odpowiada Cz (wierzchołek).
  4. Od Cz, wzdłuż linii utworzonej między punktami przedusznymi, zaznacz dwa punkty, po jednym z każdej strony, nietrwałym markerem hydraulicznym, który odpowiada 20% całkowitej odległości. Znaki te odpowiadają obszarom docelowym (C3 i C4, rysunek 4b).
    Uwaga: Inne metody, takie jak TMS lub neuronawigacja, mogą być również używane do lokalizacji M1.

5. Rozmieszczenie elektrod

  1. Odsuń jak najwięcej włosów od docelowych obszarów, które będą stymulowane. Nałóż żel złuszczający typu EEG za pomocą bawełnianego wacika, aby oczyścić docelowe obszary.
  2. Oczyść docelowe obszary za pomocą 70% alkoholu izopropylowego i pumeksu, aby poprawić kontakt z elektrodą.
  3. Obficie pokryj całą elektrodę pastą przewodzącą typu EEG. Upewnij się, że pasta ma grubość około 5 mm na całej powierzchni. Upewnij się, że cały obszar gumy jest pokryty pastą. Lekko zwilż obszary docelowe i przewodzącą pastę na elektrodach roztworem soli fizjologicznej.
  4. Ustaw elektrody, jak pokazano na rysunku 4b i mocno dociśnij elektrody do docelowych obszarów. Umieść gumkę wokół głowy uczestnika, aby zapewnić optymalną stabilność elektrod. Dostosuj go w taki sposób, aby uczestnik nie odczuwał bólu ani dyskomfortu podczas sesji skanowania.
  5. Upewnij się, że przewody nie stykają się ze skórą, aby uniknąć potencjalnych oparzeń.

6. Test tDCS poza pomieszczeniem skanera

  1. Użyj multimetru, aby sprawdzić prawidłowe działanie elektrody i rezystancji.
  2. Włącz urządzenie tDCS i załaduj ustawienia stymulacji testowej.
    1. Naciśnij przycisk 2 lub 4, aby wybrać z menu głównego opcję "system". Przesuń kursor do linii 2 na wyświetlaczu, naciskając przycisk 3. Naciskaj przycisk 2 lub 4, aż na wyświetlaczu pojawi się "ustawienie obciążenia". Naciśnij przycisk 3. Wybierz literę zaprogramowanego ustawienia testu (A, B, C lub D), naciskając przycisk 2 lub 4.
    2. Przesuń kursor w górę za pomocą przycisku 1. Na wyświetlaczu automatycznie pojawi się opcja "parametry". W pierwszym wierszu naciśnij przycisk 2. Na wyświetlaczu pojawi się "stymulacja" z różnymi zaprogramowanymi parametrami.
  3. Naciśnij przycisk 1, aby rozpocząć stymulację. Wyświetlacz pokaże poziom impedancji i automatycznie zatrzyma się, jeśli osiągnie więcej niż 20 kΩ. Jeśli poziom impedancji przekracza 20 kΩ, odłącz przewody elektrod od skrzynki wewnętrznej i wyjdź z pomieszczenia skanowania, aby sprawdzić położenie elektrod.
  4. Powtórz stymulację testową. Po osiągnięciu dobrego poziomu impedancji i po zakończeniu stymulacji testowej odłącz elektrody od pudełka wewnętrznego.

7. Konfiguracja tDCS

  1. Jak pokazano na rysunku 5, umieść urządzenie tDCS i skrzynkę zewnętrzną w sterowni skanera.
    Uwaga: Urządzenie tDCS i pudełko zewnętrzne nie są kompatybilne z MR i nie powinny być zabierane do środowiska magnesu.
  2. Podłącz przewody skrzynki zewnętrznej do urządzenia tDCS, a następnie podłącz długi skrzynki do skrzynki zewnętrznej.
  3. Poprowadź skrzynki tDCS ze sterowni skanera do pomieszczenia MRI. Upewnij się, że ten jest prowadzony tak prosto, jak to możliwe, unikając załamań lub pętli, wzdłuż ściany pomieszczenia MRI w kierunku tyłu skanera MRI. Umieść na wiele worków z piaskiem kompatybilnych z MR, aby zapewnić jego stabilność, jak pokazano na rysunku 5.
  4. Przenieś pudełko wewnętrzne do pomieszczenia rezonansu magnetycznego i podłącz do niego długi pudełka (Rysunek 5).

8. Przygotowanie do badania MRI

  1. Poproś uczestnika, aby wszedł do sali rezonansu magnetycznego, jeśli nie znalazł się tam jeszcze po teście tDCS, i włożył zatyczki do uszu.
  2. Umieść cienką poduszkę pod obszarem cewki stołu do rezonansu magnetycznego. Poproś uczestnika, aby położył się na stole. Umieść poduszkę pod nogami uczestnika dla wygody i koc, jeśli zajdzie taka potrzeba. Ze względów bezpieczeństwa daj uczestnikowi przycisk alarmowy.
  3. Umieść oddzielne słuchawki na obu uszach, aby umożliwić transmisję informacji z pomieszczenia kontrolnego skanera do uczestnika w pomieszczeniu MRI.
  4. Umieść głowę uczestnika jak najwyżej pod obszarem, w którym zostanie umieszczona cewka głowicy (czubek głowy jak najbliżej blatu stołu, na którym zostanie umieszczona cewka). Umieść przewody elektrod po prawej stronie głowy uczestnika, zgodnie z zaleceniami firmy produkującej urządzenie tDCS.
  5. Umieść 32-kanałową cewkę tylko do odbioru wokół głowy uczestnika. Poprowadź elektrod przez prawą stronę cewki. Ustaw głowę uczestnika tak prosto, jak to możliwe, za pomocą czerwonego lasera pozycjonującego (wbudowana funkcja skanera).
  6. Poproś uczestnika, aby ułożył ręce i nogi w wygodnej pozycji, upewniając się, że ręce się nie stykają. Pamiętaj, aby przypomnieć uczestnikowi, aby pozostał jak najbardziej nieruchomy podczas całej sesji. Gdy uczestnik będzie gotowy, przesuń stół poza środkową linię, aby dotrzeć do przewodów elektrod z tyłu skanera.
  7. Użyj taśmy medycznej, aby ustabilizować elektrody po prawej stronie tylnej części cewki. Podłącz przewody elektrod znajdujące się wewnątrz skanera do wewnętrznej skrzynki tDCS. Umieść wewnętrzne pudełko po prawej stronie skanera, a na nim worek z piaskiem, aby uzyskać maksymalną stabilność.
  8. Przesuń stół z powrotem do jego ostatecznej pozycji. Utrzymuj tDCS włączony, a elektrody podłączone do zewnętrznego pudełka przez całą sesję MRI.

9. Sesja przed tDCS 1H-MRS

  1. Uruchom sekwencję lokalizatora, aby uzyskać obrazy potrzebne do zweryfikowania prawidłowego ułożenia głowy i porównania z drugim lokalizatorem, który zostanie uzyskany pod koniec sesji, aby sprawdzić ogólny ruch.
  2. Uzyskanie anatomicznych obrazów MPRAGE zależnych odT1 w celu określenia pozycji woksela M1 i wykrycia ewentualnych nieprawidłowości strukturalnych (TR = 2 300 ms; TE = 2,91 ms; FA: 9°; Pole widzenia = 256 x 256 mm; matryca 256 x 256; TI : 900 ms; 176 plastrów; orientacja: strzałkowa; czas akwizycji: 4 min 12 sek.).
  3. Wykonaj wieloplanistyczną rekonstrukcję obrazów w płaszczyznach, które są bardziej odpowiednie do wizualizacji spektroskopii objętości zainteresowania (VOI).
    1. Na karcie 3D przeglądaj surowe obrazy MPRAGE (orientacja strzałkowa). Z okna "tworzenie zakresów równoległych" wybierz "osiowy 2X2". Dostosuj położenie linii równoległych i kliknij Zapisz, aby utworzyć osiowy widok ortogonalny.
    2. W oknie "tworzenie zakresów równoległych" wybierz "koronalny 2X2". Dostosuj położenie równoległych linii i kliknij "zapisz", aby utworzyć koronalny widok ortogonalny.
  4. Zlokalizuj lewy M1 na podstawie 49 anatomicznych punktów orientacyjnych Yousry'ego i współpracowników na trzech wycinkach orientacyjnych. Następnie umieść VOI (30 x 30 x 30 mm3) na obszarze bez kąta względem osi skanera (rysunek 6).
  5. Uzyskaj skanowanie szerokości linii (21 s).
    1. Wybierz kartę spektroskopową, aby zmierzyć szerokość linii wodnej na rzeczywistej części sygnału z tego skanowania szerokości linii. Załaduj surowe dane dotyczące szerokości linii z przeglądarki. Załaduj protokół pomiaru szerokości linii (menu protokołów: wybierz protokół).
    2. Dostosuj fazę za pomocą interaktywnych narzędzi do przetwarzania końcowego oprogramowania skanera. Wybierz sekcję korekcji fazy i dostosuj fazę dla linii bazowej za pomocą kursora.
    3. Aby zmniejszyć szerokość linii, uruchom sekwencję FAST(EST)MAP 50 trzy razy. Powtórz skanowanie szerokości linii i pomiar szerokości linii (krok 9.5). Zwróć uwagę na końcową szerokość linii wodnej.
  6. Rozpocznij 4 bloki 64 skanów metabolitów (32 "EDIT OFF" i 32 "EDIT ON", z przeplotem) z sekwencją MEGA-PRESS 44,45, w której włączone są VAPOR 51, OVS 51 i indywidualne przechowywanie FID (TR = 3 s, TE = 68 ms, całkowity czas akwizycji: 12 min)
  7. Uzyskaj odniesienie wody za pomocą sekwencji MEGA-PRESS bez tłumienia wody MEGA, z tłumieniem pary ("tylko RF wyłączone") i z pomiarem delta przy 0 ppm. Uzyskaj pojedynczy blok 4 skanów metabolitów zamiast 64 (czas akwizycji: 42 sekundy).

10. Procedura tDCS

  1. Poinformuj uczestnika, że rozpocznie się stymulacja tDCS i że skaner będzie milczał przez cały czas trwania stymulacji.
  2. Wybierz jeden z dwóch wcześniej zaprogramowanych parametrów w zależności od stanu i rozpocznij stymulację. Śledź impedancję i napięcie podczas 20 minut stymulacji. Po zakończeniu stymulacji powiadom uczestnika, że rozpocznie się sesja MRS po tDCS. Nie wyłączaj urządzenia tDCS.

11. Sesja H-MRS po tDCS 1

  1. Uruchom te same skany metabolitów za pomocą sekwencji MEGA-PRESS, co skanowanie przed tDCS, ale podwój bloki akwizycji (8 bloków po 64 skany (32 "EDIT OFF" i 32 "EDIT ON", z przeplotem)) w celu uzyskania metabolitów w dwóch różnych punktach czasowych po tDCS.
  2. Podobnie jak w przypadku sesji pre-tDCS, uzyskaj skan referencyjny wody przy użyciu tych samych parametrów. Zakończ sesję sekwencją lokalizatora.
  3. Porównaj wizualnie obrazy lokalizatora uzyskane na początku i na końcu sesji skanowania jako wskaźnik ruchu głowy.
  4. Uzyskaj dostęp do karty przeglądania i przejdź do menu przeglądarki. Wybierz pierwszy i drugi obraz raw lokalizatora. Załaduj obrazy do karty wyświetlania i porównaj oba obrazy. Eksport danych w formacie dicom za pośrednictwem serwera.

12. Analiza danych 1H-MRS

  1. Importuj dane za pomocą oprogramowania do programowania i przetwarzania oraz dostosuj częstotliwość i fazę indywidualnie zapisanych FID za pomocą sygnału tCr i tCho w zakresie od 2,85 do 3,40 ppm. Aby to zrobić, należy użyć funkcji lsqnonlin oprogramowania, aby dopasować częstotliwość i fazę poszczególnych FID (widm) z transformacją Fouriera do średnich widm sesji.
    Uwaga: jest to podejście specyficzne dla witryny, a inne metody importowania i analizowania danych niekoniecznie wpływają na jakość danych.
  2. Aby uzyskać końcowe widma, odejmij sygnały z alternatywnych skanów za pomocą selektywnych dwupasmowych impulsów, które zastosowano przy 4,7 ppm i 7,5 ppm ("EDIT OFF") oraz przy 1,9 ppm i 4,7 ppm ("EDIT ON") (Rysunek 7).
  3. Użyj LCModel 52 do analizy zarówno widm różnicowych, jak i widm "EDIT OFF". Dezaktywuj domyślne symulacje i modelowanie linii bazowej.
  4. Przeprowadzić oględziny widm w celu wykluczenia sesji z zanieczyszczeniem sygnałem lipidowym podłopatkowym (patrz rys.9).
  5. W ramach kontroli jakości należy wykluczyć widma o szerokości liniitCr-CH3 powyżej 10 Hz. Do analizy należy włączyć tylko metabolity (GABA, Glx, tCr, tNAA), które zostały oznaczone ilościowo z dolnymi granicami Cramera-Rao (CRLB) niższymi niż 35%.
    Uwaga: CRLB podają szacowany błąd kwantyfikacji metabolitu. CRLB > 50% nie jest wiarygodny i jest zalecanym odcięciem przez instrukcję LCModel. Wiele osób w tej dziedzinie stosowało CRLB niższy niż 35% jako standard. 53-55 Ponadto przy interpretacji wyników należy mieć na uwadze CRLB.
  6. Uzyskaj kwantyfikacje GABA i Glx z widm "DIFF", tCr z widm "EDIT OFF" i tNAA zarówno z "EDIT OFF", jak i "DIFF". Stężenia różnych metabolitów będących przedmiotem zainteresowania należy wyrazić jako stosunek do tCr. W przypadku GABA i Glx pomnóż współczynnik przez następujący współczynnik korekcyjny uśredniony dla grupy, aby uwzględnić różny zestaw podstawowy używany dla licznika i mianownika (tNAA z widm "EDIT OFF" / tNAA z widm "DIFF").
    Uwaga: Uwaga: Stężenia GABA i Glx można również określić ilościowo za pomocą wody lub sygnału NAA.

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

Wyniki

Rysunek 6 przedstawia położenie VOI znajdującego się na reprezentacji dłoni w M1, w którym wykonano wszystkie pomiary MRS. Na rysunku 6D wizualizacja 3D ukazuje wyraźną reprezentację elektrod tDCS rozmieszczonych na skórze głowy nad domniemaną pierwotną korą ruchową. Rysunek 7 przedstawia reprezentatywne widma „EDIT OFF” oraz widma różnicowe („DIFF”) uzyskane w M1. Wyraźnie widoczne są piki odpowiadające Glx, GABA+MM oraz NAA.

Rysunek ...

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

Dyskusja

Niniejszy artykuł miał na celu opisanie standardowego protokołu łączenia tDCS i 1H-MRS przy użyciu skanera 3 T. W następnej części omówione zostaną czynniki metodologiczne.

Kroki krytyczne
Przeciwwskazania Badania przesiewowe
Przed eksperymentem ważne jest, aby przebadać uczestników pod kątem wszelkich przeciwwskazań dotyczących stosowania tDCS i 1H-MRS. W przypadku tDCS zaleca się stosowanie następujących kryteriów wykluczenia: wywia...

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

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez granty z Kanadyjskich Instytutów Badań nad Zdrowiem oraz Kanadyjskiej Rady ds. Badań Nauk Przyrodniczych i Inżynierii. ST był wspierany przez stypendium Vanier Canada Graduate z Canadian Institutes of Health Research. MM dziękuje za wsparcie ze strony Centrum Badań Biotechnologicznych (BTRC) grant P41 RR008079 i P41 EB015894 (NIBIB) oraz NCC P30 NS076408.

Chcielibyśmy podziękować Romainowi Valabrègue (Centre de NeuroImagerie de Recherche – CENIR, Paryż, Francja) i Brice'owi Tiretowi (Centre Recherche de l'Institut Universiatire de Gériatrie (CRIUGM), Montreal, Kanada; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Paryż, Francja) za opracowanie narzędzi do przetwarzania oraz Edward J. Auerbach (Centrum Badań Rezonansu Magnetycznego i Wydział Radiologii, University of Minnesota, USA). Sekwencje MEGA-PRESS i FASTESTMAP zostały opracowane przez Edwarda J. Auerbacha i Małgorzatę Marjańską i zostały dostarczone przez University of Minnesota w ramach umowy C2P.

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

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Stymulator prądu stałego plusurządzenie kompatybilne zNeuroConn30DCS01E
Żel przygotowawczy NuPrepWeaver and Co.#10-61
Pasta przewodząca Ten20Weaver and Co.#10-20-4
Podkładka do przygotowania elektrodTechnologie trawyMD001770% alkohol izopropylowy i pumeks
Roztwór soli fizjologicznejLokalna apteka próbka0,9% chlorku sodu
Nietrwały hydromarkerSharpieSHPE20WH
SYNGO MR VB17Siemens AGOprogramowanie MRI
MAGNETOM Trio A Tim SystemSiemens Wersja skanera MRI
Matlab 2013a (wersja 8.1)Oprogramowanie do przetwarzania i analizyMathWorks Inc
LCModel 6.3LC MODEL inczobacz: s-provencher.com
MRAG

Bibliografia

  1. Kellaway, P. The part played by electric fish in the early history of bioelectricity and electrotherapy. Bull. Hist. Med. 20 (2), 112-137 (1946).
  2. Brunoni, A. R., et al. Clinical research with transcranial direct current stimulation (tDCS): Challenges and future directions. Brain Stim. 5 (3), 175-195 (2011).
  3. Reis, J., Fritsch, B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr. Opin. Neurol. 24 (6), 590-596 (2011).
  4. Boggio, P. S., et al. Repeated sessions of noninvasive brain DC stimulation is associated with motor function improvement in stroke patients. Restor. Neurol. Neuros. 25 (2), 123-129 (2007).
  5. Boggio, P. S., et al. Prefrontal cortex modulation using transcranial DC stimulation reduces alcohol craving: a double-blind, sham-controlled study. Drug Alcohol. Depend. 92 (1-3), 55-60 (2008).
  6. Fregni, F., et al. A sham-controlled, phase II trial of transcranial direct current stimulation for the treatment of central pain in traumatic spinal cord injury. Pain. 122 (1-2), 197-209 (2006).
  7. Fusco, A., et al. The ABC of tDCS: Effects of Anodal, Bilateral and Cathodal Montages of Transcranial Direct Current Stimulation in Patients with Stroke-A Pilot Study. Stroke Res. Treat. , 837595(2013).
  8. Nitsche, M. A., et al. Modulation of cortical excitability by weak direct current stimulation--technical, safety and functional aspects. Suppl. Clin. Neurophysiol. 56, 255-276 (2003).
  9. Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clin. Neurophysiol. 117 (4), 845-850 (2006).
  10. Poreisz, C., Boros, K., Antal, A., Paulus, W. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Res. Bull. 72 (4-6), 208-214 (2007).
  11. Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J. Physiol. 527 Pt 3, 633-639 (2000).
  12. Priori, A., Berardelli, A., Rona, S., Accornero, N., Manfredi, M. Polarization of the human motor cortex through the scalp. Neuroreport. 9 (10), 2257-2260 (1998).
  13. Fritsch, B., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning. Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).
  14. Schulz, R., Gerloff, C., Hummel, F. C. Non-invasive brain stimulation in neurological diseases. Neuropharmacol. 64 (1), 579-587 (2013).
  15. Johansson, B. B. Current trends in stroke rehabilitation. A review with focus on brain plasticity. Acta Neurol. Scand. 123 (3), 147-159 (2011).
  16. Kandel, M., Beis, J. -M., Le Chapelain, L., Guesdon, H., Paysant, J. Non-invasive cerebral stimulation for the upper limb rehabilitation after stroke: a review. Annals Phys. Rehab. Med. 55 (9-10), 657-680 (2012).
  17. Hummel, F. C., Cohen, L. G. Non-invasive brain stimulation: a new strategy to improve neurorehabilitation after stroke. Lancet Neurol. 5 (8), 708-712 (2006).
  18. Murase, N., Duque, J., Mazzocchio, R., Cohen, L. G. Influence of interhemispheric interactions on motor function in chronic stroke. Annals Neurol. 55 (3), 400-409 (2004).
  19. Adeyemo, B. O., Simis, M., Macea, D. D., Fregni, F. Systematic review of parameters of stimulation, clinical trial design characteristics, and motor outcomes in non-invasive brain stimulation in stroke. Front. Psychiatry. 3, 88(2012).
  20. Butler, A. J., et al. A meta-analysis of the efficacy of anodal transcranial direct current stimulation for upper limb motor recovery in stroke survivors. J. Hand Ther. 26 (2), 162-170 (2013).
  21. Marquez, J., van Vliet, P., McElduff, P., Lagopoulos, J., Parsons, M. Transcranial direct current stimulation (tDCS): Does it have merit in stroke rehabilitation? A systematic review. Int. J. Stroke. , (2013).
  22. Hummel, F. C., et al. Facilitating skilled right hand motor function in older subjects by anodal polarization over the left primary motor cortex. Neurobiol. Aging. 31 (12), 2160-2168 (2010).
  23. Reis, J., et al. Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation. PNAS. 106 (5), 1590-1595 (2009).
  24. Hesse, S., et al. Combined transcranial direct current stimulation and robot-assisted arm training in subacute stroke patients: a pilot study. Restor. Neurol. Neuros. 25 (1), 9-15 (2007).
  25. Madhavan, S., Weber, K. A., Stinear, J. W. Non-invasive brain stimulation enhances fine motor control of the hemiparetic ankle: implications for rehabilitation. Exp. Brain Res. 209 (1), 9-17 (2011).
  26. Tanaka, S., et al. Single session of transcranial direct current stimulation transiently increases knee extensor force in patients with hemiparetic stroke. Neurorehab. Neural Rep. 25 (6), 565-569 (2011).
  27. Mahmoudi, H., et al. Transcranial direct current stimulation: electrode montage in stroke. Disabil. Rehabil. 33 (15-16), 1383-1388 (2011).
  28. Mansur, C. G., et al. A sham stimulation-controlled trial of rTMS of the unaffected hemisphere in stroke patients. Neurology. 64 (10), 1802-1804 (2005).
  29. Fregni, F., et al. Transcranial direct current stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients. Neuroreport. 16 (14), 1551-1555 (2005).
  30. Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients. Neurology. 75 (24), 2176-2184 (2010).
  31. Bolognini, N., et al. Neurophysiological and behavioral effects of tDCS combined with constraint-induced movement therapy in poststroke patients. Neurorehab. Neural Rep. 25 (9), 819-829 (2011).
  32. Vines, B. W., Cerruti, C., Schlaug, G. Dual-hemisphere tDCS facilitates greater improvements for healthy subjects' non-dominant hand compared to uni-hemisphere stimulation. BMC Neurosci. 9, 103(2008).
  33. Edwardson, M. A., Lucas, T. H., Carey, J. R., Fetz, E. E. New modalities of brain stimulation for stroke rehabilitation. Exp. Brain Res. 224 (3), 335-358 (2013).
  34. Stagg, C. J., et al. Polarity-sensitive modulation of cortical neurotransmitters by transcranial stimulation. J. Neurosci. 29 (16), 5202-5206 (2009).
  35. Clark, V. P., Coffman, B. A., Trumbo, M. C., Gasparovic, C. Transcranial direct current stimulation (tDCS) produces localized and specific alterations in neurochemistry: a H magnetic resonance spectroscopy study. Neurosci. Lett. 500 (1), 67-71 (2011).
  36. Liebetanz, D., Nitsche, M. A., Tergau, F., Paulus, W. Pharmacological approach to the mechanisms of transcranial DC-stimulation-induced after-effects of human motor cortex excitability. Brain. 125 (10), 2238-2247 (2002).
  37. Nitsche, M. A., et al. Pharmacological modulation of cortical excitability shifts induced by transcranial direct current stimulation in humans. J. Physiol. 553 (Pt 1), 293-301 (2003).
  38. Nitsche, M. A., et al. Consolidation of human motor cortical neuroplasticity by D-cycloserine). Neuropsychopharmacol. 29 (8), 1573-1578 (2004).
  39. Shors, T. J., Matzel, L. D. Long-term potentiation: what's learning got to do with it. Behav. Brain Sci. 20 (4), 597-614 (1997).
  40. Miyamoto, E. Molecular mechanism of neuronal plasticity: induction and maintenance of long-term potentiation in the hippocampus. J. Pharmacol. Sci. 100 (5), 433-442 (2006).
  41. Puts, N. A. J., Edden, R. A. E. In vivo magnetic resonance spectroscopy of GABA: a methodological review. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 60, 29-41 (2012).
  42. Tkác, I., Oz, G., Adriany, G., Ugurbil, K., Gruetter, R. In vivo 1H NMR spectroscopy of the human brain at high magnetic fields: metabolite quantification at 4T vs. 7T. Magn. Res. Med. 62 (4), 868-879 (2009).
  43. Marjanska, M., et al. Localized 1H NMR spectroscopy in different regions of human brain in vivo at 7 T2 relaxation times and concentrations of cerebral metabolites. NMR Biomed. 25 (2), 332-339 (2012).
  44. Mescher, M., Merkle, H., Kirsch, J., Garwood, M., Gruetter, R. Simultaneous in vivo spectral editing and water suppression. NMR Biomed. 11 (6), 266-272 (1998).
  45. Mescher, M., Tannus, A., Johnson, M. O., Garwood, M. Solvent suppression using selective echo dephasing. J. Magn. Res. Series A. 123, 226-229 (1996).
  46. Stagg, C. J., Bachtiar, V., Johansen-Berg, H. The role of GABA in human motor learning. Curr. Biol. 21 (6), 480-484 (2011).
  47. Rango, M., et al. Myoinositol content in the human brain is modified by transcranial direct current stimulation in a matter of minutes: a 1H-MRS study. Magn. Reson. Med. 60 (4), 782-789 (2008).
  48. Bastani, A., Jaberzadeh, S. a-tDCS Differential Modulation of Corticospinal Excitability: The Effects of Electrode Size. Brain Stim. 6 (6), 932-937 (2013).
  49. Yousry, T. A., et al. Localization of the motor hand area to a knob on the precentral gyrus. A new landmark. Brain. 120 (Pt 1), 141-157 (1997).
  50. Gruetter, R., Tkác, I. Field mapping without reference scan using asymmetric echo-planar techniques). Magn. Res. Med. 43 (2), 319-323 (2000).
  51. Tkác, I., Starcuk, Z., Choi, I. Y., Gruetter, R. In vivo 1H NMR spectroscopy of rat brain at 1 ms echo time. Magn. Res. Med. 41 (4), 649-656 (1999).
  52. Provencher, S. W. Estimation of metabolite concentrations from localized in vivo proton NMR spectra. Magn. Res. Med. 30 (6), 672-679 (1993).
  53. Oz, G., et al. Assessment of adrenoleukodystrophy lesions by high field MRS in non-sedated pediatric patients. Neurology. 64 (3), 434-441 (2005).
  54. Henry, P. -G., et al. Brain energy metabolism and neurotransmission at near-freezing temperatures: in vivo (1)H MRS study of a hibernating mammal. J. Neurochem. 101 (6), 1505-1515 (2007).
  55. Westman, E., et al. In vivo 1H-magnetic resonance spectroscopy can detect metabolic changes in APP/PS1 mice after donepezil treatment. BMC Neurosci. 10, 33(2009).
  56. DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. J. Vis. Exp. (51), (2011).
  57. Nitsche, M. A., et al. Transcranial direct current stimulation: State of the art. Brain Stim. 1 (3), (2008).
  58. Brunoni, A. R., et al. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. Int. J. Neuropsychopharmacol. 14 (8), 1133-1145 (2011).
  59. Zaitsev, M., Speck, O., Hennig, J., Büchert, M. Single-voxel MRS with prospective motion correction and retrospective frequency correction. NMR Biomed. 23, 325-332 (2010).
  60. Henry, P. -G., et al. Proton-observed carbon-edited NMR spectroscopy in strongly coupled second-order spin systems. Magn. Res. Med. 55 (2), 250-257 (2006).
  61. Govindaraju, V., Young, K., Maudsley, A. A. Proton NMR chemical shifts and coupling constants for brain metabolites. NMR Biomed. 13 (3), 129-153 (2000).
  62. Pfeuffer, J., Tkác, I., Provencher, S. W., Gruetter, R. Toward an in vivo neurochemical profile: quantification of 18 metabolites in short-echo-time (1)H NMR spectra of the rat brain. J. Magn. Res. 141 (1), 104-120 (1999).
  63. Adler, C. M., et al. Neurochemical effects of quetiapine in patients with bipolar mania: a proton magnetic resonance spectroscopy study. J. Clin. Psychopharmacol. 33 (4), 528-532 (2013).
  64. Aoki, Y., Inokuchi, R., Suwa, H. Reduced N-acetylaspartate in the hippocampus in patients with fibromyalgia: A meta-analysis. Psychiatry Res. 213 (3), 242-248 (2013).
  65. Zahr, N. M., et al. In glutamate measured with magnetic resonance spectroscopy: behavioral correlates in aging. Neurobiol. Aging. 34 (4), 1265-1276 (2013).
  66. Reyngoudt, H., et al. Does visual cortex lactate increase following photic stimulation in migraine without aura patients? A functional (1)H-MRS study. J. Headache Pain. 12 (3), 295-302 (2011).
  67. Nenadic, I., et al. Superior temporal metabolic changes related to auditory hallucinations: a (31)P-MR spectroscopy study in antipsychotic-free schizophrenia patients. Brain Struct. Funct. , (2013).
  68. Currie, S., et al. Magnetic resonance spectroscopy of the brain. Postgrad. Med. J. 89 (1048), 94-106 (2013).
  69. Stagg, C. J. Magnetic Resonance Spectroscopy as a tool to study the role of GABA in motor-cortical plasticity. NeuroImage. , (2013).
  70. Bottomley, P. A. Spatial localization in NMR spectroscopy in vivo. Ann. N. Y. Acad. Sci. , 333-348 (1987).
  71. Frahm, J., et al. Localized high-resolution proton NMR spectroscopy using stimulated echoes: initial applications to human brain in vivo. Magn. Res. Med. 9 (1), 79-93 (1989).
  72. Gussew, A., et al. Absolute quantitation of brain metabolites with respect to heterogeneous tissue compositions in (1)H-MR spectroscopic volumes. Mag. Res. Mat. Phys. 25 (5), 321-333 (2012).
  73. Gasparovic, C., et al. Use of tissue water as a concentration reference for proton spectroscopic imaging. Magn. Res. Med. 55 (6), 1219-1226 (2006).
  74. Nitsche, M. A., et al. MRI study of human brain exposed to weak direct current stimulation of the frontal cortex. Clin. Neurophysiol. 115 (10), 2419-2423 (2004).
  75. Miranda, P. C., Faria, P., Hallett, M. What does the ratio of injected current to electrode area tell us about current density in the brain during tDCS? Clin. Neurophysiol. 120 (6), 1183-1187 (2009).
  76. Faria, P., Leal, A., Miranda, P. C. Comparing different electrode configurations using the 10-10 international system in tDCS: a finite element model analysis. IEEE Engineering Med. Biol. Soc. 2009, 1596-1599 (2009).
  77. Schestatsky, P., Morales-Quezada, L., Fregni, F. Simultaneous EEG monitoring during transcranial direct current stimulation. J. Vis. Exp. (76), 1-11 (2013).
  78. Reidler, J. S., Zaghi, S., Fregni, F. Chapter 12. Neurophysiological Effects of Transcranial Direct Current Stimulation. Neurofeedback and neuromodulation techniques and applications. Coben, R., Evans, J. R. , Elsevier. Philadelphia, PA. (2011).
  79. Zheng, X., Alsop, D. C., Schlaug, G. Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on human regional cerebral blood flow. NeuroImage. 58 (1), 26-33 (2011).
  80. Antal, A., Polanía, R., Schmidt-Samoa, C., Dechent, P., Paulus, W. Transcranial direct current stimulation over the primary motor cortex during fMRI. NeuroImage. 55 (2), 590-596 (2011).
  81. Brunoni, A. R., et al. The sertraline vs. electrical current therapy for treating depression clinical study: results from a factorial, randomized, controlled trial. JAMA Psychiatry. 70, 383-391 (2013).

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

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałymprotonowa spektroskopia rezonansu magnetycznegostymulacja obustronnasekwencja MEGA-PRESSpomiar GABA i glutaminianuanaliza stężenia neuroprzekaźnikówpołączenie TDCS i MRSpozycjonowanie woksela
Zastosowanie spektroskopii rezonansu magnetycznego jako narzędzia do pomiaru wpływu przezczaszkowej stymulacji elektrycznej na pierwotny metabolizm kory ruchowej
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.