14 czerwca 2014
Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) okazała się użytecznym narzędziem w badaniu roli artykulacyjnej kory ruchowej w percepcji mowy. Ten artykuł opisuje, jak rejestrować motoryczne potencjały wywołane (MEP) z mięśni warg i jak zakłócić motoryczną reprezentację warg za pomocą powtarzających się TMS.
Ogólnym celem tej procedury jest stymulacja reprezentacji warg w lewej pierwszorzędowej korze ruchowej za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej lub TMS. Osiąga się to poprzez uprzednie przymocowanie elektrod do mięśni warg w celu zarejestrowania elektromiografii. Następnie kora ruchowa wargi jest lokalizowana poprzez rejestrowanie potencjałów motorycznych wywołanych z mięśni warg.
Następnie definiowane są optymalne intensywności impulsów dla pojedynczych impulsów i powtarzalnych eksperymentów TMS. Ostatecznie przezczaszkowa stymulacja magnetyczna służy do pokazania, że potencjały wywołane motoryczne wywołane przez pojedyncze impulsy TMS są zwiększane podczas słuchania mowy, co pokazuje, że pobudliwość kory ruchowej warg jest zwiększona i że powtarzające się zakłócenia w korze ruchowej warg wywołane TMS upośledzają zdolność uczestnika do rozróżniania dźwięków mowy. Ta metoda może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu neuronauki poznawczej, pogody substancji.
Obszary kory ruchowej, które przyczyniają się do produkcji mowy, przyczyniają się również do percepcji mowy. Ogólnie rzecz biorąc, osoby, które dopiero zaczynają korzystać z tej metody, mogą mieć trudności, ponieważ reprezentacja ust nie jest łatwa do znalezienia u wszystkich uczestników. Na początek poproś uczestnika o wypełnienie formularza kontroli bezpieczeństwa.
Uczestnicy, którzy mają przeciwwskazania do TMS, takie jak brak snu lub przyjmowanie leków, takich jak leki przeciwdepresyjne, lub mają rodzinną historię epilepsji, nie powinni być stymulowani. Wyjaśnij uczestnikowi procedurę TMS i szczegóły eksperymentu i uzyskaj świadomą zgodę. Użyj alkoholu do oczyszczenia skóry powyżej brzucha pierwszych międzywęzłów grzbietowych lub mięśnia BIZ prawej ręki oraz miejsca odniesienia, takiego jak ścięgno mięśnia FDI.
Następnie przymocuj elektrody do tych miejsc. Oczyść skórę po prawej stronie mięśnia okrężnego Aus lub O i przymocuj jedną elektrodę do prawego kącika górnej wargi, a drugą do prawego kącika dolnej wargi. Następnie oczyść skórę wokół miejsca elektrody uziemiającej i przymocuj elektrodę.
Następnie, korzystając z oprogramowania takiego jak Spike two, poinstruuj uczestnika, aby skurczył i rozluźnił mięśnie dłoni i warg oraz sprawdź zarejestrowane z nich sygnały EMG. Jeśli sygnały wyglądają na głośne, gdy uczestnik rozluźni mięśnie warg i dłoni, skręć elektrod, ponownie oczyść skórę w miejscu elektrody i/lub poproś uczestnika, aby skrzyżował nogi, zdjął buty i postawił stopy na podłodze dla lepszego uziemienia. W celu ochrony słuchu uczestnika.
Niech włożą zatyczki do uszu. Następnie, aby zaznaczyć położenie cewki TMS, należy założyć nasadkę na głowę uczestnika za pomocą długopisu lub małej naklejki. Zaznacz wierzchołek na nasadce i zmierz odległość od wierzchołka do lewego punktu przedusznego.
Przesuń 33% tej odległości od wierzchołka w kierunku lewego punktu przedusznego i zaznacz to miejsce. Umieść środek cewki TMS ósemki w tym miejscu i zorientuj się do uchwytu cewki 45 stopni od linii środkowej. Naciśnij pedał nożny, aby dostarczyć pierwszy impuls TMS o niskiej intensywności, jeśli próg motoryczny uczestnika nie jest znany.
Jeśli w dłoni nie jest widoczny potencjał wywołany silnikiem lub MEP, taki jak skurcz mięśnia, lekko przesuń cewkę lub zwiększ intensywność. Po uzyskaniu mandatu posła do Parlamentu Europejskiego. Przesuwaj cewkę w krokach co pięć milimetrów wokół stymulowanego obszaru i odczekaj co najmniej pięć sekund między impulsami TMS, aby znaleźć odpowiedni punkt zapalny, w którym miejsce i orientacja cewki wywołują maksymalne meps o określonej intensywności.
Po zidentyfikowaniu hotspotu oznacz go i zaznacz orientację cewki na nasadce. Aby zlokalizować reprezentację wargi motorycznej, zmierz od dwóch do trzech centymetrów od plamki FDI wzdłuż linii prostej w kierunku kącika lewego oka i umieść cewkę w tym miejscu. Wyjaśnij uczestnikowi, że impulsy TMS mogą być bardziej intensywne w tym miejscu niż w poprzednim miejscu i że mogą odczuwać drgania twarzy lub mimowolne mruganie oczami.
Poinstruuj ich, aby w dowolnym momencie poinformowali eksperymentatora, jeśli stymulacja stanie się nieprzyjemna lub bolesna, lub jeśli chcą przestać. Następnie należy dostarczyć pierwsze impulsy, lekko przesuwając cewkę i/lub zwiększając intensywność. Jeśli MEP nie zostanie wywołany, jeśli nie zostanie, poproś uczestnika, aby zacisnął mięśnie warg, ponieważ obniża to próg motoryczny, a tym samym ułatwia znalezienie reprezentacji ruchu wargowego.
Po zidentyfikowaniu punktu zapalnego dla rynku mięśni O i orientacji cewki na nasadce, jeśli MEPS będzie rejestrowany z przykurczonych mięśni warg, przeszkol uczestnika, aby utrzymywał stały poziom skurczu, korzystając z oprogramowania do dostarczania wizualnej informacji zwrotnej na temat mocy sygnału EMG. Kontynuuj trening do momentu, gdy uczestnik będzie w stanie stabilnie utrzymać poziom skurczu przez co najmniej jedną minutę. Następnie umieść cewkę w gorącym punkcie mięśnia OO.
Następnie dostarcz 10 impulsów o ustalonej intensywności, zachowując co najmniej pięciosekundową przerwę między impulsami. Oszacuj rozmiary MEPS, dokonując ich oględzin. Jeśli mepy są bardzo małe lub nie były spójne z każdą próbą, zwiększ intensywność i dostarcz kolejne 10 impulsów.
Kontynuuj zwiększanie intensywności, aż do uzyskania solidnego MEP w każdej próbie. Intensywność ta zostanie wykorzystana w eksperymencie z pojedynczym impulsem. Poproś uczestnika, aby napiął mięśnie warg tak mocno, jak to tylko możliwe i wizualnie obejrzał sygnał EMG, aby określić amplitudę tego maksymalnego skurczu.
Poinstruuj uczestnika, aby zmniejszył skurcz warg, prowadząc go do osiągnięcia poziomu, który wynosi około 20% maksimum. Następnie poproś uczestnika, aby utrzymał ten poziom przez minutę. Po zakończeniu treningu i utrzymaniu skurczu przez jedną minutę, poinstruuj uczestnika, aby skurczył się i przytrzymał wargę do maksymalnie 20%, a następnie wykonaj 10 impulsów w miejscu zapalnym mięśnia O.
Jeśli pozyskano mniej niż pięciu posłów do PE, zwiększ intensywność. Jeśli zarejestrowano więcej niż pięciu posłów, zmniejsz intensywność. Powtarzaj eksperyment, aż zostanie znaleziony minimalny poziom intensywności, który wywoła MEPS w co najmniej 50% prób przeprowadzania powtarzających się TMS lub RTMS o niskiej częstotliwości.
Użyj systemu mag stim firmy STEM, który składa się z dwóch stymulatorów. Utwórz jednofazową sekwencję impulsów o częstotliwości 66 herców, dostarczając impulsy TMS, naprzemiennie wyzwalając stymulatory przez 15 minut. Monitoruj nagrania z wargi i mięśni dłoni podczas RTMS, aby upewnić się, że generowane są nopy.
Wskazywałoby to na wzrost pobudliwości lub rozprzestrzenianie się efektów na sąsiednią reprezentację. Monitoruj również uczestnika pod kątem oznak dyskomfortu lub zmian w jego poziomie czujności. Ten rysunek przedstawia pospolitych posłów zarejestrowanych z rozluźnionego i skurczonego mięśnia wargi.
Intensywność impulsów TMS była utrzymywana na stałym poziomie na trzech poziomach skurczu. Pobudliwość ruchowa wzrasta, gdy mięsień jest skurczony, a w konsekwencji mapp stają się większe. Pokazane są tutaj wargi nagrane podczas słuchania mowy i szumów niewerbalnych oraz podczas obserwacji ruchów I i mowy.
Meps były wzmocnione podczas słuchania i oglądania mowy, co wykazało, że pobudliwość kory ruchowej warg była zwiększona podczas percepcji mowy. Na podstawie niedawnego badania dotyczącego zmian pobudliwości w korze ruchowej warg podczas obserwacji wizualnych ruchów ust, wargi rejestrowano podczas wizualnej percepcji znanej mowy, nieznanej mowy, ruchów ust bez PE i nieruchomej twarzy wargi były większe podczas obserwacji znanej mowy niż nieznanej mowy lub ruchów ust bez PE. Wyniki te sugerują, że kora ruchowa warg uczestniczy w przetwarzaniu sygnałów wzrokowych podczas komunikacji mowy.
Rysunek ten pokazuje, że 15 minut powtarzającego się TMS zakłóciło funkcjonowanie kory ruchowej wargi na około 15 minut. Wreszcie, TMS wywołał zakłócenie kory ruchowej wargi, upośledzając rozróżnianie dźwięków mowy, które są wytwarzane za pomocą warg. Sugeruje to, że kora ruchowa warg przyczynia się do percepcji mowy w sposób specyficzny dla artykulatora.
Zgodnie z tą procedurą, TMS można połączyć z innymi metodami, takimi jak E-G-M-E-G i FMI, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania, takie jak to, czy kora ruchowa warg oddziałuje z innymi obszarami mózgu podczas komunikacji mowy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak rejestrować potencjały motoryczne z mięśni warg i jak używać pojedynczych pociągnięć i powtarzających się TMS.
Niniejszy artykuł opisuje procedurę wykorzystania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) do zbadania roli kory motorycznej odpowiedzialnej za artykulację w percepcji mowy. Szczegółowo przedstawiono sposób rejestracji potencjałów wywołanych motorycznie (MEPs) z mięśni warg oraz metodę zakłócania reprezentacji motorycznej warg za pomocą powtarzanej stymulacji TMS.
Metoda ta umożliwia mechaniczną analizę integracji sensoryczno-motorycznej w przetwarzaniu mowy, oferując nieinwazyjne podejście do badania zmian pobudliwości kory mózgowej powiązanych z wynikami percepcyjnymi. Poprzez ustanowienie związków przyczynowo-skutkowych między aktywnością kory motorycznej a dyskryminacją mowy, wspiera ona walidację celów w programach badawczych skoncentrowanych na neuronaukach. Protokół zapewnia standaryzowane ramy oceny efektów neuromodulacyjnych na przetwarzanie sensoryczne, co jest istotne dla ograniczania ryzyka w ramach hipotez terapeutycznych skierowanych na ośrodkowy układ nerwowy (CNS).
Metoda ta wpisuje się w początkowe etapy procesów odkrywania leków, w których walidacja celu wymaga funkcjonalnej analizy obwodów neuronalnych zaangażowanych w przetwarzanie sensoryczne, szczególnie w przypadku modalności OUN badających punkty końcowe o charakterze percepcyjnym lub poznawczym.