Name: Multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-11-13T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Poznaj metodę oceny pobudliwości kory mózgowej u pacjentów z padaczką przy użyciu TMS z MRI i EEG. Technika ta pozwala identyfikować nadreaktywność w sieci epileptogennej nawet przy normalnym EEG.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować Emily L. Thorn, B.A., za jej pomoc w Sekcji Szacowania Źródła wywołanej aktywności elektrycznej. MMS był wspierany przez nagrodę KL2/Catalyst Medical Research Investigator Training przyznaną przez Harvard Catalyst/The Harvard Clinical and Translational Science Center (National Center for Research Resources i National Center for Advancing Translational Sciences, National Institutes of Health Award KL2 TR001100). CJC otrzymało wsparcie z grantu z National Institutes of Health (5K12NS066225). APL był częściowo wspierany przez granty z Fundacji Sidneya R. Baera Jr., National Institutes of Health (R01 HD069776, R01 NS073601, R21 MH099196, R21 NS082870, R21 NS085491, R21 HD07616) oraz Harvard Catalyst/The Harvard Clinical and Translational Science Center (NCRR i NCATS, NIH UL1 RR025758). BSC było wspierane przez National Institute of Neurological Disorders and Stroke (R01 NS073601).

MMS, SWG, CJC i BSC nie mają nic do ujawnienia. APL zasiada w naukowych radach doradczych Nexstim, Neuronix, Starlab Neuroscience, Neuroelectrics i Neosync, a także jest wymieniony jako wynalazca w kilku wydanych i oczekujących patentach dotyczących integracji przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) w czasie rzeczywistym z elektroencefalografią (EEG) i obrazowaniem rezonansu magnetycznego (MRI).

Rezonans magnetyczny łączności funkcjonalnej w stanie spoczynku został wykorzystany do identyfikacji połączeń sieciowych w ludzkim mózgu oraz do identyfikacji zmian łączności, które występują w różnych stanach chorobowych26,31,32. Ponieważ jednak łączność funkcjonalna fMRI opiera się na identyfikacji korelacji w sygnale BOLD, a zmiany natlenienia krwi mają nietrywialny związek z podstawową aktywnością neuronalną, znaczenie przyczynowe i fizjologiczne tych wyników połączeń fMRI jest niejasne. TMS umożliwia ukie...

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) to sposób na nieinwazyjną stymulację obszarów kory mózgowej za pomocą indukcji elektromagnetycznej. W TMS duży, ale ograniczony przestrzennie strumień magnetyczny jest używany do indukowania pola elektrycznego w docelowym obszarze kory mózgowej, a tym samym modulowania aktywności leżącej pod spodem tkanki nerwowej. TMS do kory ruchowej powoduje powstanie motorycznych potencjałów wywołanych, które można zmierzyć obwodowo za pomocą elektromiografii (EMG). Stosowany w parach lub trójkach impulsów, TMS może być stosowany do oceny aktywności specyficznych wewnątrzkorowych obwodów GABA-ergicznych i glutaminergicznych1-3, a tym samym do oceny równowagi pobudzenia i hamowania in vivo u ludzi. W szczególności w padaczce badania TMS wykazały, że nadpobudliwość kory mózgowej występuje u pacjentów z padaczką4,5 i może normalizować się po skutecznej terapii lekami przeciwpadaczkowymi, a tym samym przewidywać odpowiedź na lek6. Ponadto pomiary pobudliwości korowej TMS wykazują wartości pośrednie u pacjentów z pojedynczym napadem7 oraz u rodzeństwa pacjentów zarówno z idiopatyczną padaczką uogólnioną, jak i nabytą ogniskową8. Odkrycia te sugerują, że pomiary pobudliwości kory mózgowej TMS mogą pozwolić nam zidentyfikować endofenotypy padaczki. Jednak czułość i swoistość tych pomiarów jest ograniczona, prawdopodobnie dlatego, że TMS-EMG można ocenić tylko za pomocą stymulacji obwodów kory ruchowej, a wielu pacjentów z padaczką ma ogniska napadowe poza korą ruchową.
Elektroencefalografia (EEG) daje możliwość bezpośredniego pomiaru reakcji mózgu na TMS i może być wykorzystana do oceny reaktywności mózgu w szerokich obszarach kory nowej. Badania integrujące TMS z EEG (TMS-EEG) wykazały, że TMS wytwarza fale aktywności, które odbijają się echem w całej korze9,10 i są powtarzalne i niezawodne11-13. Oceniając propagację wywołanej aktywności w różnych stanach behawioralnych i w różnych zadaniach, TMS-EEG został wykorzystany do przyczynowego zbadania dynamicznej efektywnej łączności sieci ludzkiego mózgu10,14-16. Pomiary TMS-EEG wykazały znaczące nieprawidłowości w chorobach od schizofrenii17 do ADHD18 oraz w zaburzeniach świadomości, takich jak utrzymujący się stan wegetatywny19. Ponadto kilka grup zidentyfikowało korelaty EEG wskaźników TMS-EMG dla sparowanego impulsu, które są nieprawidłowe u pacjentów z padaczką20,21. Szczególnie istotne jest to, że wcześniejsze badania sugerowały również, że u pacjentów z padaczką22-25 obserwuje się nieprawidłową aktywność EEG wywołaną stymulacją.
Innym sposobem oceny obwodów mózgowych jest MRI (rs-fcMRI) w stanie spoczynku, technika, która ocenia korelacje w czasie w sygnale zależnym od poziomu natlenienia krwi (BOLD) z różnych regionów mózgu26. Badania z użyciem rs-fcMRI wykazały, że ludzki mózg jest zorganizowany w odrębne sieci oddziałujących na siebie regionów26-29, że choroby neuropsychiatryczne mogą występować w określonych rozproszonych sieciach neuronowych na dużą skalę identyfikowanych przez rs-fcMRI30 oraz że sieci mózgowe identyfikowane za pomocą rs-fcMRI są często nieprawidłowe w stanach choroby neuropsychiatrycznej31,32. Jeśli chodzi o potencjalne zastosowania kliniczne, rs-fcMRI ma kilka zalet w porównaniu z konwencjonalną aplikacją fMRI opartą na zadaniach33, w tym mniejsze poleganie na współpracy z uczestnikami i obawy dotyczące zmiennej wydajności. W związku z tym ostatnio nastąpiła eksplozja badań badających zmiany rs-fcMRI w różnych stanach chorobowych. Jednak jednym z ograniczeń rs-fcMRI jest trudność w ustaleniu, czy i w jaki sposób korelacje (lub antykorelacje) w sygnale BOLD odnoszą się do interakcji elektrofizjologicznych, które stanowią podstawę komunikacji neuronalnej. Powiązanym problemem jest to, że często nie jest jasne, czy zmiany rs-fcMRI obserwowane w różnych stanach chorobowych mają znaczenie fizjologiczne. W szczególności w odniesieniu do padaczki nie jest jasne, czy nieprawidłowości w rs-fcMRI wynikają wyłącznie z przejściowych stanów padaczkowych międzynapadowych, czy też istnieją niezależnie od takich nieprawidłowości elektrofizjologicznych; Potrzebne jest jednoczesne badanie EEG-fMRI, aby pomóc w ocenie między tymi możliwościami34.
Ponieważ TMS może być używany do wytwarzania przejściowych lub trwałych zmian w aktywacjach różnych obszarów kory mózgowej, badania TMS dostarczają środków do przyczynowej oceny znaczenia różnych wzorców połączeń fMRI w stanie spoczynku. Jednym z podejść jest wykorzystanie rs-fcMRI do kierowania działaniami terapeutycznymi w różnych stanach chorobowych; można się spodziewać, że TMS ukierunkowany na regiony, które są funkcjonalnie połączone z obszarami, o których wiadomo, że są zaangażowane w różne stany chorobowe, jest bardziej skuteczny terapeutycznie niż TMS ukierunkowany na regiony bez takiej funkcjonalnej łączności, a kilka badań znalazło na to wstępne dowody35,36. Inne podejście polegałoby na wykorzystaniu TMS-EEG do przyczynowej oceny fizjologicznego znaczenia różnych wzorców fcMRI w stanie spoczynku. W szczególności można przetestować hipotezę, że regiony, które wykazują nieprawidłową łączność funkcjonalną w określonym stanie chorobowym, powinny wykazywać inną reakcję na stymulację u pacjentów niż u osób zdrowych, oraz że te nieprawidłowości fizjologiczne są obecne specyficznie (lub głównie) przy stymulacji nieprawidłowo połączonego regionu.
Aby zilustrować powyższe, podajemy przykład niedawnego badania, w którym połączono rs-fcMRI, TMS i EEG w celu zbadania nadpobudliwości kory mózgowej u pacjentów z padaczką spowodowaną nieprawidłowością rozwojową mózgu okołokomorową heterotopią guzkową (PNH)37. Pacjenci z PNH występują klinicznie z padaczką o początku w wieku młodzieńczym lub dorosłym, trudnościami w czytaniu i normalną inteligencją oraz mają nieprawidłowe guzki istoty szarej przylegające do komór bocznych w neuroobrazowaniu38,39. Wcześniejsze badania wykazały, że te okołokomorowe guzki heterotopowej istoty szarej są strukturalnie i funkcjonalnie połączone z dyskretnymi ogniskami w korze nowej40,41 i że napady padaczkowe mogą pochodzić z obszarów kory nowej, heterotopowej istoty szarej lub obu jednocześnie42, co sugeruje, że epileptogeneza u tych pacjentów jest zjawiskiem obwodowym. Używając fc-MRI w stanie spoczynku do kierowania TMS-EEG, wykazaliśmy, że pacjenci z aktywną padaczką spowodowaną PNH mają dowody na nadpobudliwość kory mózgowej i że ta nadpobudliwość wydaje się być ograniczona do regionów o nieprawidłowej funkcjonalnej łączności z głębokimi guzkami.
Protokół jest przeprowadzany w dwóch oddzielnych sesjach. Podczas pierwszej sesji uzyskuje się strukturalne i spoczynkowe sekwencje MRI z kontrastem zależnym od poziomu natlenienia krwi (BOLD) (dla pacjentów) lub tylko strukturalne sekwencje MRI (dla zdrowych osób z grupy kontrolnej). Pomiędzy pierwszą a drugą sesją stosuje się analizę łączności funkcjonalnej w stanie spoczynku w celu zdefiniowania celów korowych dla pacjentów i uzyskuje się współrzędne MNI dla tych celów. Równoważne cele korowe (na podstawie współrzędnych MNI) są następnie identyfikowane dla każdego zdrowego pacjenta z grupy kontrolnej. W drugiej sesji uzyskuje się dane TMS-EEG.
W przykładzie podanym w tym artykule, analizy MRI z wykorzystaniem wewnętrznego zestawu narzędzi i oprogramowania MRI43,44. Neuronawigowany TMS przeprowadzono za pomocą przezczaszkowego stymulatora magnetycznego z neuronawigacją MRI w czasie rzeczywistym. EEG zostało nagrane za pomocą 60-kanałowego systemu kompatybilnego z TMS, który wykorzystuje obwód próbkowania i wstrzymania, aby uniknąć nasycenia wzmacniacza przez TMS. Dane EEG były analizowane za pomocą niestandardowych skryptów i zestawu narzędzi EEGLAB45 (wersja 12.0.2.4b) działającego w MATLAB R2012b.

<table><tbody><tr>Skaner <td></td><td></td><td></td><td>MRI 3T</td></tr><tr>Oprogramowanie <td></td><td></td><td></td><td>do łączności funkcjonalnej MRI</td></tr><tr>Oprogramowanie <td></td><td></td> do<td>przeglądania obrazów MRI</td><td>MRICron</td></tr><tr><td>Przezczaszkowy stymulator magnetyczny</td><td>Nexstim</td><td>eXimia</td><td>Może korzystać ze stymulatorów innych dostawców, <tj>np. , Magventure, Magstim</td></tr><tr><td>System neuronawigacji MRI</td><td>Nexstim</td><td>NBS v3.2.1</td><td>Alternatywny system neuronawigacji MRI, np. , Brainsight,</td></tr><tr><td>system EEG kompatybilny z Localite TMS</td><td>Nexstim</td><td>Eximia EEG</td><td>Alternatywy: Produkty dla mózgu, Synampy, ANT</td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>R2012b</td><td>Alternatywy: Oprogramowanie</td></tr><tr><td></td> Octave EEGLab <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Minimum Norm Estimate (MNE)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Darmowy Surfer</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Funkcjonalna łączność w stanie spoczynku MRI (rs-fcMRI) to technika, która identyfikuje połączenia między różnymi regionami mózgu na podstawie korelacji w czasie w sygnale zależnym od poziomu natlenienia krwi. rs-fcMRI jest szeroko stosowany do identyfikacji nieprawidłowości w łącznościach mózgowych w różnych chorobach neurologicznych i psychiatrycznych. Jednak związek między nieprawidłowościami łączności rs-fcMRI, elektrofizjologią mózgu i stanem choroby jest nieznany, częściowo dlatego, że nie ustalono przyczynowego znaczenia zmian w łączności funkcjonalnej w patofizjologii choroby. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) to technika wykorzystująca indukcję elektromagnetyczną do nieinwazyjnego wywoływania ogniskowych zmian w aktywności kory mózgowej. W połączeniu z elektroencefalografią (EEG), TMS może być używany do oceny reakcji mózgu na zewnętrzne zakłócenia. W tym miejscu przedstawiamy protokół łączenia rs-fcMRI, TMS i EEG w celu oceny fizjologicznego znaczenia zmian w łączności funkcjonalnej u pacjentów z chorobami neuropsychiatrycznymi. Przedstawiamy reprezentatywne wyniki z wcześniej opublikowanego badania, w którym rs-fcMRI wykorzystano do identyfikacji regionów z nieprawidłową łącznością u pacjentów z padaczką spowodowaną wadą rozwojową kory mózgowej, okołokomorową heterotopią guzkową (PNH). Stymulacja u pacjentów z padaczką skutkowała nieprawidłową aktywnością EEG wywołaną przez TMS w stosunku do stymulacji tych samych miejsc u dopasowanych zdrowych pacjentów kontrolnych, z nieprawidłowym wzrostem późnego składnika potencjału wywołanego TMS, zgodnie z nadpobudliwością kory mózgowej. Ta nieprawidłowość była specyficzna dla regionów z nieprawidłową łącznością funkcjonalną w stanie spoczynku. Analiza źródła elektrycznego u osoby z wcześniej zarejestrowanymi napadami wykazała, że pochodzenie nieprawidłowej aktywności wywołanej przez TMS było współzlokalizowane ze strefą początku napadu, co sugeruje obecność obwodu padaczkowego. Wyniki te pokazują, w jaki sposób rs-fcMRI, TMS i EEG mogą być wykorzystywane razem do identyfikacji i zrozumienia fizjologicznego znaczenia nieprawidłowych połączeń mózgowych w chorobach człowieka.

Funkcjonalna konektywność w stanie spoczynku badana za pomocą fMRI może być wykorzystana do identyfikacji obszarów kory wykazujących wysoką konektywność funkcjonalną z heterotopowymi guzkami istoty szarej okołokomorowej (Rycina 1) oraz obszarów kontrolnych pozbawionych takiej konektywności. Aby ustalić, czy taka nieprawidłowa konektywność funkcjonalna ma znaczenie fizjologiczne, obszar kory z korelowaną aktywnością w stanie spoczynku może zostać wybrany jako „połączony” o...

Rezonans magnetyczny funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku zidentyfikował nieprawidłowości u pacjentów z szerokim zakresem zaburzeń neuropsychiatrycznych, w tym padaczką spowodowaną wadami rozwojowymi kory mózgowej. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna w połączeniu z EEG może wykazać, że pacjenci z padaczką mają nadpobudliwość kory mózgowej w regionach o nieprawidłowej łączności.

Multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

Ogólnym celem niniejszego eksperymentu jest ocena regionalnej nadpobudliwości kory u pacjentów z epilepsją z wykorzystaniem funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku, przezczaszkowej stymulacji magnetycznej kierowanej za pomocą MRI w połączeniu z jednoczesnym zapisem EEG. Metoda ta może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie epilepsjologii i neurofizjologii, takie jak to, czy u pacjentów z epilepsją występują dowody nadpobudliwości w obszarach uznawanych za część sieci epileptogennej. Główną zaletą tej techniki jest możliwość oceny różnic w pobudliwości mózgu w zależności od łączności, a także możliwość oceny reaktywności kory w wielu różnych obszarach mózgu.Technika ta ma znaczenie dla diagnozowania i leczenia epilepsji, ponieważ nadpobudliwość kory może zostać zidentyfikowana nawet przy prawidłowym wyniku rutynowego badania EEG, a obwody epileptogenne mogą stać się celem terapeutycznym. Procedurę zaprezentuje Tamara Gedankian, asystentka badawcza w moim laboratorium. Przed przeprowadzeniem testów należy wyznaczyć dwa obszary docelowe TMS poprzez nałożenie mapy łączności funkcjonalnej każdego badanego na jego obraz strukturalny.Aby rozpocząć sesję eksperymentalną, należy wprowadzić badanego do pomieszczenia testowego i poprosić go o zajęcie miejsca na krześle. Należy zmierzyć głowę badanego i dobrać czepek do elektroencefalografii (EEG) o odpowiednim rozmiarze, aby zapewnić niską impedancję elektrod. Następnie, za pomocą patyczka higienicznego nasączonego alkoholem, należy dokładnie oczyścić skórę pod każdą elektrodą.Nanieś żel przewodzący na każdą elektrodę, a następnie dociśnij elektrodę, aby zapewnić dobry kontakt między skórą głowy, żelem a elektrodą. Aby zminimalizować artefakty ładowania, upewnij się, że żel nie wypłynął poza uchwyt elektrody. Umieść elektrody referencyjną oraz uziemiającą na czole, jak najdalej od cewki stymulującej, aby zminimalizować ryzyko zanieczyszczenia całego zapisu artefaktem elektrodowym wywołanym przez TMS.Umieść te elektrody w odległości kilku centymetrów od siebie, aby zminimalizować szumy wspólne. Następnie naciśnij przycisk pomiaru impedancji w systemie EEG. Sprawdź impedancję elektrod, podłączając kable wyjściowe EEG do gniazda impedancji systemu rejestracji EEG.Należy upewnić się, że impedancja elektrody nie przekracza 5 kΩ. Następnie należy przygotować elektrody do elektromiografii na przeciwległej dłoni. Proszę przekazać badanemu zatyczki do uszu, aby zminimalizować ryzyko utraty słuchu i wystąpienia szumów usznych.Następnie umieść detektory podczerwieni na głowie badanego, dbając o to, aby detektory zostały rozmieszczone w sposób minimalizujący ryzyko przesunięcia podczas sesji eksperymentalnej. Wykonaj korejestrację głowy badanego z obrazami MRI, identyfikując lokalizację wcześniej wybranych, zewnętrznych anatomicznych markerów fiducjalnych na badanym przy użyciu wskaźnika dołączonego do sprzętu neuronawigacyjnego. Zapoznaj badanego ze stymulacją, aplikując impuls w innym miejscu lub podając impuls stymulujący o niskim natężeniu na skórę głowy.Wyznacz próg motoryczny w spoczynku, lokalizując korę ruchową badanego na półkuli ipsilateralnej względem celów opartych na łączności funkcjonalnej. Ustaw cewkę prostopadle do zakrętu, kierując uchwyt ku tyłowi głowy, i rozpocznij stymulację z natężeniem, które z założenia będzie poniżej progu. Następnie zwiększaj natężenie stymulacji w krokach co 5% maksymalnej mocy stymulatora, aż do momentu, gdy TMS będzie konsekwentnie wywoływać potencjały wywołane ruchowo o amplitudach przekraczających 50 µV w każdej próbie.Zmniejszaj natężenie stymulacji w krokach o 1% maksymalnej mocy stymulatora, aż do momentu, gdy zarejestrowanych zostanie mniej niż pięć pozytywnych odpowiedzi na 10 prób. Następnie ustaw natężenie TMS na pożądaną wartość. Przy zastosowaniu oprogramowania do neuronawigacji podawaj pojedyncze impulsy TMS do każdego z obszarów docelowych, stosując zmienne odstępy między impulsami w celu zminimalizowania plastyczności kory oraz efektów oczekiwania u badanego.Zacznij od przeprowadzenia wstępnej rundy analizy niezależnych komponentów (Independent Component Analysis, ICA) i usuń jeden lub dwa komponenty reprezentujące silną, początkową aktywację mięśni indukowaną przez TMS. Aby to zrobić, uruchom ICA metodą fast ICA z podejściem symetrycznym i funkcją kontrastu 10, używając polecenia pokazanego tutaj. Zidentyfikuj komponenty zgodne z artefaktem TMS, wybierając Tools, Reject data using ICA, a następnie usuń komponenty na podstawie mapy (remove components by map), co wyświetli mapy topograficzne wszystkich komponentów ICA.Następnie kliknij numer każdego komponentu, aby wyświetlić szczegóły komponentu. Dalej, usuń komponenty artefaktowe, wybierając Narzędzia, Usuń komponenty i wpisując odpowiednie numery komponentów w polu Komponent(y) do usunięcia z danych. W wyświetlonym oknie potwierdzenia naciśnij Wykreśl ERP, aby przejrzeć potencjały wywołane, czyli ERP, które są wynikiem usunięcia wybranych komponentów.Aby przejrzeć efekty pojedynczych prób, należy nacisnąć Plot single trials. Po przeanalizowaniu ERP, podobnie jak w przypadku pojedynczych prób, należy nacisnąć przycisk Accept, aby usunąć wybrane komponenty. Następnie należy przeprowadzić drugą rundę ICA i usunąć komponenty odpowiadające artefaktom zaniku, mrugnięć, aktywności mięśniowej oraz szumom elektrod.Aby to osiągnąć, należy przeprowadzić ICA metodą fast ICA z podejściem symetrycznym i funkcją kontrastu tan, analogicznie do pierwszej rundy ICA. W podobny sposób należy ocenić właściwości komponentów, korzystając z mapy topograficznej, tak jak zrobiono to w pierwszej rundzie ICA. Następnie należy zaznaczyć komponenty zgodne z pozostałościami artefaktów zaniku TMS, artefaktami mrugania oraz artefaktami mięśniowymi.Dodatkowo należy oznaczyć komponenty zgodne z szumem kanału na podstawie rozkładu przestrzennego i czasowego. Na koniec usuń oznaczone komponenty, analogicznie do pierwszej rundy ICA, wybierając Tools, Remove components i wpisując odpowiednie numery komponentów w polu Component(s)to remove from data. MRI funkcjonalnej łączności w stanie spoczynku jest wykorzystywane do identyfikacji obszarów na powierzchni kory wykazujących łączność z obszarami heterotopii.TMS tych obszarów wywołuje nieprawidłowo zwiększoną aktywność opóźnioną w porównaniu z obszarami, które nie wykazują nieprawidłowej łączności, oraz w porównaniu z tymi samymi miejscami u zdrowych osób kontrolnych. W tym przypadku lokalizacja źródła nieprawidłowych późnych pików w potencjałach wywołanych TMS u pacjentów z epilepsją może pozwolić na zidentyfikowanie obszarów mózgu, z których pochodzi nieprawidłowa aktywność. Może ona współlokalizować przestrzennie z ogniskiem napadów pacjenta.Po obejrzeniu tego filmu powinni Państwo posiadać gruntowną wiedzę na temat wykorzystania funkcjonalnej konektywności w stanie spoczynku, obrazowania MRI oraz TMS EEG do oceny pobudliwości mózgu w różnych obszarach u pacjentów z epilepsją i innymi zaburzeniami neuropsychiatrycznymi. Po zastosowaniu tej procedury można przeprowadzić inne metody, takie jak repetytywna TMS, aby ustalić, czy zmniejszenie pobudliwości kory w obszarach mózgu będących częścią sieci patogennej może zmodyfikować aktywność choroby.

a-multimodal-imaging-stimulation-based-method-evaluating-connectivity

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

W tym filmie badane są efekty przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) na wycinki mózgu zawierające przednią korę obręczy (ACC) i obszary wzgórza, używając matrycy wieloelektrodowej (MEA) do pomiaru sygnałów elektrycznych. Dostarczając impulsy elektryczne i podając leki wywołujące napady, badanie bada odpowiedź ACC na napady.

Monitorowanie kory mózgowej za pomocą układu wieloelektrodowego w odpowiedzi na czynniki wywołujące napady

Źródło: Papadelis, C., et wsp., Międzynapadowe oscylacje wysokiej częstotliwości wykryte za pomocą jednoczesnej magnetoencefalografii i elektroencefalografii jako biomarker padaczki dziecięcej. J. Vis. exp.{{TAG_ 27}} (2016).  Ten film demonstruje metodę wykorzystania zapisów elektroencefalografii (EEG) i magnetoencefalografii (MEG) do identyfikacji międzynapadowych wyładowań padaczkowych (IED) i oscylacji o wysokiej częstotliwości (HFO) w celu zlokalizowania obszarów mózgu podatnych na napady.

 Jednoczesna elektroencefalografia i magnetoencefalografia w celu identyfikacji obszarów mózgu podatnych na napady padaczkowe 

Źródło: Shafi, M. M., et al. Multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką. J. Vis. Exp. (2016)Film przedstawia procedurę stosowania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) i elektroencefalografii (EEG) do oceny pobudliwości neuronalnej u pacjentów z padaczką. Szczegółowo opisuje kroki ustawiania głowy pacjenta za pomocą wcześniej nagranego skanu mózgu, umieszczania cewki TMS nad funkcjonalnie połączonym celem korowym i...

Ocena nadpobudliwości mózgu za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej i elektroencefalografii

Pacjenci z wszczepionymi elektrodami wewnątrzczaszkowymi dają unikalną możliwość rejestrowania danych neurologicznych z wielu obszarów mózgu, podczas gdy pacjent wykonuje zadania behawioralne.  W tym miejscu przedstawiamy metodę rejestracji pacjentów z implantami, która może być odtwarzalna w innych placówkach mających dostęp do tej populacji pacjentów.

Wykonywanie zadań behawioralnych u osób z elektrodami wewnątrzczaszkowymi

Stereotaktyczna elektroencefalografia (SEEG) jest techniką operacyjną stosowaną w chirurgii epilepsji, która pomaga zlokalizować ogniska napadów. Jest to również wyjątkowa okazja do zbadania funkcji mózgu. Tutaj opisujemy, w jaki sposób SEEG może być wykorzystany do badania procesów poznawczych u ludzi.

Badanie funkcji głębokich struktur korowych i podkorowych za pomocą elektroencefalografii stereotaktycznej: lekcje z przedniej kory obręczy

Opisujemy kroki, które należy wykonać, aby korzystać z naszego specjalnie zaprojektowanego oprogramowania do integracji, wizualizacji i planowania obrazów w chirurgii epilepsji.

Ścieżka rozwoju integracji obrazów 3D multimodalnych i planowania wspomaganego komputerowo w chirurgii padaczki

Ilustrujemy, jak przeprowadzić rejestrację i elektryczną modulację aktywności padaczkowej indukowanej przez 4-aminopirydynę w wycinkach mózgu gryzoni za pomocą układów mikroelektrod. Niestandardowa komora rejestracyjna utrzymuje żywotność tkanek podczas długotrwałych sesji eksperymentalnych. Mapowanie elektrod na żywo i wybór par stymulujących odbywa się za pomocą niestandardowego graficznego interfejsu użytkownika.

Rejestracja i modulacja aktywności padaczkowej w wycinkach mózgu gryzoni sprzężonych z układami mikroelektrod

Ten artykuł szczegółowo opisuje procedury rejestracji jednoczesnego elektroencefalogramu i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (EEG-fMRI), które mogą być stosowane zarówno w warunkach klinicznych, jak i badawczych. Uwzględniono również procedury przetwarzania EEG w celu usunięcia artefaktów obrazowania do oceny klinicznej. Niniejsze badanie koncentruje się na przykładzie padaczki w okresie międzynapadowym.

Konfiguracja sprzętu i usuwanie artefaktów do jednoczesnego elektroencefalogramu i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego do oceny klinicznej w padaczce

Opisujemy protokół oceny krzywych dawka-odpowiedź dla stymulacji pozaczaszkowej pod względem pomiarów pola elektrycznego mózgu i odpowiedniego biomarkera przepływu krwi w mózgu. Ponieważ protokół ten obejmuje inwazyjne umieszczenie elektrod w mózgu, potrzebne jest znieczulenie ogólne, w którym preferowane jest spontaniczne oddychanie, a nie kontrolowane oddychanie.

Umieszczenie zewnątrzczaszkowych elektrod stymulujących i pomiar przepływu krwi w mózgu i wewnątrzczaszkowych pól elektrycznych u znieczulonych myszy

Magnetoencefalografia (MEG) i elektroencefalografia o wysokiej gęstości (HD-EEG) rzadko są rejestrowane jednocześnie, chociaż dostarczają informacji potwierdzających i uzupełniających. W tym miejscu ilustrujemy eksperymentalną konfigurację do jednoczesnego rejestrowania MEG i HD-EEG oraz metodologię analizy tych danych mającą na celu zlokalizowanie padaczkowych i elokwentnych obszarów mózgu u dzieci z padaczką lekooporną.

Obrazowanie źródeł elektromagnetycznych w ocenie przedoperacyjnej dzieci z padaczką lekooporną

Przedstawiamy tutaj protokół opisujący metodologię oceny pobudliwości i modulacji pobudliwości pierwotnej kory ruchowej za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) w połączeniu z elektromiografią (EMG).

Ocena pobudliwości pierwotnej kory ruchowej oraz modulacji pobudliwości poprzez połączenie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej z elektromiografią

Poznaj metodę oceny pobudliwości kory mózgowej u pacjentów z padaczką przy użyciu TMS z MRI i EEG. Technika ta pozwala identyfikować nadreaktywność w sieci epileptogennej nawet przy normalnym EEG.

Multimodalna metoda obrazowania i stymulacji oceny pobudliwości mózgu związanej z łącznością u pacjentów z padaczką

Przeglądaj więcej filmów