Name: Zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w środowisku o ograniczonych zasobach w celu ustanowienia relacji między mózgiem a zachowaniem (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-04-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 5 s
Description: Poznaj przezczaszkową stymulację magnetyczną do badania relacji między aktywnością mózgu a zachowaniem, w tym mechanizmów samooszukiwania. Ta metoda umożliwia ustalanie przyczynowych związków w neurobiologii.

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

LSAMP (Louis Stokes Alliance for Minority Participation), Wehner i The Crawford Foundation, The Kessler Foundation są wdzięczni za wsparcie.

Badania przedstawione tutaj zostały zatwierdzone przez komisję Institutional Review Board (IRB) Uniwersytetu Stanowego Montclair. Wszyscy uczestnicy byli leczeni zgodnie z wytycznymi etycznymi APA.
1. Uczestnicy
<ol>
	<li>Po pierwsze, należy uzyskać zgodę Komitetu IRB na przegląd protokołu (patrz Dyskusja dla instytucji niebędących instytucjami badawczymi 1). Zalecana jest konsultacja z doświadczonymi badaczami. Uzyskaj formularze, takie jak formularze badań przesiewowych (plik uzupełniający 1) i skutki uboczne (plik uzupełniający 2) od innych badaczy - są one łatwo udostępniane w społeczności TMS. UWAGA: Na potrzeby tego eksperymentu formy uzyskano od Simone Rossi.</li>
	<li>Przeszkol wszystkich badaczy w zakresie wyrażania zgody i informowania uczestników o wszystkich zagrożeniach, skutkach ubocznych i potencjalnych zdarzeniach niepożądanych. W razie potrzeby Główny Badacz (PI) bierze udział w kursie TMS, jeśli potrzebna jest dodatkowa wiedza. Przed rozpoczęciem biegu uczestnicy upewnij się, że kierownik projektu przeprowadzi pilotażowy test protokołu, w tym zgodę i podsumowanie.</li>
	<li>Rekrutuj uczestników za pomocą ulotek rozdawanych na terenie kampusu. Uczestnicy ekranu osobiście; Pierwszy kontakt nie musi odbywać się osobiście. Upewnij się, że ulotki opisują odszkodowanie i ryzyko wyłącznie w sposób ogólny, z uwzględnieniem wszelkich szczególnych okoliczności (np. COVID).</li>
	<li>Upewnij się, że uczestnicy przeczytali na głos formularz zgody, w tym konkretne pytania, w tym: Czy jesteś obecnym studentem ____PI______? Czy masz: epilepsję w wywiadzie, w rodzinie chorujesz na padaczkę? Czy masz historię napadów padaczkowych? Czy masz któryś z następujących udarów, metalowych implantów czaszkowych, strukturalnych uszkodzeń mózgu, wszczepionego urządzenia, rozrusznika serca, pompy leków, implantu ślimakowego, wszczepionego stymulatora mózgu, metalurga? Czy masz historię urazu głowy z utratą przytomności? Czy masz duży potencjał zajścia w ciążę? Masz mniej niż 18 lat? Czy masz więcej niż 65 lat?</li>
	<li>Przepraszam wszystkich uczestników, którzy potwierdzili jakiekolwiek pytania z badania.</li>
	<li>Przed zapisaniem się upewnij się, że została podana lista kontrolna dotycząca badań przesiewowych.</li>
	<li>Zapłać wszystkim uczestnikom 25 USD za ich udział i traktuj zgodnie z wytycznymi Institutional Review Board na Uniwersytecie Stanowym Montclair i Amerykańskiego Towarzystwa Psychologicznego.</li>
	<li>Dostarcz wszystkie TMS w ramach parametru odpowiedniego dla instytucji (patrz Dyskusja).</li>
	<li>Bezpieczeństwo i komfort uczestników mają kluczowe znaczenie, dlatego we wszystkich punktach naprzód pytaj i uważnie monitoruj uczestników, zarówno werbalnie, jak i wizualnie. Nerwowość może być normą, co w niektórych przypadkach prowadzi do trudniejszych wyników i jest to monitorowane.</li>
</ol>
2. Obsługa sprzętu TMS
<ol>
	<li>Do całej stymulacji używaj jednoimpulsowego urządzenia TMS. Uruchom urządzenie poprzez jednoczesne wciśnięcie przełącznika ręcznego i nożnego ręcznie przez PI. Użyj maksymalnej szybkości stymulacji stymulatora (tj. 0.75 Hz).</li>
	<li>Używaj 70-milimetrowej cewki ósemkowej przez cały czas trwania eksperymentu. Upewnij się, że cewka nigdy nie osiąga niebezpiecznych/wyłączających temperatur podczas eksperymentu. Cewki zapasowe są gotowe w razie potrzeby jako zamienniki.</li>
	<li>Prezentuj wszystkie bodźce za pomocą laptopa. Otwórz oprogramowanie (np. Testable) i zaloguj się na konto. Kliknij odpowiedni eksperyment.</li>
	<li>Skaluj monitor za pomocą karty kredytowej. Wprowadź informacje demograficzne. Wyczyść/zdezynfekuj laptopa przed i po każdym badaniu uczestnika.</li>
	<li>Określ próg motoryczny za pomocą oględzin (5/10 wywołany Abductor Pollicis Brevis) lub za pomocą EMG (elektromiografu).</li>
	<li>Używaj czepków pływackich, aby zachować oznaczenia. Używaj standardowego uchwytu cewki tylko do treningu i demonstracji, a nie do aktywnej stymulacji.</li>
	<li>Użyj taśmy mierniczej, aby pobrać współrzędne dla CZ i OZ z systemu 10/20 i weź MPFC z poprzedniego badania na temat overclaiming10. Aby określić MPFC, weź 1/3 odległości nasion do iniona, a MPFC znajduje się 1,5 cm przed tym miejscem. Skupi się to na BA 10/9 (przyśrodkowy zakręt czołowy).</li>
	<li>Potwierdź pomiary według uznania PI przy użyciu metody referencyjnej, w której tabletka witaminy E jest przyklejona do nasadki w miejscu cewki, co łatwo kontrastuje ze standardowym rezonansem magnetycznym. Ze względu na koszt ta opcja jest ograniczona.</li>
</ol>
3. COVID - 19
<ol>
	<li>Ze względu na COVID-19 uwzględnij następujące protokoły14. W formularzu zgody dodaj zastrzeżenie: "Jako uczestnik tego badania będziesz spędzać czas w pomieszczeniu w bliskiej odległości od badacza. Stwarza to znaczne dodatkowe ryzyko zachorowania na COVID-19. Podejmujemy następujące środki ostrożności w celu ochrony użytkownika, takie jak: Tylko PI będzie znajdować się w promieniu 6 stóp od uczestnika; W pobliżu może przebywać tylko jeden asystent, ale muszą oni zachować dystans społeczny; Uczestnik musi mieć założone dwie maseczki; PI musi nosić dwie maski, rękawiczki i przyłbicę; Asystent musi nosić maseczkę i przyłbicę; Wszystkie urządzenia kontaktowe są dezynfekowane."</li>
	<li>Wykonuj wszystkie eksperymenty w holu/korytarzu poza normalnym laboratorium, ponieważ wentylacja jest znacznie zwiększona. Cały sprzęt można dezynfekować i przenosić.</li>
	<li>Po złagodzeniu protokołów COVID-19 należy stosować normalne procedury.</li>
</ol>
4. Próg motoryczny
<ol>
	<li>Oznacz czepki pływackie wzdłuż linii nasion/inion i punktu środkowego za pomocą magicznego markera. Zmierz punkty przeduszne i weź również te punkty środkowe. Stąd wykreśl współrzędne 10/20 (patrz 2.6).</li>
	<li>Korzystając z linii przedusznej prawej półkuli, zejdź 33% w dół (w kierunku brzusznym) i rozpocznij poszukiwanie optymalnej lokalizacji dla Abductor Pollicis Brevis (APB) za pomocą cewki TMS. Rozładuj maszynę TMS za pomocą spustu cewki, przełącznika nożnego i odłącz bezpiecznik.</li>
	<li>Ustaw cewkę TMS pod kątem 45° dla wszystkich wyszukiwań i dostaw TMS.</li>
	<li>Rozpocznij wyjście stymulacji przy 30% całkowitej mocy maszyny za pomocą pokrętła z przodu maszyny i zwiększaj w krokach co 2% za pomocą pokrętła, aż zostanie zauważony ruch. Tutaj, wraz ze wzrostem intensywności stymulacji, przenieś również lokalizację. Istnieje ostrożna zależność między ruchem cewki a intensywnością stymulacji.</li>
	<li>Po znalezieniu optymalnej lokalizacji (tj. miejsca, które zapewniło maksymalną odpowiedź APB), określ MT.</li>
	<li>Przed rozpoczęciem oznaczania MT zaznacz miejsce końcówki cewki na nasadce, aby umożliwić dokładne umieszczenie. Narysuj całą przednią część cewki na czepku pływackim za pomocą magicznego markera.</li>
	<li>W przypadku metody kontroli wizualnej użyj około 20 impulsów (o różnej intensywności maszyny), aby określić, jaki poziom stymulacji powoduje 5/10 (50%) odpowiedzi APB. Pokrętło powinno być podnoszone i opuszczane w odpowiedzi na zwiększone lub zmniejszone ruchy palców. Zacznij od 20% intensywności maszyny i zwiększaj. Po uzyskaniu 5/10 odpowiedzi zapisz MT danej osoby, zwracając uwagę na to, co maszyna wyświetla jako intensywność.</li>
	<li>W przypadku (preferowanej) metody MEP należy umieścić elektrody jednorazowego użytku na APB i ścięgnie kciuka oraz na ziemi (zwykle wokół tylnej części nadgarstka), a zamiast przeprowadzać oględziny, należy zaobserwować dodatni wynik MEP na jednostce rejestrującej.</li>
	<li>Zdefiniuj dodatnią odpowiedź MEP jako MEP o amplitudzie międzyszczytowej ≥50 μV.</li>
	<li>Podobnie jak w przypadku oględzin, stymuluj do momentu zaobserwowania 5/10 pozytywnych posłów do PE. Napięcie MEP powinno być większe niż 50 μV. Jeśli 50% posłów do PE znajduje się powyżej (i 50% poniżej), MT zostało zidentyfikowane.</li>
	<li>Po ustaleniu ustaw maszynę TMS na odpowiedni poziom stymulacji. 90% progu motorycznego to idealna równowaga między skutecznym aktywnym TMS a bezpieczeństwem. Nie przekraczaj 45% całkowitej mocy urządzenia. Zdarzają się sytuacje, w których MT danej osoby wynosi 60% całkowitej wydajności maszyny, ale zdarza się to rzadko.</li>
</ol>
5. Aktywny jednoimpulsowy TMS
<ol>
	<li>Losowo wybierz kolejność wszystkich witryn (np. SMA, PZ, MPFC lub Sham over CZ; Rysunek 5).</li>
	<li>Umieść cewkę nad aktywnym miejscem i uruchom oprogramowanie do prezentacji (np. Testable (patrz poniżej)). Stymulacja powinna przebiegać automatycznie i w synchronizacji z bodźcami.</li>
	<li>Zawsze miej zapasową cewkę na wypadek przegrzania.</li>
</ol>
6. Prezentacja
<ol>
	<li>Zbierz wszystkie dane behawioralne za pomocą oprogramowania do prezentacji (np. Testable) To oprogramowanie jest łatwe w konfiguracji, a skrypty są proste. 
	UWAGA: Tworzone są trzy oddzielne bloki - po jednym dla każdego ze schorzeń mózgu. Dane demograficzne, które mają być zbierane, są najpierw wybierane przy użyciu procedury automatycznego wyboru Testable. Następnie prawdziwe słowa i fałszywe słowa są umieszczane w oprogramowaniu skryptowym. Wybierany jest rozmiar i czas trwania słów, a także położenie słów bodźca na ekranie.</li>
	<li>Po utworzeniu skryptu najpierw zbierz dane demograficzne i przeprowadź kalibrację ekranu. Odbywa się to poprzez dopasowanie suwaka do karty kredytowej. Wykonaj wszystkie eksperymenty na komputerze. Wszystkie odpowiedzi są udzielane na wbudowanej klawiaturze i panelu sensorycznym.</li>
	<li>Daj dwie próby praktyczne i wprowadź skalę analogową. Wszyscy uczestnicy z łatwością dostosowują się do sprzętu. Instrukcje są udzielane ustnie, a uczestnicy są proszeni o ocenę, jak dobrze znają to słowo.
	<ol>
		<li>Jeśli słowo jest im znane (np. "biurko"), należy mu przyznać wysoką ocenę.</li>
		<li>Jeśli "w pewnym sensie" znają to słowo, mają wystawić średnią ocenę (np. "chlorofil").</li>
		<li>Jeśli nie jest im to dobrze znane, przypiszą im niską ocenę (np. "5HTTlpr"). W sumie należy użyć 144 słów (36 na miejsce w mózgu).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Uczestnicy mają nieograniczony czas na udzielenie odpowiedzi. Po odpowiedzi na skali analogowej prezentowane jest kolejne słowo.</li>
</ol>

<ol><li>Academic Research and Development. Science and Engineering Indicators 2020. National Science Board, National Science Foundation. , Alexandria, VA. Available. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://incses.nsf.gov/pubs/nsb20202">https://incses.nsf.gov/pubs/nsb20202</a> (2020).</li>
<li>Rutgers School of Graduate Education. Overview of R1 Serving Hispanic Institutions. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://cmsi.gse.rutgers.edu/sites/default/files/HSI_Report_R2_0.pdf">https://cmsi.gse.rutgers.edu/sites/default/files/HSI_Report_R2_0.pdf</a> (2022).</li>
<li>Maeda, F., Keenan, J. P., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interhemispheric+asymmetry+of+motor+cortical+excitability+in+major+depression+as+measured+by+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+Journal+of+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Interhemispheric asymmetry of motor cortical excitability in major depression as measured by transcranial magnetic stimulation.</a> The British Journal of Psychiatry. 177 (2), 169-173 (2000).</li>
<li>Maeda, F., Keenan, J. P., Tormos, J. M., Topka, H., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+corticospinal+excitability+by+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Modulation of corticospinal excitability by repetitive transcranial magnetic stimulation.</a> Clinical Neurophysiology. 111 (5), 800-805 (2000).</li>
<li>Pascual-Leone, A., Bartres-Faz, D., Keenan, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation%3A+studying+the+brain-behaviour+relationship+by+induction+of+%27virtual+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Philosophical+Transactions+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+B%3A+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation: studying the brain-behaviour relationship by induction of 'virtual lesions.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 354 (1387), 1229-1238 (1999).</li>
<li>Amati, F., Oh, H., Kwan, V. S., Jordan, K., Keenan, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overclaiming+and+the+medial+prefrontal+cortex%3A+A+transcranial+magnetic+stimulation+study%5BTitle%5D)+AND+%22Cognitive+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Overclaiming and the medial prefrontal cortex: A transcranial magnetic stimulation study.</a> Cognitive Neuroscience. 1 (4), 268-276 (2010).</li>
<li>Tang, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulating+the+right+temporoparietal+junction+with+tDCS+decreases+deception+in+moral+hypocrisy+and+unfairness%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Psychology%22%5BJournal%5D)">Stimulating the right temporoparietal junction with tDCS decreases deception in moral hypocrisy and unfairness.</a> Frontiers in Psychology. 8, 2033(2017).</li>
<li>Kelly, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+deception+on+motor+cortex+excitability%5BTitle%5D)+AND+%22Social+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The effect of deception on motor cortex excitability.</a> Social Neuroscience. 4 (6), 570-574 (2009).</li>
<li>Farrow, T. F., Burgess, J., Wilkinson, I. D., Hunter, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+correlates+of+self-deception+and+impression-management%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Neural correlates of self-deception and impression-management.</a> Neuropsychologia. 67, 159-174 (2015).</li>
<li>Uddin, L. Q., Iacoboni, M., Lange, C., Keenan, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+self+and+social+cognition%3A+the+role+of+cortical+midline+structures+and+mirror+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Cognitive+Sciences%22%5BJournal%5D)">The self and social cognition: the role of cortical midline structures and mirror neurons.</a> Trends in Cognitive Sciences. 11 (4), 153-157 (2007).</li>
<li>Luber, B., Lou, H. C., Keenan, J. P., Lisanby, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-enhancement+processing+in+the+default+network%3A+a+single-pulse+TMS+study%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Self-enhancement processing in the default network: a single-pulse TMS study.</a> Experimental Brain Research. 223 (2), 177-187 (2012).</li>
<li>Barrios, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Elucidating+the+neural+correlates+of+egoistic+and+moralistic+self-enhancement%5BTitle%5D)+AND+%22Consciousness+and+Cognition%22%5BJournal%5D)">Elucidating the neural correlates of egoistic and moralistic self-enhancement.</a> Consciousness and Cognition. 17 (2), 451-456 (2008).</li>
<li>Kwan, V. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+the+neural+correlates+of+self-enhancement+bias%3A+a+transcranial+magnetic+stimulation+study%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Assessing the neural correlates of self-enhancement bias: a transcranial magnetic stimulation study.</a> Experimental Brain Research. 182 (3), 379-385 (2007).</li>
<li>Taylor-Lillquist, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preliminary+evidence+of+the+role+of+medial+prefrontal+cortex+in+self-enhancement%3A+a+transcranial+magnetic+stimulation+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Sciences%22%5BJournal%5D)">Preliminary evidence of the role of medial prefrontal cortex in self-enhancement: a transcranial magnetic stimulation study.</a> Brain Sciences. 10 (8), 535(2020).</li>
<li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+TMS%2FtES+clinical+services+and+research+through+the+COVID-19+pandemic%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Guidelines for TMS/tES clinical services and research through the COVID-19 pandemic.</a> Brain Stimulation. 13 (4), 1124-1149 (2020).</li>
<li>Lerner, A. J., Wassermann, E. M., Tamir, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Seizures+from+transcranial+magnetic+stimulation+2012-2016%3A+Results+of+a+survey+of+active+laboratories+and+clinics%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Seizures from transcranial magnetic stimulation 2012-2016: Results of a survey of active laboratories and clinics.</a> Clinical Neurophysiology. 130 (8), 1409-1416 (2019).</li>
<li>Pascual-Leone, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+of+rapid-rate+transcranial+magnetic+stimulation+in+normal+volunteers%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalography+and+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Safety of rapid-rate transcranial magnetic stimulation in normal volunteers.</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 89 (2), 120-130 (1993).</li>
<li>Rossi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+and+recommendations+for+TMS+use+in+healthy+subjects+and+patient+populations%2C+with+updates+on+training%2C+ethical+and+regulatory+issues%3A+Expert+Guidelines%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines.</a> Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).</li>
<li>Wassermann, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Risk+and+safety+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation%3A+report+and+suggested+guidelines+from+the+international+workshop+on+the+safety+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalography+and+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the international workshop on the safety of repetitive transcranial magnetic stimulation.</a> Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 108 (1), 1-16 (1998).</li>
</ol>

Opisany tutaj protokół (i jego odmiany) został wykorzystany w ponad 50 badaniach na Uniwersytecie Stanowym Montclair. Cała konfiguracja może zostać utworzona za mniej niż 15 000 USD (USA). Co więcej, odkryliśmy, że nasze współrzędne dobrze pasują do leżących u ich podstaw struktur mózgu za pomocą procedur powierniczych.
Często stosuje się odmiany tej metody. Na przykład warunki kontrolne mogą obejmować stymulację różnych obszarów mózgu, stosowanie TMS w różnych czasach (tj. stosowanie TMS w cz...

Istnieje wiele wyzwań związanych z badaniem korelacji zachowania mózgu w instytucjach badawczych o ograniczonych zasobach (często nazywanych 'uniwersytetami nauczającymi'). Według danych dostarczonych przez National Science Foundation (NSF), prawie wszystkie badania akademickie są wykonywane przez niewielki odsetek instytucji szkolnictwa wyższego w Stanach Zjednoczonych. Analizując ponad 4 400 instytucji przyznających dyplomy pomaturalne, 115 najlepszych uniwersytetów/instytutów wykonuje i publikuje 75% wszystkich badań1. W Stanach Zjednoczonych istnieje 131 uniwersytetów badawczych 1 (R1: Najwyższy poziom statusu, jaki uniwersytet może osiągnąć pod względem rankingu badań), które otrzymują większość funduszy federalnych.
Ta ogromna dysproporcja w finansowaniu ogranicza możliwości badawcze dla wielu głównych badaczy, jak również studentów; na przykład, tylko 1,9% uniwersytetów R1 to instytuty latynoskie. Co więcej, instytuty inne niż R1 są ograniczone pod względem przestrzeni badawczej, przyznanych grantów i czasu dostępnego na badania, a szkoły te często nie mają powiązań ze szkołami medycznymi2. Biorąc pod uwagę te przeszkody, przedstawiamy metody, które z powodzeniem pozwoliły na zbadanie relacji mózg-zachowanie w oszustwie w środowisku o ograniczonych zasobach. Chociaż metody te są odpowiednie dla każdego instytutu, wierzymy, że te na mniejszych/intensywnie nauczających uniwersytetach odniosą maksymalne korzyści z tych metod.
Nasze laboratorium skupiło się przede wszystkim na regionach mózgu odpowiedzialnych za samooszukiwanie się i samodoskonalenie. Ustalenie związku przyczynowo-skutkowego w odniesieniu do leżących u podstaw regionów kory mózgowej jest możliwe do osiągnięcia za pomocą wielu technik, a dane te pomagają potwierdzić korelacyjne metody neuroobrazowania i eksperymentalne badania kliniczne z udziałem pacjentów3,4,5.
Aby zbadać samooszukiwanie się za pomocą przyczynowych technik neuroobrazowania, zastosowano szereg innowacyjnych metod, głównie z jednopulsową przezczaszkową stymulacją magnetyczną (TMS) i powtarzalną TMS (rTMS6; <silna klasa="xfig">Rysunek 1). Chociaż tDCS (przezczaszkowa bezpośrednia stymulacja korowa) została z powodzeniem zastosowana7 i może być modyfikowana w celu odtworzenia przedstawionych tutaj metod, procedur i wyników, elastyczność TMS nadal sprawia, że jest to optymalny wybór dla neuromodulacji samooszukiwania się. W najczęstszej implementacji badacze hamują, pobudzają, zakłócają lub mierzą pobudliwość kory mózgowej (nie omówione tutaj, ale zobacz odniesienie8).
Przyśrodkowa kora przedczołowa (MPFC) wydaje się być zaangażowana w samooszukiwanie się 9. Biorąc pod uwagę rolę struktur kory mózgowej (CMS) w zakresie samoświadomości w ogóle10, nie jest zaskakujące, że samooszukiwanie się jest skorelowane z aktywnością MPFC. Aby określić związek przyczynowo-skutkowy w zakresie obszarów czołowych, TMS został wykorzystany do stworzenia "wirtualnych zmian chorobowych" podczas pomiaru napadów samooszukiwania się11. Pomiar samooszukiwania się został osiągnięty za pomocą dwóch głównych metod: samodoskonalenia i zawyżania6.
Odkryliśmy, że zakłócenie MPFC prowadzi do zmniejszenia liczby samooszukiwania się6,8,11,12,13. Co więcej, odkryliśmy, że taka redukcja (tj. obniżenie samooszukiwania się) jest związana ze zmniejszeniem afektu danej osoby (tj. wzrost negatywnego nastroju i spadek pozytywnego nastroju).
Ponieważ neuronawigacja/indywidualne rezonanse magnetyczne nie są stosowane (ze względu na koszty, większość laboratoriów nie dysponuje tymi zasobami), mogą pojawić się obawy dotyczące pozycjonowania i dokładności w celowaniu TMS. Zrekompensowaliśmy to, od czasu do czasu wykonując procedury referencyjne, w których cel kontrastu (np. tabletka witaminy E) jest umieszczany na nasadce, a następnie uczestnik (uczestnicy) jest/są następnie skanowani w strukturalnym MRI11,12. Metody te potwierdziły dokładność opisanych tutaj metod, a my celujemy w przyśrodkowy aspekt MPFC na granicy BA 10/9, która leży powyżej przyśrodkowego zakrętu czołowego (0, ~40, ~30).
Oczywiście, wyższą rozdzielczość przestrzenną można uzyskać za pomocą innych metod, takich jak neuronawigacja, jednak te metody nie są stosowane bez wad, które obejmują rezygnację uczestnika, wykluczenie uczestnika, wydłużenie czasu trwania eksperymentu, dodatkowe szkolenia i badania przesiewowe, dodatkowe koszty i często wielokrotne wizyty uczestników w terenie. Dlatego przedstawione tutaj metody stanowią doskonałą alternatywę dla neuronawigacji w wielu okolicznościach.

<table><tbody><tr><td>Tablet Samsung z systemem Android (dla posłów do Parlamentu Europejskiego)</td><td>Taśma</td> miernicza Samsung <td>SM-T500NZSAXAR</td><td></td></tr><tr><td></td><td>GDMINLO</td><td>B08TWNCDNS(AMZ)</td><td></td></tr><tr><td>Rysunek 8 miedzianych cewek TMS</td><td>Magstim</td><td>4150-00</td><td>To jest aktualny model laptopa</td></tr><tr><td>Lenovo T490</td><td>Lenovo</td><td>20RY0002US</td><td></td></tr><tr><td>Magstim 200 z pojedynczym impulsem</td><td>MagStim</td><td>Magstim200/2</td><td>To jest aktualny model</td></tr><tr><td>Magstim Standardowy uchwyt cewki</td><td>MagStim</td><td>AFC/SS</td><td>To jest aktualny model</td></tr><tr><td>czepków pływackich</td><td>Speedo</td><td>Speedo 751104-100</td><td></td></tr><tr><td>Testable.Org Konto i oprogramowanie</td><td>Testowalny</td><td>czujnik ołowiu NA</td><td></td></tr><tr><td>Trigno 2 (dla posłów do Parlamentu Europejskiego)</td><td>DelSys</td><td>SP-W06-018B</td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do baz i wykresów Trigno (dla posłów do Parlamentu Europejskiego)</td><td>DelSys</td><td>DS-203-D00</td><td></td></tr></tbody></table>

zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w środowisku o ograniczonych zasobach w celu ustanowienia relacji między mózgiem a zachowaniem

Employing Transcranial Magnetic Stimulation in a Resource Limited Environment to Establish Brain-Behavior Relationships

Neuroobrazowanie jest zazwyczaj postrzegane jako dyscyplina wymagająca dużej ilości zasobów. Chociaż ma to miejsce w pewnych okolicznościach, instytucje o ograniczonych zasobach historycznie wniosły znaczący wkład w dziedzinę neuronauki, w tym neuroobrazowanie. W badaniu samooszukiwania się z powodzeniem zastosowaliśmy jednoimpulsowy TMS do określenia mózgowych korelatów zdolności, w tym nadmiernego roszczenia i samodoskonalenia. Nawet bez użycia neuronawigacji, przedstawione tutaj metody prowadzą do pomyślnych wyników. Na przykład odkryto, że zmniejszenie samooszukiwania się prowadzi do zmniejszenia afektu. Metody te dostarczają danych, które są wiarygodne i ważne, a takie metody zapewniają możliwości badawcze niedostępne w inny sposób. Dzięki zastosowaniu tych metod poszerza się ogólna baza wiedzy w dziedzinie neuronauki, zapewniając możliwości badawcze studentom, takim jak ci z naszej instytucji (Montclair State University jest instytutem służącym Latynosom), którym często odmawia się takich doświadczeń badawczych.

Rycina 2, opracowana na podstawie pracy Taylor-Lilquist i wsp.14, obejmowała cztery obszary mózgu: MPFC, SMA, PZ oraz miejsce kontrolne (Sham). Obszary te zostały wykorzystane do określenia korelatów naddeklarowania wiedzy. Naddeklarowanie wiedzy polega na tym, że uczestnik wskazuje, iż zna dane słowo, podczas gdy w rzeczywistości nie jest ono słowem. Przebadano 12 uczestników zarówno w warunkach społecznych, jak i niespołecznych. Warunki społeczne reprezentowały pres...

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) i TMS niskiej częstotliwości (lfTMS) okazały się głównymi czynnikami przyczyniającymi się do rozwoju literatury na temat mózgu. W tym miejscu przedstawiamy metody badania korowych korelatów samooszukiwania się za pomocą TMS.

Zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w środowisku o ograniczonych zasobach w celu ustanowienia relacji między mózgiem a zachowaniem

Neuroimaging is typically perceived as a resource demanding discipline. While this is the case in certain circumstances, institutions with limited ...

Istotnych odkryć w neurobiologii można dokonać w środowiskach o ograniczonych zasobach. Tutaj szczegółowo opisujemy, jak zastosować przezczaszkową stymulację magnetyczną przy użyciu ważnych i niezawodnych metod. TMS z pojedynczym impulsem i niską częstotliwością zapewnia przyczynowe, a nie korelacyjne relacje w zachowaniu mózgu.Pozwala to na wyciągnięcie znacznie silniejszych wniosków na temat relacji między zachowaniami mózgu. TMS jest rutynowo stosowany w leczeniu depresji. Szkoląc mniejszości i innych studentów o ograniczonych zasobach w TMS, poszerzamy pulę wyszkolonych specjalistów.TMS jest używany w prawie każdym zastosowaniu klinicznym i naukowym. Była jednak w stanie odpowiedzieć na pytania dotyczące świadomości i samoświadomości, które od wieków wprawiały w zakłopotanie wielkich myślicieli. Każdy, kto zaczyna przygodę z TMS, powinien pracować nad układami motorycznymi, ponieważ efekty TMS można zobaczyć natychmiast po ruchu ręki lub nogi.Inną możliwością jest praca nad układem wzrokowym i poproszenie uczestników o opisanie fosforów, które widzą. Oba systemy natychmiast przekazują informację zwrotną uczniowi, który się uczy. Zacznij od zaznaczenia czepków pływackich wzdłuż linii nasion lub inion i punktu środkowego za pomocą magicznego markera.Zmierz punkty przeduszne i weź również te punkty środkowe. Stąd wykreśl współrzędne 10/20. Korzystając z linii przedusznej prawej półkuli, zejdź 33% w dół w kierunku brzusznym i rozpocznij wyszukiwanie optymalnej lokalizacji dla Abductor Pollicis Brevis lub APB za pomocą cewki TMS.Rozładuj maszynę TMS za pomocą spustu cewki, przełącznika nożnego i odłącz bezpiecznik. Ustaw cewkę TMS pod kątem 45 stopni dla wszystkich wyszukiwań w dostawach TMS, a następnie rozpocznij wyjście stymulacji na 20% całkowitej mocy wyjściowej maszyny za pomocą pokrętła z przodu maszyny. Podnoś w krokach co 2% za pomocą pokrętła, aż zauważysz ruch.Tutaj, wraz ze wzrostem intensywności stymulacji, przenieś również lokalizację. Istnieje ostrożna zależność między ruchem cewki a intensywnością stymulacji. Zaznacz miejsce końcówki cewki na nasadce, aby umożliwić dokładne umieszczenie, i prześledź całą przednią część cewki na czepku pływackim za pomocą magicznego markera.Po znalezieniu optymalnej lokalizacji, czyli miejsca, które zapewniło maksymalną odpowiedź APB, określono MT. W przypadku metody kontroli wizualnej zacznij od 20% intensywności i pracy maszyny. Pokrętło powinno być podnoszone i opuszczane w odpowiedzi na zwiększone lub zmniejszone ruchy palców. Użyj około 20 impulsów, aby dowiedzieć się, jaki poziom stymulacji powoduje 5 na 10 odpowiedzi APB.Po uzyskaniu 5 z 10 odpowiedzi zapisz MT danej osoby, zwracając uwagę na to, co maszyna wyświetla jako intensywność. W przypadku metody MEP umieść jednorazowe elektrody na APB i ścięgnie kciuka oraz masie. Zdefiniuj dodatnią odpowiedź MEP jako MEP o amplitudzie międzyszczytowej większej lub równej 50 mikrowoltów.Podobnie jak w przypadku oględzin, należy stymulować do momentu zaobserwowania 5 na 10 pozytywnych posłów do PE. Napięcie posłów do PE powinno przekraczać 50 mikrowoltów. Jeśli 50% posłów do PE znajduje się powyżej, można powiedzieć, że MT został zidentyfikowany.Ustaw maszynę TMS na odpowiedni poziom stymulacji. 90% progu motorycznego to idealna równowaga między skutecznym, aktywnym TMS a bezpieczeństwem. Losowo wybierz kolejność wszystkich witryn.Umieść cewkę nad aktywnym miejscem i uruchom oprogramowanie do prezentacji. Stymulacja powinna przebiegać automatycznie i w synchronizacji z bodźcami. Zbierz wszystkie dane behawioralne za pomocą oprogramowania do prezentacji.Przeprowadź dwie próby próbne i przedstaw uczestnikom skalę analogową. Wszyscy uczestnicy z łatwością dostosowują się do sprzętu. Instrukcje są przekazywane ustnie, a uczestnicy są proszeni o ocenę, jak dobrze znają to słowo.Jeśli słowo jest im znane, należy mu przyznać wysoką ocenę. Jeśli w pewnym sensie znają to słowo, mają wystawić średnią ocenę. Jeśli słowo nie jest im tak dobrze znane, przypiszą mu niską ocenę.W sumie należy użyć 144 słów. Uczestnicy mają nieograniczony czas na udzielenie odpowiedzi. Po odpowiedzi na skali analogowej prezentowane jest kolejne słowo.Samooszukiwanie się można modulować za pomocą TMS. Uczestnicy odczuwali presję społeczną, aby znać słowa w jednym stanie i nie odczuwać presji społecznej w innym. Presja społeczna była serią werbalnych podpowiedzi, które wskazywały, że każda osoba zna te słowa i są one łatwe lub że słowa są trudne i większość ludzi ich nie zna.Poniżej przedstawiono średnie i błędy standardowe. Ponieważ poznanie społeczne jest przyśrodkową korą przedczołową lub funkcją MPFC, założono, że TMS dostarczony w sposób hamujący zmniejszy nadmierne roszczenie. Okazało się, że tak właśnie jest.Pomiar systemu 10/20 i prawidłowy pomiar progu silnika jest ważny dla bezpieczeństwa i wiarygodnych wyników. Zamiast systemu 10/20 można zastosować wąską nawigację. TMS był pierwszą poważną techniką, która określiła związki przyczynowo-skutkowe między mózgiem a zachowaniem.Dodatkowo jest to obecnie główna technika terapeutyczna wykorzystująca leczenie depresji.

employing-transcranial-magnetic-stimulation-resource-limited

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

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...

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

Źródło: Lioumis, P. et al. Połączona przezczaszkowa stymulacja magnetyczna i elektroencefalografia grzbietowo-bocznej kory przedczołowej.  J. Vis. Exp. (2018)Ten film przedstawia protokół łączenia przezczaszkowej stymulacji magnetycznej i elektroencefalografii w celu oceny pobudliwości kory mózgowej oraz równowagi między pobudzeniem a hamowaniem w grzbietowo-bocznej korze przedczołowej.

Połączona przezczaszkowa stymulacja magnetyczna i elektroencefalografia grzbietowo-bocznej kory przedczołowej

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

Ten artykuł opisuje metodę zbierania i analizowania danych elektroencefalografii (EEG) podczas jednoczesnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) sterowanej aktywacjami ujawnionymi za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). Opisano metodę usuwania artefaktów TMS i ekstrakcji potencjałów związanych ze zdarzeniami, a także rozważania dotyczące projektowania paradygmatu i konfiguracji eksperymentalnej.

Ekstrakcja wizualnych potencjałów wywołanych z danych EEG zarejestrowanych podczas przezczaszkowej stymulacji magnetycznej pod kontrolą fMRI

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) to technika nieinwazyjnego zakłócania przetwarzania informacji neuronalnych i mierzenia jej wpływu na zachowanie. Kiedy TMS zakłóca zadanie, oznacza to, że stymulowany obszar mózgu jest niezbędny do normalnego wykonywania zadania, co pozwala na systematyczne powiązanie regionów mózgu z funkcjami poznawczymi.

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna do badania przyczynowych relacji mózgowo-behawioralnych i ich przebiegu w czasie

Przedstawiony tutaj protokół jest przeznaczony do badań TMS-EEG wykorzystujących paradygmaty projektowania test-retest pobudliwości wewnątrzkorowej. Celem protokołu jest uzyskanie wiarygodnych i powtarzalnych miar pobudliwości kory mózgowej do oceny funkcjonowania neurofizjologicznego związanego z interwencjami terapeutycznymi w leczeniu chorób neuropsychiatrycznych, takich jak duża depresja.

Ten artykuł opisuje przezczaszkową stymulację magnetyczną w czasie rzeczywistym wyzwalaną elektroencefalografią w celu badania i modulowania sieci ludzkiego mózgu.

Stymulacja mózgu zależna od stanu mózgu z przezczaszkową stymulacją magnetyczną wyzwalaną elektroencefalografią w czasie rzeczywistym

Ten artykuł opisuje nowe podejścia do pomiaru i wzmacniania funkcjonalnie specyficznych ścieżek neuronowych za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. Te zaawansowane nieinwazyjne metodologie stymulacji mózgu mogą zapewnić nowe możliwości zrozumienia relacji między mózgiem a zachowaniem i opracowania nowych terapii w leczeniu zaburzeń mózgu.

Pomiar i manipulowanie funkcjonalnie specyficznymi ścieżkami neuronalnymi w układzie motorycznym człowieka za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Proponuje się tani system zapisu elektroencefalograficznego w połączeniu z cewką o rozmiarach milimetrowych do napędzania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej mózgu myszy in vivo. Korzystając z konwencjonalnych elektrod śrubowych z niestandardowym, elastycznym podłożem z matrycą wieloelektrodową, można przeprowadzić zapis w wielu miejscach z mózgu myszy w odpowiedzi na przezczaszkową stymulację magnetyczną.

Niedrogi elektroencefalograficzny system zapisu w połączeniu z cewką o rozmiarach milimetrowych do przezczaszkowej stymulacji mózgu myszy in vivo

Nowatorski protokół spersonalizowanej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w połączeniu z mapowaniem sieci korowych za pomocą elektroencefalografii (TMS–EEG), oparty na wielu modalnościach obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI).

Neuroobrazowanie TMS-EEG do mapowania sieci korowej w czasie rzeczywistym

Ten artykuł opisuje, jak lokalizować cele specyficzne dla funkcji dla powtarzających się przezczaszkowych interwencji lub zabiegów, gdy sprzęt nawigacyjny jest niedostępny.

Lokalizacja celów specyficznych dla funkcji przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w przypadku braku sprzętu nawigacyjnego

Poznaj przezczaszkową stymulację magnetyczną do badania relacji między aktywnością mózgu a zachowaniem, w tym mechanizmów samooszukiwania. Ta metoda umożliwia ustalanie przyczynowych związków w neurobiologii.

Zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w środowisku o ograniczonych zasobach w celu ustanowienia relacji między mózgiem a zachowaniem (Wideo) | JoVE Journal

Zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w środowisku o ograniczonych zasobach w celu ustanowienia relacji między mózgiem a zachowaniem

Przeglądaj więcej filmów