Projekt badania dla powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w celu mapowania kory mowy

Nasz protokół jest nieinwazyjny i porównywalny do inwazyjnego standardu złota. W ten sposób może pomóc w doborze pacjentów w projektowaniu operacji i przyspieszyć bezpośrednią stymulację kory mózgowej przeprowadzaną podczas operacji. Technika ta pozwala na szczegółowe mapowanie kory mowy oraz elastyczne zmiany zadania i parametrów stymulacji.

Może być również stosowany do zdrowej populacji i dostosowywany do każdego rodzaju zadania językowego. Nasz protokół może zastąpić bezpośrednią stymulację kory mózgowej w przypadkach, gdy nie można jej wykonać, a także może być stosowany do identyfikacji węzłów sieci językowej, które mają być stymulowane u pacjentów po udarze. Trudno jest zdecydować, które parametry zmienić w pierwszej kolejności, aby wywołać więcej błędów w nazewnictwie.

Zaleca się zmianę jednego parametru na raz i uzyskanie wcześniejszych informacji przestrzennych i czasowych z różnych metod obrazowania, takich jak MEG, EEG lub FMRI. Aby rozpocząć, zapoznaj się z obrazami w formacie drukowanym lub cyfrowym przed zadaniem nazywania obiektów linii bazowej. Używaj obrazów o ustandaryzowanych i znormalizowanych kolorach, często spotykanych w codziennym środowisku, z minimalnymi synonimami i wysoką zgodnością nazw.

Pozwól obiektowi poćwiczyć z obrazami przed rozpoczęciem sesji. Przedmiot może również ćwiczyć w domu. Następnie przymocuj akcelerometr do skóry nad krtanią i strunami głosowymi, aby zarejestrować początek mowy.

Prezentuj obrazy jeden po drugim osobie na ekranie umieszczonym w odległości od 0,5 do 1 metra i poproś o nazwanie obrazów dozwolonych bez stymulacji. Kleszcze. Ciasto. Dostosuj interwał między obrazami, IPI, aby zadanie było nieco trudne dla każdego obiektu, zaczynając od 2 500 milisekund i zmieniając się w zakresie od 1 500 do 4 000 milisekund.

Jeśli podczas zadania nazewnictwa punktu odniesienia wystąpi więcej błędów, zwiększ IPI w krokach od 200 do 300 milisekund. Jeśli zadanie jest zbyt łatwe, zmniejszaj IPI w krokach od 200 do 300 milisekund. W przypadku rzeczywistej sesji mapowania mowy z powtarzającym się TMS pomiń obrazy, które podczas testów podstawowych nie zostały odpowiednio przeszkolone, nie zostały poprawnie nazwane, nie nazwane jasno, nie wyartykułowane poprawnie, nazwane z opóźnieniem lub wahaniem lub wydawały się trudne dla badanego.

Uruchom zadanie nazewnictwa linii bazowej trzy razy i dostosuj IPI, jeśli wydajność jest niezadowalająca. Przed rozpoczęciem stymulacji sprawdź, czy wartości indukowanego pola elektrycznego są w przybliżeniu podobne w różnych obszarach związanych z mową w obu półkulach. W razie potrzeby wyreguluj głębokość kory mózgowej i upewnij się, że środek cewki nie znajduje się w powietrzu.

Zacznij od domyślnego interwału obrazu do TMS, PTI, wynoszącego 300 milisekund lub użyj PTI od 0 do 400 milisekund. PTI powyżej 150 milisekund jest preferowane, aby zoptymalizować nakładanie się stymulacji z przetwarzaniem języka. Zacznij od pięciu impulsów z częstotliwością pięciu herców w obszarze kory mózgowej niezwiązanym z przetwarzaniem mowy, aby badany przyzwyczaił się do wrażenia wywołanego stymulacją.

Następnie przesuń cewkę do oczekiwanych obszarów związanych z mową. Utrzymuj cewkę w tej samej pozycji, aż ciąg impulsów się skończy i zostanie zakończone nazywanie obiektu. Skoncentruj się na wydajności obiektu.

Jeśli nie ma błędu, przejdź do następnego miejsca. Jeśli zaobserwuje się błąd lub nawet wahanie, kontynuuj stymulację tego miejsca dla dodatkowych dwóch do trzech nawigowanych powtarzalnych pociągów TMS, a następnie przejdź dalej. Ale pamiętaj o miejscu na ewentualną późniejszą ponowną stymulację.

Dokonuj niewielkich korekt cewki po wykryciu nawet niewielkiego błędu, takiego jak drobne wahanie lub głośniejszy głos podczas nazewnictwa ze względu na zwiększony wysiłek sprowokowania wyraźniejszych błędów. Unikaj powtarzania stymulacji w tym samym miejscu przez więcej niż pięć kolejnych pociągów. Kontynuuj z innymi miejscami korowymi i wróć do tego miejsca później.

Jeśli powtarzające się błędy pojawią się w kilku stymulowanych miejscach, podnieś cewkę w powietrzu nad skórę głowy i sprawdź, czy błędy nadal występują. Jeśli błędy nadal występują, zrób sobie przerwę i poczekaj, aż nazewnictwo powróci do normy. Następnie stymuluj w blokach od 7 do 10 minut w sposób ciągły i zrób 2 do 5 minut przerwy pomiędzy nimi.

Stymuluj wszystkie możliwie powiązane obszary anatomiczne, aby uzyskać jak najwięcej kontrolowanych reakcji. Zmniejsz intensywność TMS w krokach od 2% do 5% maksymalnej mocy wyjściowej stymulatora, jeśli mapowanie wywołuje ból lub dyskomfort. Przerwij pomiar, jeśli wywołany ból lub dyskomfort nie jest tolerowany przez badanego.

Gdy nie wystąpi błąd nazewnictwa, zakończ stymulację, jak pokazano, i zmień parametry stymulacji. Zmniejsz IPI w krokach co 200 milisekund od wartości domyślnej. Współpracuj z ekspertem, który powinien optymalnie być obecny na sali operacyjnej i dokładnie sprawdź wywołane błędy nazewnictwa, obserwując ustawienie cewki i ewentualne zakłócenia bólu z nagrań wideo.

Sklasyfikuj błędy jako anomię, parafazję semantyczną i fonologiczną oraz błędy wykonania. Jeśli określony typ błędu powtarza się w podstawowym filmie wideo, nie traktuj go jako błędu. Jeśli nazwa obiektu pochodzi od pociągu TMS w trybie powtarzalnym, należy to uznać za opóźnienie lub brak błędu.

Sprawdź również, czy pacjent nie odczuwa dyskomfortu podczas dostarczania impulsu. Jeśli badany nie może nazwać danego obiektu, mimo że język, wargi i szczęki się poruszają, zarejestruj błąd braku odpowiedzi. Jeśli nie masz pewności, kontroluj wydajność sąsiedniego miejsca stymulacji lub efekt stymulacji drugiej półkuli za pomocą tego samego obrazu.

Pokazano tutaj różne błędy nazewnictwa wywołane przez TMS u zdrowego osobnika podczas zadania przy różnych PTI wynoszących 180, 200 i 215 milisekund. Większość błędów została wywołana w obszarach mowy klasycznej oraz wzdłuż ścieżki łączącej obszar motoryczny przed uzupełnieniem i obszar broki. Przedstawiono porównanie wyników między pozaoperacyjnym mapowaniem bezpośredniej stymulacji kory mózgowej a powtarzalnym TMS z nawigowanym powtarzalnym PTI ze stałym PTI po 300 milisekundach u pacjenta z nieuleczalną padaczką.

W mapowaniu bezpośredniej stymulacji korowej żółte kule reprezentują wszystkie elektrody na korze mózgowej. Miejsca stymulacji od dwóch do pięciu miliamperów indukowały reakcje motoryczne ręki i ust, nazywając zatrzymanie i przerywając powtarzanie zdań. Poruszanie się po powtarzającym się TMS mapowania kory mowy wywoływało anomie, parafazje semantyczne i fonologiczne oraz wahania.

Obszary z wysoce powtarzalną i niezawodną indukcją błędów są zakreślone. Kluczowe znaczenie w tej procedurze mają odpowiednie i znormalizowane obrazy, wystarczająca linia bazowa, elastyczność w zmianie parametrów, jeśli nie błędy, oraz dokładna analiza wideo. MEG, FMRI i rezonans magnetyczny oparty na dyfuzji mogą spersonalizować procedurę oraz zwiększyć czułość i swoistość tego protokołu.

EEG będzie przydatne w przyszłości do lokalizowania istotnych obszarów funkcjonalnych w czasie rzeczywistym. Technika ta zmieniła standardy oceny przedoperacyjnej i pozwoliła naukowcom zajmującym się mapowaniem kory mózgowej zbadać związek między strukturalną i funkcjonalną łącznością kory mózgowej a zachowaniem podczas zadań poznawczych.