19 stycznia 2024
Ten artykuł opisuje użycie olfaktometru zsynchronizowanego z oddechem do wyzwalania jedno- i dwucewkowej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) podczas prezentacji zapachu zsynchronizowanej z ludzkim oddechem przez nos. Ta kombinacja pozwala nam obiektywnie zbadać, jak przyjemne i nieprzyjemne zapachy wpływają na pobudliwość korowo-rdzeniową i efektywną łączność mózgową u danej osoby.
Tutaj naszym celem jest zbadanie związku między węchem a układem motorycznym w mózgu. Jesteśmy szczególnie zainteresowani zbadaniem, jakie przyjemne i nieprzyjemne zapachy wpłyną na dostępność korowo-rdzeniową i skuteczną łączność zarówno w normalnym, jak i patologicznym stanie. Badanie mechanistycznych podstaw węchowo-motorycznych interakcji wymaga starannego rozważenia dwóch aspektów metodologicznych.
Po pierwsze, konieczne jest dostarczenie różnych warunków węchowych w tej samej fazie eksperymentalnej. Po drugie, wymagana jest precyzyjna kontrola i synchronizacja stymulacji węchowej i TMS z fazami oddechowymi. Przedstawiamy nową metodę przeznaczoną do rygorystycznych badań modulacji korowo-rdzeniowej, pobudliwości i efektywnej łączności, które mogą wystąpić podczas percepcji przyjemnych i nieprzyjemnych zapachów.
Wszystkie stymulacje są dostarczane synchronicznie z oddychaniem przez nos człowieka. Metoda ta utorowała drogę do badań klinicznych, w ramach których badano nieprawidłowe interakcje między układem węchowym a ruchowym. Obecnie stosujemy te metody u pacjentów z zaburzeniami psychicznymi, które są związane ze zmianami w adonicznym postrzeganiu zapachów i nieprzystosowawczym podejściem lub zachowaniami unikającymi.
Na początek poproś uczestnika, aby usiadł na wygodnym krześle z obiema rękami rozluźnionymi i pronującymi. Przed nałożeniem elektrody przygotuj skórę uczestnika, używając peelingu złuszczającego, aby delikatnie zetrzeć obszary. Oczyść obszary wacikami nasączonymi alkoholem, w których zostaną zastosowane elektrody.
Następnie nałóż na srebro, jednorazowe elektrody rejestrujące chlorek srebra za pomocą montażu ścięgna brzucha dla pierwszego grzbietowego mięśnia międzykostnego. Umieść elektrodę uziemiającą na wyrostku rylcowatym kości łokciowej. Podłącz elektrody do amplifier za pomocą.
Zintegruj system z systemem akwizycji danych. Rejestruj sygnał EMG i oceń jakość sygnału wyświetlanego na ekranie podłączonym do systemu akwizycji danych. Następnie podłącz cewkę TMS M1 do stymulatora A.
Następnie załóż ciasno dopasowaną nasadkę na głowę uczestnika. Użyj taśmy mierniczej, aby wykonać pomiary nasion-inion, tragus-tragus i obwodu głowy w oparciu o standardowe punkty orientacyjne czaszki. Zidentyfikuj wierzchołek skóry głowy na przecięciu linii środkowej strzałkowej i międzyustnej i zaznacz go długopisem.
Następnie umieść pierwszą małą cyfrę ósemki stycznie do skóry głowy. Nad przypuszczalnym obszarem dłoni lewego M1, który znajduje się pięć centymetrów w bok od wierzchołka. Następnie podłącz cewkę TMS DLPFC do stymulatora B.
Użyj zaktualizowanej heurystyki skóry głowy, aby zlokalizować obszar skóry głowy odpowiadający lewemu DLPFC. Oszacuj położenie drugiej małej cewki ósemkowej nad DLPFC. Pobierz narzędzie do obliczania arkuszy kalkulacyjnych Excel online.
Wprowadź odległości nasion-inion i tragus-tragus oraz obwód głowy w centymetrach. Zgłaszaj odległości XLA i YLA bezpośrednio na głowie uczestnika. Umieść cewkę TMS DLPFC stycznie do skóry głowy nad przypuszczalną lewą lokalizacją DLPFC.
Z uchwytem skierowanym w dół i na bok pod kątem minus 45 stopni do środkowej linii strzałkowej. Zaznacz umieszczenie cewki TMS DLPFC na nasadce, aby zapewnić prawidłowe umieszczenie cewki przez cały czas trwania eksperymentu. Następnie umieść kaniulę nosową olfaktometru w pobliżu nozdrzy uczestnika, aby zmierzyć oddychanie przez nos.
Poinstruuj uczestnika, aby oddychał normalnie przez nos. Włącz przenośną sprężarkę powietrza, obudowę miernika olfaktometru i komputer zawierający oprogramowanie. Sprawdź wszystkie połączenia kablowe.
Przejdź do fazy kalibracji przez 20 sekund, aby dostosować progi wykrywania fazy wydechowej i wdechowej. Uruchom niestandardowy skrypt powlekania w oprogramowaniu miernika węchu. Dostarczanie wszystkich kombinacji spTMS i dsTMS z przyjemnymi i nieprzyjemnymi zapachami oraz bez zapachów występujących w przypadkowej kolejności.
Reprezentatywny wykres sygnałów oddechowych wykazał, że faza wydechowa i wdechowa są wykrywane po przekroczeniu progu. Środek zapachowy wyzwalał się natychmiast po progu fazy wydechowej, a impuls TMS wyzwalany z opóźnieniem po progu fazy wdechowej. Wykazanie, że metoda ta może precyzyjnie zsynchronizować dyfuzję zapachu i czas TMS zgodnie z fazami oddychania przez nos człowieka.
Zapisy EMG i MEP z odpowiednich mięśni FDI wykazały, że szczytowa amplituda górna MEP wywołana przez spTMS i dsTMS różniła się w zależności od hedonistycznej wartości nawaniacza. Po znormalizowaniu wyników okazało się, że wszystkie wskaźniki MEP były poniżej jednego. Wskazujące na supresyjne działanie lewego DLPFC na lewy M1.
Niniejsze badanie przedstawia nową metodę eksperymentalną z wykorzystaniem olfaktometru zsynchronizowanego z oddechem w połączeniu z przezczaszkową stymulacją magnetyczną (TMS), mającą na celu zbadanie interakcji między percepcją węchową a odpowiedziami układu ruchowego. Badania koncentrują się na tym, w jaki sposób zapachy przyjemne i nieprzyjemne modulują pobudliwość kory rdzeniowej oraz efektywną łączność, co może dostarczyć istotnych danych dla badań klinicznych nad interakcjami węchowo-ruchowymi.
Integracja olfaktometrii zsynchronizowanej z oddechem ze stymulacją mózgu opartą na TMS umożliwia rygorystyczne badanie tego, w jaki sposób bodźce węchowe modulują pobudliwość i łączność układu ruchowego. Podejście to wypełnia krytyczną lukę w rozumieniu integracji sensoryczno-motorycznej, zwiększając pewność predykcyjną w walidacji celów w badaniach nad zaburzeniami neuropsychiatrycznymi i neurologicznymi. Precyzja i powtarzalność tej metody czynią ją cennym narzędziem we wczesnych etapach odkryć oraz w procesach neuronauki translacyjnej.
Metoda ta łączy wczesną fazę odkryć z badaniami przedklinicznymi, umożliwiając weryfikację hipotez dotyczących interakcji węchowo-motorycznych oraz ich modulacji przez zmienne eksperymentalne.