Name: Standaryzowana indukcja i ocena długoterminowej plastyczności kory podobnej do potencjacji z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-11-07T14:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 29 s
Description: Poznaj standaryzowaną metodę indukcji plastyczności kory mózgowej typu LTP przy użyciu przezczaszkowej stymulacji magnetycznej z neuronawigacją. Protokół zapewnia powtarzalne wyniki w badaniach synaptycznych.

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

Badanie to zostało wsparte przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (nr 82372582, 82503067), Konkurencyjny Projekt Kluczowego Programu Badań i Rozwoju prowincji Jiangsu (nr BE2023034).

Komisja Etyka Pierwszego Szpitala Afiliowanego z Uniwersytetem Medycznym w Nankinie zatwierdziła protokoły (numer 2023-SR-789), a protokół został zarejestrowany w Chińskim Rejestrze Badań Klinicznych (numer ChiCTR2400082549). Wszystkie procedury prowadzono zgodnie z Deklaracją Helsińską. Przed rozpoczęciem udziału w badaniu uzyskano pisemną świadomą zgodę.
1. Proces uzyskania zgody
<ol>
	<li>Przed jakąkolwiek oceną wyjaśnij cele oceny, główne procedury eksperymentalne oraz wszelkie potencjalne czynniki ryzyka związane z badaniem. Odpowiedz na wszelkie pytania lub wątpliwości. Proszę o potwierdzenie procesu zgody i podpis na formularzu świadomej zgody.</li>
	<li>Niespełnienie kryteriów bezpieczeństwa TMS stanowi podstawę do wykluczenia. Zadaj następujące pytania z udokumentowanymi odpowiedziami. Odpowiedź "tak" na dowolne kryterium stanowi podstawę do wykluczenia: Czy masz jakieś metalowe implanty lub urządzenia niekompatybilne z TMS (np. rozruszniki serca, implanty ślimakowe, klipsy do tętniaka)? Czy masz historię padaczki lub napadów, albo rodzinną historię padaczki? Czy obecnie przyjmujesz jakieś leki, które mogą wywołać napady? Czy masz poważne deficyty poznawcze lub komunikacyjne, które uniemożliwiłyby udział w badaniu? Czy masz poważne zaburzenia kręgosłupa szyjnego (np. zwężenie kręgosłupa lub niestabilność kręgosłupa)? Czy masz jakieś bezpośrednie urazy lub wady czaszki w obszarze stymulacji? Jeśli jesteś kobietą o potencjale do rozrodzenia dzieci: Czy jesteś w ciąży lub być może w ciąży? Jeśli podejrzewa się ciążę, wykonaj test HCG krwi lub moczu i wyklucz przypadki pozytywne.</li>
</ol>
2. Przygotowanie modelu głowy z wykorzystaniem systemu neuronawigacyjnego
<ol>
	<li>Używaj systemu neuronawigacyjnego (wersja 2.5.3.50294) przez cały protokół, aby kierować pozycjonowaniem cewek, rejestrować anatomiczne punkty orientacyjne, kalibrować cewkę i utrzymywać spójne ich położenie podczas określania RMT i stymulacji iTBS.</li>
	<li>Konfiguracja systemu neuronawigacyjnego: Używaj systemu do uzyskania w czasie rzeczywistym wizualnego informacji zwrotnej o położeniu cewki TMS oraz jej ustawieniu względem punktów anatomicznych, zapewniając precyzyjne celowanie podczas funkcjonalnej identyfikacji gorącego punktu ruchowego w pierwotnej korze ruchowej (M1) odpowiadającego przeciwległemu mięśniowi docelowemu20.</li>
	<li>Ustanowienie trójwymiarowego (3D) modelu głowy: Generuj model głowy 3D za pomocą standardowych szablonów mózgu dostępnych w oprogramowaniu neuronawigacyjnym lub skonstruowanych na podstawie indywidualnych badań rezonansu magnetycznego (MRI). Wybierając pojedynczy tryb MRI lub standardowy szablon, rejestrujemy anatomiczne punkty orientacyjne na płaszczyźnie osiowej, strzałkowej i koronalnej. Wykonaj segmentację powierzchni skóry głowy, aby stworzyć trójwymiarowy model głowy.</li>
	<li>Kalibracja cewek<ol>
		<li>Po zakończeniu rejestracji modelu głowy wykonaj kalibrację cewek, aby zapewnić precyzyjne śledzenie w czasie rzeczywistym w systemie neuronawigacji. Przejdź przez ustawienia TMS, kliknij Wybór cewek&gt; Kalibruj powierzchnie narzędzi. Umieść cewkę TMS, wyposażoną w markery refleksyjne, na wyznaczonym bloku kalibracyjnym. Wyrównaj punkty fiducialne na fizycznej cewce z odpowiadającymi punktami na bloku kalibracyjnym pod nadzorem oprogramowania.</li>
		<li>Po początkowej kalibracji postępuj zgodnie z instrukcjami systemu, aby ustawić cewkę nad blokiem kalibracyjnym, aby potwierdzić dokładność. Kliknij Kalibruj, aby rozpocząć automatyczną kalibrację. Akceptować tylko kalibracje z błędem przestrzennym poniżej 3 mm21. W przeciwnym razie wykonaj rekalibrację. Upewnij się, że pozycja, orientacja i kąt pochylenia cewki są wiarygodnie śledzone przez całą sesjęTMS 22.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Identyfikacja hotspotów silnikowych
<ol>
	<li>Ustawienie uczestników: Poproś uczestnika, aby usiadł na wygodnym krześle z wsparciem pleców i ramion, aby zminimalizować ruch głowy i ciała. Podczas zabiegu trzymaj obie ręce całkowicie rozluźnione i nieruchome. Unikaj ruchów niecelowanej ręki, które mogłyby zakłócić pomiary.</li>
	<li>Ustawienie śledzenia głowy: Przymocuj do czoła markery odblaskowe na podczerwień, aby umożliwić śledzenie pozycji głowy w czasie rzeczywistym podczas sesji. Zabezpiecz markery plastrami klejącymi i upewnij się, że są rozpoznawane przez system neuronawigacyjny, oznaczony zielonymi markerami (nierozpoznawalne markery są czerwone).</li>
	<li>Rejestracja zabytku: Użyj wskaźnika śledzonego, aby kolejno oznaczyć trzy anatomiczne punkty orientacyjne na skórze głowy: nasion, lewy nacięcie nadzastryczne i prawe napuknięcie nadnatragiczne. Włącz system neuronawigacji do przestrzennej rejestracji rzeczywistej pozycji głowy w modelu 3D23.</li>
	<li>Pobieranie próbek kształtu głowy: Użyj wskaźnika, aby zebrać około 200 do 300 dodatkowych punktów na skórze głowy, aby poprawić dokładność rejestracji24. Pozwól oprogramowaniu automatycznie dopasować indywidualny model kształtu głowy na podstawie tych punktów, aby zoptymalizować wyrównanie między obrazami MRI a rzeczywistym układem współrzędnych25.</li>
	<li>Rejestracja EMG: Umieść elektrodę rejestrującą nad brzuchem mięśnia abductor pollicis brevis (APB) oraz elektrodę referencyjną w pobliżu stawu międzypaliczkowego kciuka, w odległości około 2 cm oddalonej odsiebie 26. Nagrywaj MEP z częstotliwością próbkowania 100 kHz, z minimalną rozdzielczością &lt;0,2 μV i zakresem odpowiedzi częstotliwościowej od 1 do 25 kHz, podczas gdy impedancje elektrod były utrzymywane poniżej 5 kΩ. Upewnij się, że sygnał EMG na bazie wykazuje minimalny szum, stabilny przebieg fali oraz brak oczywistego dryfu czy zakłóceń elektrycznych przed przejściem do27.</li>
	<li>Określ hotspot silnika<ol>
		<li>Określ współrzędne M1 poprzez podanie pojedynczego impulsu TMS (cewka w kształcie ósemki, 70 mm) około 5 cm bocznie i 0-1 cm przed wierzchołkiem28, przeciwlegle do mięśnia docelowego, aby uzyskać maksymalną amplitudę MEP i ułatwić precyzyjną lokalizację gorącego punktu ruchowego. Trzymaj rękę całkowicie rozluźniętą, aby uniknąć świadomego skurczu mięśni, który mógłby zakłócić pomiary MEP.</li>
		<li>Ustaw uchwyt cewki ustawiony 45° z tyłu względem linii środkowej, aby przepuścić prąd elektromagnetyczny prostopadle do centralnej bruzdy29. Systematycznie przesuwaj zwój co 1 cm wokół wyznaczonego obszaru M1 we wszystkich kierunkach, w tym przedni, tylny, przyśrodkowy iboczny 30, co 5 sekund co31. Zdefiniuj hotspot silnika jako miejsce generujące największą amplitudę MEP w zrelaksowanym APB32.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Oznaczanie hotspotów motorycznych: Po zidentyfikowaniu funkcjonalnie zdefiniowanego hotspotu motorycznego, natychmiast zaznacz go w systemie neuronawigacyjnym. Po oznakowaniu pozwól systemowi automatycznie rejestrować kluczowe parametry przestrzenne, w tym odległość między cewką a punktem docelowym, odchylenie nachylenia oraz odchylenie obrotu. Wykorzystaj te wskaźniki, aby zapewnić precyzyjne i powtarzalne umiejscowienie cewek przez cały proces stymulacji33.</li>
</ol>
4. Ustalenie RMT
<ol>
	<li>Zmierz amplitudę szczyt-szczyt, używając danych EMG powierzchni, aby uzyskać MEP, stosując ten sam układ EMG i parametry opisane w kroku 3.5. Zdefiniuj RMT jako minimalną intensywność bodźca, która powoduje MEP z amplitudami szczyt-szczyt powyżej 50 μV w co najmniej pięciu z dziesięciu kolejnych badań TMS z pojedynczym impulsem,28.</li>
</ol>
5. Ocena plastyczności podobnej do LTP
<ol>
	<li>Oceny wyjściowe: Zarejestrowano 20 kolejnych MEP wywołanych TMS w odstępach 5 sekund w gorącym punkcie motorycznym. Ustaw intensywność bodźców MEP na 120% RMT, co wywołuje MEP na poziomie około 1 mV34.</li>
	<li>Indukcja plastyczności podobnej do LTP: Dostarczanie stymulacji za pomocą urządzenia TMS (cewka w kształcie ósemki, 70 mm). Zastosuj iTBS na hotspot silnika z intensywnością 80% RMT, aby wywołać plastyczność podobną do LTP. Stosuj protokół iTBS, składający się z serii trzech bodźców przy częstotliwości 50 Hz powtarzanych przy 5 Hz. Powtórz ciąg 2 sekund tego bodźca impulsowego, a następnie 8 sekund odpoczynku, co daje łącznie 200 sekund (600 impulsów)10.</li>
	<li>Ocena plastyczności: Zapisz 20 MEP w 5 min, 10 min, 15 min, 30 minut po interwencji iTBS, używając tej samej intensywności stymulacji (120% RMT) do oceny plastyczności35.</li>
	<li>Ilościowa plastyczność podobna do LTP: Oblicz średnią amplitudę szczyt-szczyt z 20 MEP zarejestrowanych w każdym punkcie czasowym (punkt bazowy, 5 min, 10 min, 15 min i 30 minut po iTBS), aby ilościowo odzwierciedlić pobudliwość korową36. Amplitudy MEP po stymulacji wyrażane są jako znormalizowany stosunek względem wartości wyjściowej, aby standaryzować miary pobudliwości między sesjami i osobami. Wynikiem jest surowa amplituda MEP i znormalizowana amplituda MEP w ostatnim punkcie czasu po iTBS, reprezentująca efekt leczenia37.</li>
	<li>Oblicz znormalizowaną amplitudę MEP w każdym punkcie czasowym jako: 
	<img alt="Równanie 1" src="/files/ftp_upload/69425/69425eq1.jpg" data-altupdatedat="1783400419000" data-alt="Equation 1"> Klasyfikować osoby z dużą średnią znormalizowaną wartością MEP &gt;1.1 jako ułatwione, &lt;0.9 jako hamowane oraz między 0.9 a 1.1 jako niezmienione po każdym stanieiTBS 38.</li>
</ol>

Autorzy nie mają konkurujących interesów finansowych ani innych konfliktów interesów wynikających z tej pracy.

Zastosowanie TMS do badania plastyczności synaptycznej ma ogromny potencjał w rozwoju badań neurofizjologicznych. Konkretnie, pojedynczy impuls TMS może być stosowany do oceny plastyczności podobnej do LTP, podczas gdy rTMS oferuje praktyczną, nieinwazyjną metodę jej indukcji. Jednak dokładność i powtarzalność tych wyników w dużej mierze zależą od standaryzacji parametrów proceduralnych. W związku z tym protokół ten zapewnia wiarygodne i ustandaryzowane podejście do oceny plastyczności podobnej do LTP za pomocą TMS prowa...

W ostatnich latach przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) stała się nieinwazyjną, opłacalną i efektywną techniką sondowania i modulowania aktywności nerwowej w ludzkim mózgu1. Wśród różnych paradygmatów stymulacji, przerywana stymulacja theta burst (iTBS) przyciągnęła znaczną uwagę ze względu na swoją zdolność do indukowania plastyczności podobnej do długotrwałej potencjacji (LTP) w korze ruchowej człowieka2. Konkretnie, iTBS dostarcza wybuchy o wysokiej częstotliwości w odstępach theta, naśladując endogenne wzorce sprzężenia theta-gamma związane z plastycznością synaptyczną3. Indukuje plastyczność podobną do LTP poprzez aktywację receptorów N-metylo-D-asparagianianu (NMDARs)4, co eliminuje blokadę Mg2+ i pozwala Ca2+ wejść do neuronu postsynaptycznego5. Ten napływ Ca2+ wywołuje kaskady sygnalizacyjne w kolejnych etapach, w tym aktywację kinazy białkowej II (CaMKII) stymulowanej wapniem i kalmoduliną, która wspiera fosforylację6 oraz wszczepienie receptorów kwasu α-amino-3-hydroksy-5-metylo-4-izoksazolepropionowych (AMPAR), co zwiększa transmisję synaptyczną7. W porównaniu z innymi nieinwazyjnymi metodami, takimi jak powtarzana przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (rTMS) czy przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS), iTBS może indukować plastyczność kory podobną do LTP przy krótszym czasie stymulacji i niższej intensywności, co czyni ją lepiej tolerowaną opcją u osób 8,9,10. Aby ocenić efekty neuroplastyczne wywołane przez iTBS, naukowcy często mierzą zmiany amplitud potencjału motorycznego (MEP) rejestrowane za pomocą elektromiografii (EMG), które odzwierciedlają zwiększoną pobudliwość korowo-rdzeniową11. Badania wykazały, że te wzmocnienia MEP mogą utrzymywać się do 60 minut po stymulacji, co wskazuje na przejściową, ale solidną modulację pobudliwości korowej10,12. Dzięki krótkiemu czasie podawania i dobrze ugruntowanemu profilu bezpieczeństwa, iTBS jest szczególnie odpowiedni do powtarzających się zastosowań zarówno w kontekście eksperymentalnym, jak i klinicznym10. Konkretnie, standardowy protokół iTBS (600 impulsów, 192 s), a także konwencjonalne protokoły rTMS 10-Hz (1 200-1 500 impulsów, 15-20 min), niezawodnie indukują porównywalne efekty plastyczności podobne do LTP 8,13. W związku z tym coraz częściej wykorzystywany jest do badania plastyczności synaptycznej u zdrowych osób i populacji pacjentów, dostarczając cennych informacji na temat deficytów związanych z plastycznością w zaburzeniach neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera (AD), udar i depresja.
Plastyczność synapcyczna, fundamentalny mechanizm plastyczności neuronalnej, leży u podstaw kluczowych procesów, takich jak uczenie się i pamięć. Odzwierciedla zdolność mózgu do modyfikowania siły i skuteczności połączeń synaptycznych w odpowiedzi na doświadczenia lub bodźce środowiskowe14. Spośród różnych form plastyczności synaptycznej, LTP jest dobrze ugruntowanym modelem uczenia się i pamięci dzięki wzmocnieniu transmisji synaptycznej15. Rosnące dowody wskazują, że zaburzenia plastyczności podobnej do LTP są ściśle powiązane z deficytami poznawczymi i behawioralnymi w zaburzeniach neurologicznych, takich jak AD16. Te zaburzenia mogą odzwierciedlać specyficzne dla choroby zaburzenia sygnalizacji synaptycznej i szlaków molekularnych związanych z plastycznością, w tym zmiany w indukcji, ekspresji lub utrzymaniu LTP17. Dlatego zrozumienie i ilościowe określenie plastyczności synaptycznej jest niezbędne dla rozwoju strategii terapeutycznych mających na celu przywrócenie funkcji poznawczych, kontroli ruchowej, integracji sensorycznej i regulacji emocji oraz ułatwienie skutecznej neurorehabilitacji.
Chociaż techniki takie jak iTBS indukujące plastyczność podobną do LTP oraz jednopulsowe TMS do oceny plastyczności korowej oferują ekscytujący potencjał, ich zastosowanie wymaga ścisłego przestrzegania ustandaryzowanych protokołów, aby zapewnić dokładność i powtarzalność. Niespójne metody mogą prowadzić do zmienności, co może utrudniać wiarygodność wyników. Ponadto niespójności metodologiczne w różnych badaniach, w tym różnice w intensywności stymulacji, pozycjonowaniu cewek oraz czasie pomiarów wyników, ograniczają powtarzalność wyników wywołanych przez TMS. W praktyce iTBS jest zazwyczaj podawane przy 80% spoczynkowego progu ruchowego (RMT)18, a niezawodna indukcja plastyczności podobnej do LTP zależy dodatkowo od precyzyjnego pozycjonowania cewek, najczęściej osiąganego za pomocą wskazówek neuronawigacyjnych19. W związku z tym artykuł ma na celu pokazanie ustandaryzowanego, neuronawigacyjnego protokołu indukującego plastyczność podobną do LTP za pomocą iTBS, a następnie ocenę plastyczności kory za pomocą pojedynczego impulsu TMS. Głównym celem tego artykułu będą kluczowe procedury techniczne i czynniki operacyjne niezbędne do osiągnięcia precyzyjnych i wiarygodnych pomiarów plastyczności kory.

<table><tbody><tr><td>70 mm cewka TMS</td><td>Yiruide Co., Wuhan, Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Elektrody powierzchniowe elektromiografii</td><td>Cathay, Szanghaj, Chiny</td><td>CM25R</td><td></td></tr><tr><td>System elektromiografii</td><td>Yiruide Co., Wuhan, Chiny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wskaźnik neuronawigacji</td><td>ANT Neuro, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Markery refleksyjne neuronawigacji</td><td>ANT Neuro, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>System neuronawigacji</td><td>ANT Neuro, Niemcy</td><td>Visor2, wersja 2.5.3.50294</td><td></td></tr><tr><td>Stymulator TMS</td><td>Yiruide Co., Wuhan, Chiny</td><td>NS5000</td><td></td></tr></tbody></table>

standaryzowana indukcja i ocena długoterminowej plastyczności kory podobnej do potencjacji z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Standardized Induction and Assessment of Long-term Potentiation-like Cortical Plasticity Using Transcranial Magnetic Stimulation

W ostatnich latach przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) stała się nieinwazyjną, niskokosztową i skuteczną metodą oceny zmian synaptycznych w mózgu. Plastyczność synapctyczna to podstawowy mechanizm plastyczności neuronalnej, który odzwierciedla zdolność mózgu do modyfikowania siły i skuteczności połączeń synaptycznych w odpowiedzi na doświadczenia lub bodźce środowiskowe. Długoterminowa potencjacja (LTP) stanowi dominujący model eksperymentalny do badania mechanizmów plastyczności synaptycznej, odgrywając kluczową rolę w zrozumieniu plastyczności synaptycznej i ogólnej funkcji mózgu. Specyficzne wzorce stymulacji, zwłaszcza powtarzalne lub wybuchowe wzorce impulsów, takie jak przerywana stymulacja theta burst (iTBS), mogą indukować plastyczność kory podobną do LTP, zapewniając wykonalne, nieinwazyjne podejście do oceny plastyczności synaptycznej. Jednak zastosowanie tych technik wymaga ścisłego przestrzegania standardowych protokołów, aby zapewnić dokładność i wiarygodność wyników. Dlatego niniejszy artykuł ma na celu pokazanie standaryzowanego podejścia do inwestowania plastyczności podobnej do LTP za pomocą iTBS, a następnie oceny plastyczności synaptycznej za pomocą TMS z pojedynczym impulsem, przy czym oba zabiegi są prowadzone przez system neuronawigacyjny. Głównym celem tego artykułu będą kluczowe procedury techniczne i czynniki operacyjne niezbędne do osiągnięcia precyzyjnych i wiarygodnych pomiarów plastyczności kory.

Podczas demonstracji użyto systemu neuronawigacyjnego do precyzyjnego pozycjonowania cewki TMS nad hotspotem silnika, zapewniając sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym i minimalizując zmienność rozmieszczenia cewek. Urządzenie TMS (cewka w kształcie ósemki, 70 mm) zapewniało stymulację przez całą sesję. Aby zilustrować procedurę, poniżej przedstawiono reprezentatywne wyniki jednego uczestnika. Zarejestrowane amplitudy MEP wykazały stabilne i spójne odpowiedzi w badaniach z pojedynczym impulsem, co odzwierciedla stabil...

Niniejszy artykuł opisuje standaryzowaną indukcję długoterminowej plastyczności kory podobnej do potencjacji z wykorzystaniem protokołów stymulacji powtarzalnej, po której następuje zastosowanie pojedynczej impulsowej stymulacji magnetycznej przeczaszkowej prowadzonej przez system neuronawigacyjny w celu oceny plastyczności synaptycznej.

Standaryzowana indukcja i ocena długoterminowej plastyczności kory podobnej do potencjacji z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

In recent years, transcranial magnetic stimulation (TMS) has emerged as a non-invasive, low-cost, and effective technique for assessing synaptic changes ...

Badamy korykoplastyczność, aby zrozumieć i zmierzyć zmiany synaptyczne w zdrowiu i zaburzeniach neurologicznych. Zmienność stymulacji, pozycjonowania cewek i czasu pomiaru sprawia, że powtarzalne badania plastyczności iTBS są trudne. Na początek wyjaśnij cel oceny, główne procedury eksperymentalne oraz wszelkie potencjalne czynniki ryzyka związane z badaniem.Poproś o potwierdzenie procesu zgody i uzyskaj podpis na formularzu świadomej zgody. Użyj systemu neuronawigacyjnego, aby zidentyfikować funkcjonalny hotspot motoryczny w pierwotnej korze ruchowej odpowiadający przeciwległemu mięśniowi docelowemu. Teraz wygeneruj trójwymiarowy model głowy.Korzystając z indywidualnych badań MRI, wybieramy i rejestrujemy anatomiczne punkty orientacyjne na płaszczyźnie osiowej, strzałkowej i koronowej. Wykonaj segmentację powierzchni skóry głowy, aby ukończyć generowanie trójwymiarowego modelu głowy. Po zakończeniu rejestracji modelu głowy wykonaj kalibrację cewek, aby zapewnić precyzyjne śledzenie w czasie rzeczywistym w systemie neuronawigacji.W oprogramowaniu przejdź do Ustawień, kliknij TMS Coil i wybierz Kalibruj powierzchnie narzędzi. Kalibruj punkty fiducial na powierzchni cewki oraz marker punktu sterowania cewki. Umieść cewkę TMS z markerami refleksyjnymi na wyznaczonym bloku kalibracyjnym.Po początkowej kalibracji postępuj zgodnie z instrukcjami systemu, aby umieścić cewkę nad blokiem kalibracyjnym i potwierdzić jej pozycję dla dokładności. Następnie kliknij Neuronawigację, aby zweryfikować single coil. Akceptuj tylko te kalibracje z błędem przestrzennym mniejszym niż trzy milimetry.W przeciwnym razie powtórz proces kalibracji. Poproś uczestnika, aby usiadł na wygodnym krześle z wsparciem zarówno pleców, jak i ramion, aby zminimalizować ruch głowy i ciała. Poinstruuj uczestnika, aby przez cały zabieg trzymał obie ręce całkowicie rozluźnione i nieruchome.Przymocuj markery odbijające podczerwień na czole uczestnika, aby umożliwić śledzenie głowy w czasie rzeczywistym podczas sesji, i zabezpiecz markery za pomocą plastrów klejących. Za pomocą wskaźnika traktu zaznacz trzy anatomiczne punkty orientacyjne na skórze głowy uczestnika: nasion, lewy napuk nadtragiczny oraz prawy napuk nadnatragiczny. Potwierdź, że markery są rozpoznawane przez system neuronawigacyjny, co wskazuje ich zielony wygląd na ekranie.Używając tego samego wskaźnika, zbierz około 200 do 300 dodatkowych punktów na skórze głowy, aby poprawić dokładność rejestracji. Pozwól oprogramowaniu neuronawigacyjnemu automatycznie wygenerować indywidualny model kształtu głowy z tych punktów, aby zoptymalizować wyrównanie między skanami MRI a rzeczywistym układem współrzędnych. Następnie umieść elektrody powierzchniowe w odstępie dwóch centymetrów na mięśniu abductor pollicis brevis w montażu brzuch-ścięgno.Umieść elektrodę referencyjną dystalnie, blisko stawu międzypaliczkowego kciuka. Następnie podaj jednopulsowy TMS około pięciu centymetrów bocznie i od 0 do jednego centymetra przed wierzchołkiem, przeciwlegle do mięśnia docelowego. Użyj tego do określenia współrzędnych pierwotnej kory ruchowej, które wywołują maksymalną amplitudę potencjału wywołaną przez silnik dla lokalizacji hotspotów motorycznych.Instruuj uczestnika, aby trzymał rękę całkowicie rozluźniętą, aby zapobiec świadomym skurczom mięśni, które mogłyby wpływać na pomiary. Ustaw uchwyt cewki o 45 stopni do linii środkowej, aby skierować prąd elektromagnetyczny prostopadle do centralnej żluzy. Systematycznie przesuwaj cewkę co jeden centymetr wokół okolic kory ruchowej we wszystkich kierunkach: przód, tył, przyśrodkowo i bocznie, co pięć sekund.Zidentyfikuj hotspot motorowy jako miejsce, które generuje największą amplitudę potencjału wywołaną przez silnik oraz najkrótsze opóźnienie w rozluźnionym mięśniu odwodziciela pollicis brevis. Pozwól systemowi automatycznie rejestrować kluczowe parametry przestrzenne, w tym odległość między cewką a punktem docelowym, odchylenie nachylenia oraz odchylenie obrotu. Używaj tych wartości, aby zapewnić dokładne i powtarzalne umieszczenie cewek podczas stymulacji.Korzystając z tego samego układu i parametrów elektromiografii powierzchniowej, zmierz się amplitudę potencjału wywołanego przez silnik od szczytu do szczytu. Zdefiniuj próg spoczynkowego ruchu, czyli RMT, jako minimalną intensywność bodźca TMS, która generuje potencjały wywołane przez silnik powyżej 50 mikrowoltów w co najmniej 5 z 10 badań jednoimpulsowych. Zapisz 20 kolejnych potencjałów wywołanych przez silnik w odstępach pięciu sekund od hotspotu silnika jako pomiar bazowy.Ustaw intensywność stymulacji na 120% RMT, aby wywołać około jednomiliwoltowych potencjałów wywołanych przez silnik. Dostarczaj stymulację za pomocą urządzenia TMS. Ustaw intensywność stymulacji na 80% RMT.Stosuj serie po trzy impulsy przy 50 hercach, powtarzane przy pięciu hercach. W 5, 10, 15 i 30 minutach po iTBS nagraj 20 potencjałów wywołanych przez ruch, używając tej samej intensywności stymulacji do oceny plastyczności. Oblicz średnią amplitudę szczyt-szczyt 20 potencjałów wywołanych przez silnik rejestrowanych na poziomie wyjściowym i w każdym punkcie po stymulacji, aby ilościowo określić pobudliwość korową.Wyrażaj amplitudy po stymulacji jako znormalizowane stosunki do pomiarów bazowych do standaryzowanych między sesjami i osobami. Po stymulacji iTBS rejestrowano amplitudy potencjalnego wywołanego przez motorykę w wielu punktach czasowych, aby ocenić pobudliwość kory w czasie. Średnia surowa amplituda potencjału wywołana przez ruch wzrastała po stymulacji, osiągając szczyt po 15 minutach i spadając o 30 minut.Znormalizowana amplituda potencjału wywołana przez silniki wykazała podobny trend, wzrastała powyżej wartości wyjściowej i stopniowo spadała o 30 minut. Średnia znormalizowana amplituda potencjału wywołanego przez motorykę we wszystkich punktach po stymulacji przekroczyła 1,1, klasyfikując uczestnika jako ułatwionego. Oferujemy standaryzowany protokół iTBS z neuronawigacją do wiarygodnej i powtarzalnej oceny plastyczności.Nasz protokół wykorzystuje neuronawigację, zapewniając precyzyjną, niezawodną dostawę iTBS oraz solidną plastyczność podobną do LTP z lepszą spójnością. Umożliwiają one powtarzalne badania plastyczności synaptycznej, wspierając rozwój terapii i strategie neurorehabilitacyjne.

standardized-induction-assessment-long-term-potentiation-like

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) jest nieinwazyjnym narzędziem służącym do badania fizjologii i funkcji ludzkiego układu nerwowego. W niniejszym materiale przedstawiamy nasze techniki TMS wykorzystywane do badania pobudliwości korowej mięśni kończyny górnej oraz mięśni lędźwiowych.

Wykorzystanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej do badania ludzkiego układu nerwowo-mięśniowego

Źródło: Charalambos, C. C., et al. Obustronna ocena ścieżek korowo-rdzeniowych mięśni stawu skokowego za pomocą nawigowanej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. J. Vis. Exp. (2019 rok)Ten film przedstawia metodę oceny ścieżek korowo-rdzeniowych mięśni nóg za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS). Spoczynkowe i aktywne reakcje mięśni są rejestrowane z jednej półkuli mózgu w celu oceny przeciwległej funkcji kortykomotorycznej mięśni nóg.

Ocena ścieżek korowo-rdzeniowych za pomocą przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

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: Beom, J., et al. Powtarzająca się przezczaszkowa stymulacja magnetyczna do jednostronnej półkuli mózgu szczura. J. Vis. Exp. (2016)Ten film pokazuje zastosowanie powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (rTMS) u znieczulonych szczurów w celu modulacji pobudliwości kory mózgowej. Procedura polega na określeniu progu motorycznego (MT) w celu ustalenia stymulacji wyjściowej, a następnie zastosowaniu rTMS o intensywności powyżej MT w celu wywołania depolaryzacji neuronów.

Modulowanie pobudliwości korowej u szczura za pomocą powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Ten artykuł ma na celu opisanie podstawowego protokołu łączenia przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (tDCS) z pomiarami spektroskopii magnetycznego rezonansu protonowego (1H-MRS) w celu zbadania wpływu obustronnej stymulacji na metabolizm pierwotnej kory ruchowej.

Zastosowanie spektroskopii rezonansu magnetycznego jako narzędzia do pomiaru wpływu przezczaszkowej stymulacji elektrycznej na pierwotny metabolizm kory ruchowej

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tDCS) jest techniką nieinwazyjnej stymulacji mózgu. Z powodzeniem stosuje się go w badaniach podstawowych i warunkach klinicznych do modulowania funkcji mózgu u ludzi. W artykule opisano implementację tDCS i jednoczesnego funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) w celu zbadania neuronalnych podstaw efektów tDCS.

Przezczaszkowa stymulacja prądem stałym i jednoczesne funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego

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 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

Prezentujemy zestaw standardowych protokołów rejestracji przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) z pojedynczym i parowanym impulsem, z opcjami konwencjonalnych pomiarów amplitudy i śledzenia progów. Program ten może sterować trzema różnymi typami stymulatorów magnetycznych i został zaprojektowany tak, aby umożliwić wygodne wykonywanie wszystkich testów przez jednego operatora.

Konwencjonalne i progowe testy przezczaszkowej stymulacji magnetycznej do obsługi jedną ręką

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 standaryzowaną metodę indukcji plastyczności kory mózgowej typu LTP przy użyciu przezczaszkowej stymulacji magnetycznej z neuronawigacją. Protokół zapewnia powtarzalne wyniki w badaniach synaptycznych.

Standaryzowana indukcja i ocena długoterminowej plastyczności kory podobnej do potencjacji z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (Wideo) | JoVE Journal

Standaryzowana indukcja i ocena długoterminowej plastyczności kory podobnej do potencjacji z wykorzystaniem przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Przeglądaj więcej filmów