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Estimulação magnética transcraniana acionada por eletroencefalografia em tempo real para excitação cortical

29 de agosto de 2025

Neste artigo

Resumo

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Fonte: Stefanou, M., et.al. Estimulação cerebral dependente do estado cerebral com estimulação magnética transcraniana acionada por eletroencefalografia em tempo real. J. Vis. Exp. (2019)

Este vídeo demonstra o processo de estimulação magnética transcraniana (EMT) desencadeada por EEG em tempo real para estudar a excitabilidade cortical. O procedimento envolve posicionar a bobina TMS sobre o córtex motor, sincronizar a estimulação com fases específicas do sinal de EEG e registrar potenciais evocados motores (MEPs) para explorar os efeitos de diferentes estados cerebrais nas respostas corticais. Essa técnica permite a modulação precisa da atividade cerebral com base na análise de EEG em tempo real.

Protocolo

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Todos os procedimentos envolvendo participantes humanos foram realizados em conformidade com as diretrizes institucionais, nacionais e internacionais para o bem-estar humano e foram revisados pelo conselho de revisão institucional local.

  1. Encontrar o "hotspot" do motor e determinar o limiar do motor em repouso
    1. Encontre o "hotspot" do motor (ou seja, o local de estimulação sobre o qual o TMS de pulso único provoca MEPs bem formados de uma amplitude comparativamente consistente entre as tentativas) e salve a posição da bobina correspondente (incluindo orientação e angulação da bobina) no sistema de neuronavegação.
    2. Encontre o limiar motor em repouso (RMT) aplicando pulsos únicos de TMS sobre o córtex motor em intensidades de estimulação gradualmente crescentes até que os MEPs eliciados tenham amplitudes pico a pico superiores a 50 μV em mais de 50% dos ensaios.
    3. Se disponível, use um script automatizado para estimativa de parâmetros por teste sequencial (PEST), por exemplo, seguindo uma estratégia de máxima verossimilhança que também fornece uma estimativa on-line do intervalo de confiança do RMT com base na variabilidade observada de respostas únicas e que normalmente requer cerca de 30 pulsos de teste de intensidade variável adaptativa para obter uma estimativa robusta do RMT.
    4. Se esta não for a primeira sessão experimental, compare a posição da bobina com a posição anterior e compare o TMR obtido com o TMR anterior para validar a consistência.
    5. Se necessário, determine as intensidades de estimulação para o limiar motor ativo (AMT) ou para a amplitude de MEP pico a pico de 1 mV usando procedimentos padrão.
  2. Preparação final do participante
    1. Opcionalmente, imobilize a cabeça do sujeito usando um travesseiro a vácuo.
    2. Opcionalmente, forneça um ruído de mascaramento através de tampões de ouvido (ao planejar a análise de potenciais de EEG evocados por TMS). Caso contrário, forneça ao sujeito tampões de ouvido e fones de ouvido para proteção auditiva.
    3. Opcionalmente, alinhe e fixe a bobina na posição desejada usando um braço mecânico.
  3. Validação da qualidade dos dados pré-experimento
    1. Verifique se o processador em tempo real está recebendo dados do sistema EEG.
    2. Verifique o sinal obtido do filtro espacial EEG desejado (por exemplo, montagem laplaciana centrada em C3) em busca de artefatos óbvios.
    3. Confirme visualmente a qualidade do sinal de EEG, verifique se há eletrodos ruins, ruído excessivo de linha e artefatos musculares e ajuste a janela de tempo e a escala de amplitude no software do sistema EEG para inspeção visual contínua durante o experimento.
  4. Sessão experimental principal
    1. A menos que a intensidade do estimulador seja controlada remotamente no script experimental, defina manualmente a intensidade da estimulação para o valor desejado (por exemplo, 110% do RMT).
    2. Inicie o script experimental para aplicar pulsos em diferentes fases da oscilação alvo em uma ordem aleatória.
    3. Durante o experimento, monitore os limites da condição de disparo (limite de detecção de artefato, limite de pré-inervação, potência mínima etc.).
      NOTA: Os estímulos serão acionados em intervalos irregulares, pois o processador em tempo real está aguardando que as condições de disparo ocorram. No entanto, as condições devem ser definidas de forma que a maioria dos estímulos ocorra dentro de um intervalo previsível (por exemplo, 2-3 s após o pulso anterior) e pausas longas (por exemplo, neste caso, >5 s) sejam evitadas, pois isso levaria a respostas evocadas maiores devido à novidade.
      1. Como alternativa, use a estratificação post hoc para remover tentativas após intervalos excessivamente longos.
    4. Para obter poder estatístico suficiente para diferenciar os efeitos de estimulação específicos da fase, adquira um número suficiente de ensaios
      NOTA: Normalmente, escolhemos 80-120 ensaios intercalados por condição.
    5. Documente os horários de início e término das várias sessões e mantenha um registro de quaisquer ocorrências incomuns.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
de gravação
EEG/EMG Amplificador EEG/EMGNeurOne com saída digital em tempo real, Bittium Biosignals Ltd., Finlândia
DispositivoTMSMAG & More Research 100, MAG & More GmbH, Munique, Alemanha
SoftwareMathworks Simulink Real-Time (Mathworks Ltd, EUA)
Sistema de neuronavegação de câmera infravermelha estéreo, incluindo rastreador de cabeça reflexivo, ferramenta de ponteiro, rastreador
de cabeçaPC de controle experimental conectado ao sistema de EEG, ao estimulador TMS, ao dispositivo em tempo real e ao sistema
Eletróides de EEG, eletrodos EMG, seringas, gel
Filme plástico e fita
Sistemas de de neuronavegaçãoabrasivo e condutoradesiva

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Etiquetas

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