Методическая статья

Транскраниальная магнитная стимуляция в режиме реального времени с помощью электроэнцефалографии для возбуждения коры головного мозга

29 августа 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Стефану, М., et.al. Стимуляция мозга, зависящая от состояния мозга, с помощью транскраниальной магнитной стимуляции, вызванной электроэнцефалографией в реальном времени. J. Vis. Exp. (2019)

В этом видео демонстрируется процесс транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) с помощью ЭЭГ в реальном времени для изучения возбудимости коры головного мозга. Процедура включает в себя позиционирование катушки ТМС над моторной корой, синхронизацию стимуляции с определенными фазами сигнала ЭЭГ и запись моторно-вызванных потенциалов (MEP) для изучения влияния различных состояний мозга на реакции коры головного мозга. Этот метод позволяет точно модулировать активность мозга на основе анализа ЭЭГ в реальном времени.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все процедуры с участием людей были выполнены в соответствии с институциональными, национальными и международными руководящими принципами по благополучию человека и были рассмотрены местным институциональным наблюдательным советом.

  1. Нахождение "горячей точки" двигателя и определение порогового значения мотора в состоянии покоя
    1. Найдите "горячую точку" двигателя (т.е. место стимуляции, в котором одноимпульсная ТМС вызывает хорошо сформированные MEP со сравнительно постоянной амплитудой в разных испытаниях) и сохраните соответствующее положение катушки (включая ориентацию катушки и угол наклона) в нейронавигационной системе.
    2. Найдите двигательный порог покоя (RMT) путем подачи одиночных импульсов ТМС на моторную кору с постепенно возрастающей интенсивностью стимуляции до тех пор, пока в более чем 50% испытаний у выявленных MEP амплитуды от пика к пику не превысят 50 мкВ.
    3. Если это возможно, используйте автоматизированный сценарий для оценки параметров с помощью последовательного тестирования (PEST), например, следуя стратегии максимального правдоподобия, которая также обеспечивает онлайн-оценку доверительного интервала RMT на основе наблюдаемой изменчивости одиночных реакций и для которой обычно требуется около 30 тестовых импульсов адаптивно изменяющейся интенсивности для получения надежной оценки RMT.
    4. Если это не первый экспериментальный сеанс, сравните положение катушки с предыдущим положением и сравните полученный RMT с предыдущим RMT для проверки согласованности.
    5. При необходимости определите интенсивность стимуляции для активного моторного порога (AMT) или для амплитуды размаха до пика MEP 1 мВ с помощью стандартных процедур.
  2. Заключительная подготовка участника
    1. По желанию, обездвижьте голову объекта с помощью вакуумной подушки.
    2. При желании можно подать маскирующий шум через беруши (при планировании анализа вызванных ТМС потенциалов ЭЭГ). В противном случае предоставьте испытуемому беруши и наушники для защиты слуха.
    3. При желании выровняйте и зафиксируйте катушку в нужном положении с помощью механического рычага.
  3. Проверка качества данных перед экспериментом
    1. Убедитесь, что процессор реального времени получает данные от системы ЭЭГ.
    2. Проверьте сигнал, полученный от нужного пространственного фильтра ЭЭГ (например, С3-центрированного лапласианского монтажа) на наличие очевидных артефактов.
    3. Визуально подтвердите качество сигнала ЭЭГ, проверьте наличие плохих электродов, чрезмерного линейного шума и мышечных артефактов, а также отрегулируйте временное окно и масштабирование амплитуды в программном обеспечении системы ЭЭГ для постоянного визуального контроля во время эксперимента.
  4. Main experimental session
    1. Если интенсивность стимулятора не контролируется дистанционно в экспериментальном сценарии, вручную установите интенсивность стимуляции на желаемое значение (например, 110% от RMT).
    2. Запустите экспериментальный сценарий для подачи импульсов на разных фазах целевого колебания в случайном порядке.
    3. Во время эксперимента контролируйте пороговые значения условий срабатывания (порог обнаружения артефактов, порог предварительной иннервации, минимальная мощность и т. д.).
      ПРИМЕЧАНИЕ: Стимулы будут запускаться через нерегулярные промежутки времени, так как процессор реального времени ожидает наступления условий срабатывания. Тем не менее, условия должны быть установлены таким образом, чтобы большинство стимулов происходило в пределах предсказуемого интервала (например, через 2-3 с после предыдущего импульса) и чтобы избегались длительные паузы (например, в данном случае >5 с), поскольку они привели бы к более сильным вызванным реакциям из-за новизны.
      1. В качестве альтернативы используйте апостериорную стратификацию для исключения испытаний после слишком длинных интервалов.
    4. Чтобы достичь достаточной статистической мощности для дифференциации фазоспецифичных эффектов стимуляции, необходимо провести достаточное количество испытаний
      ПРИМЕЧАНИЕ: Обычно мы выбирали 80-120 чередующихся испытаний для каждого состояния.
    5. Записывайте время начала и окончания различных сеансов и записывайте любые необычные события.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
записи
ЭМГ усилитель ЭЭГ/ЭМГNeurOne с цифровым выходом реального времени, Bittium Biosignals Ltd., Финляндия
устройствоTMSMAG & More Research 100, MAG & More GmbH, Мюнхен, Германия
Программное обеспечениеMathworks Simulink Real-Time (Mathworks Ltd, США)
Стерео инфракрасная камера, нейронавигационная система, включающая отражающий трекер головы, указатель, трекер
головыЭкспериментальный управляющий компьютер, который подключен к системе ЭЭГ, стимулятору ТМС, устройству реального времени и нейронавигационной системе
электродов ЭЭГ, электродам ЭМГ, шприцам, абразивному и проводящему гелю
полиэтиленовой пленке и скотчу
системыЭЭГ и,

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи