Method Article

Неинвазивная модуляция и роботизированное картирование моторного коры в развивающемся мозге

DOI:

10.3791/59594

⸱

July 1st, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurosciences, University of Calgary, 2Hotchkiss Brain Institute, University of Calgary, 3Cumming School of Medicine, University of Calgary, 4Department of Pediatrics, University of Calgary, 5Alberta Children's Hospital Research Institute, University of Calgary, 6Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, 7Department of Clinical Neurosciences, University of Calgary

In This Article

Summary

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

Мы демонстрируем протоколы модуляции (tDCS, HD-tDCS) и картографирования (роботизированный TMS) моторной коры у детей.

Abstract

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

Картирование моторной коры с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) может выспросить физиологию и пластичность моторных кор кор кор, но несет в себе уникальные проблемы у детей. Аналогичным образом, транскраниальная стимуляция прямого тока (tDCS) может улучшить моторное обучение у взрослых, но только недавно была применена к детям. Использование tDCS и новых методов, таких как tDCS высокой четкости (HD-tDCS), требует специальных методологических соображений в развивающемся мозге. Роботизированное картографирование двигателей TMS может дать уникальные преимущества для картирования, особенно в развивающемся мозге. Здесь мы стремимся обеспечить практический, стандартизированный подход для двух интегрированных методов, способных одновременно изучать модуляцию моторных кор кор ы и моторные карты у детей. Во-первых, мы описываем протокол для роботизированного картирования двигателя TMS. Индивидуальные, МРТ-навигационные 12x12 сетки сосредоточены на моторной коры руководство робота для администрирования одноимпульсных TMS. Средний двигатель вызвал потенциал (MEP) амплитуды на точку сетки используются для создания 3D моторных карт отдельных мышц рук с исходами, включая карту области, объема и центра тяжести. Инструменты для измерения безопасности и переносимости обоих методов также включены. Во-вторых, мы описываем применение как tDCS, так и HD-tDCS для модулировать моторную кору и моторное обучение. Описаны экспериментальная парадигма обучения и результаты выборки. Эти методы будут способствовать применению неинвазивной стимуляции мозга у детей.

Introduction

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

Неинвазивная стимуляция мозга может какизмерять, так и модулировать функцию мозга человека 1,2. Наиболее распространенной целью была моторная кора, отчасти из-за немедленного и измеримой биологической продукции (мотор вызывал потенциалы), но также и высокой распространенности неврологических заболеваний, приводящих к дисфункции двигательной системы и инвалидности. Это большое глобальное бремя болезней включает в себя высокую долю условий, затрагивающих детей, таких как церебральный паралич, основной причиной пожизненной инвалидности, затрагивающих около 17 миллионов человек во всем мире3

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

Все методы, описанные в этом протоколе, были одобрены Советом по этике исследований в области здравоохранения, Университет Калгари (REB16-2474). Протокол описан на рисунке 1.

1. Неинвазивные противопоказания стимуляции мозга

  1. Экран всех участников для противопоказаний для TMS15 и tDCS1 до набора.

2. Транскраниальная магнитная стимуляция моторного картирования

  1. Подготовка МРТ для навигационных TMS
    1. Получить структурную МРТ каждого участника (T1). Если МРТ недостижима, используйте шаблон МРТ из Монреальского неврол....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

Используя методы, представленные здесь, мы завершили рандомизированное, контролируемое фиктивным интервенционным исследованием8. Праворукие дети (n No 24, возраст 12-18) без противопоказаний для обоих типов неинвазивной стимуляции мозга были набраны. Участники были специально исключены в этом исследовании, если на нейропсихотропных препаратов или если они не были наивны для tDCS. Отсева не было.

Роботизир.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

TMS также был изучен в клинических педиатрических популяций, в том числе перинатального инсульта22 и ДЦП, где TMS моторные карты были успешно созданы у детей с церебральным параличом для изучения механизмов интервенционной пластичности. Используя установленныйпротокол 8, TMS моторные карты были успешно собраны в типично развивающихся детей, и в настоящее время собираются в текущих мультицентрклинических испытаний для детей с перинатальным инсультом и гемиплегическим церебра.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

Авторы не раскрытии информации.

Acknowledgements

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

Это исследование было поддержано Канадскими институтами исследований в области здравоохранения.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Стимулятор 1x1 SMARTscanSoterix Medical Inc.
адаптер 4x1 HD-tDCSSoterix Medical Inc.
Brainsight NeuronavigationRoge Resolutionhttps://www.rogue-resolutions.com/catalogue/neuro-navigation/brainsight-tms-navigation/
углеродный резиновый электродSoterix Medical Inc.
Электрод EASYpadSoterix Medical Inc.
EASYstrapsSoterix Medical Inc.
Усилитель ЭМГBortec Biomedicalhttp://www.bortec.ca/pages/amt_16.htm
держатель электродов HD1Soterix Medical Inc.https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd1-holderСтандартный держатель HD-электродов для tES ВЫСОКОЙ ЧЕТКОСТИ (HD-TES
) HD-электродSoterix Medical Inc.https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-electrodeСпеченный кольцевой HD-электрод.
HD-гельSoterix Medical Inc.https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gelHD-GEL для систем сбора данных высокой четкости (HD-tES)
1401 Система сбора данныхCambridge Electronics http://ced.co.uk/products/mic3in
Purdue PegboardLafayette Instrument Company
Солевое решениеBaxter
Soterix Medical HD-CapSoterix Medical Inc.
Робот TMSAxilium Roboticshttp://www.axilumrobotics.com/en/
Стимулятор и катушка TMSMagstim Inchttps://www.magstim.com/neuromodulation/
https://soterixmedical.com/research/1x1/tdcs/devicehttps://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/4x1https://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/carbon-ruber-electrodehttps://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/1x1-easypadhttps://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/1x1-easystrapMicro http://www.baxter.ca/en/products-expertise/iv-solutions-premixed-drugs/products/iv-solutions.pagehttps://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-cap

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Woods, A. J., et al. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology. 127 (2), 1031-1048 (2016).
  2. Nitsche, M. A., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Robotic TMS Motor MappingTranscranial Magnetic StimulationTranscranial Direct Current StimulationHigh Definition tDCSMotor Evoked PotentialNeuronavigation MRI IntegrationEMG Data Acquisition3D Motor Map AnalysisPediatric Brain StimulationMotor Cortex Plasticity

Related Articles