Сопоставление После эффектов Theta всплеск раздражения на человека слуховой коры с функциональной визуализации

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы объединить функциональную визуализацию мозга с транскраниальной магнитной стимуляцией для исследования слуховой коры. Это достигается путем предварительного выполнения функционального Mr.Localizer с целью идентификации сети, связанной со слуховой задачей. Во-вторых, определите цель стимуляции на основе данных из функционала Mr.Localizer.

Затем проведите функциональное МРТ сканирование для измерения активности в слуховой коре перед стимуляцией. Затем используйте инструменты NEURONAVIGATION для того, чтобы расположить катушку ТМС относительно индивидуальной анатомии и функции участника. Это делается, когда объект лежит на кровати сканера.

Чтобы избежать смещения участника вперед и назад из комнаты сканера, последним шагом является как можно быстрее вставить участника обратно в отверстие сканера и начать сбор FMRI. В конечном счете, FMRI может картировать эффекты, индуцированные ТМС. Полученные данные показали, что после ТМС происходит функциональная реорганизация в слуховой сети.

ТМС является уникальным инструментом для исследования причинно-следственных связей между конкретными областями мозга и когнитивными функциями. Однако его интерпретация ограничена, а информации о расположении и характере изменений мозговой активности индуцирует ТМС. Вот почему мы решили объединить ТМС с функциональной визуализацией, чтобы определить функциональные изменения, вызванные ТМС.

Разница между нашим исследованием и предыдущими исследованиями заключается в том, что мы проводим ТМС внутри сканерной комнаты в стандартных автономных ТМС и ФМИ. Участник должен покинуть кабинет МРТ, перейти в другую комнату для того, чтобы получить ТМС, а затем вернуться как можно быстрее. Для второго сеанса FMRI это обратно, это туда-сюда может добавить жизнеспособности изменениям в мозге и используется ТМС в нашем протоколе.

Положение головы остается относительно стабильным, что может привести к большей точности при сравнении данных до и после FM RI. Кроме того, TMS и используемые эффекты будут сопоставлены быстрее. Этот протокол разделен на двухдневный сеанс.

Первый день состоит из сеанса FMRI LOCALIZER с анатомическим и функциональным сканированием для определения областей, на которые будет нацелена ТМС. Второй день состоит из сессий FMRI, как до, так и после TMS в первый день, когда участник отрабатывает задачу на распознавание мелодий за пределами сканера. В этом задании испытуемый указывает, являются ли две последовательные пятинотные мелодии одинаковыми или разными.

Также включена задача на неразборчивый слуховой контроль, в которой испытуемый слышит одинаковую по длине последовательность из пяти нот на одной и той же высоте до пяти и нажимает кнопку после второго тона. Затем начните сеанс МРТ с получения МРТ с высоким разрешением. Анатомическое изображение. Затем получите функциональные изображения с помощью последовательности импульсов EPI с градиентным эхо-сигналом и парадигмы разреженной выборки, чтобы свести к минимуму любой яркий эффект или слуховую маскировку из-за МРТ-сканирования.

Шум после завершения сканирования. Определите место стимуляции объекта, используя как анатомические, так и функциональные ориентиры. Имейте в виду, что ТМС ограничена в отношении глубины места стимуляции из-за ослабления напряженности и глубины электрического поля и не может рассчитывать на достижение областей глубже трех сантиметров.

Очень важно использовать одинаковые ориентиры для каждого участника, несмотря на различия в анатомии и функциях у разных людей. Поэтому используйте анатомические ориентиры, чтобы определить извилины Хешеля в соответствии с структурными масками Атласа Гарварда и Оксфорда. Маска показана здесь зеленым цветом, затем определена цель ТМС, найденная пик активации внутри извилины Хешеля, который показан здесь синей точкой.

Также определите вершину в качестве места для контроля неспецифических эффектов ТМС, таких как акустические и соматосенсорные артефакты. Анатомически она определяется как точка, находящаяся на полпути между внутренним отверстием и переносицей и равноудаленная от правой и левой внутренних выемок. Обратите внимание, что порядок взгляда на стимуляцию должен быть уравновешен у разных людей.

В день проведения эксперимента ТМС. Настройте все оборудование. Начиная с системы Frameless stereo taxi.

Компьютерная система должна быть расположена за пределами комнаты сканера рядом с дверью, которая будет открыта во время применения TMS. Системы регистрации и трекеры совместимы с МРТ, а также имеют многосуставную руку. Используемая здесь инфракрасная камера не совместима с МРТ и поэтому должна быть расположена на расстоянии двух метров от кровати сканера в комнате сканера рядом с дверью сканера.

Система стимулятора ТМС должна располагаться в помещении, примыкающем к кабинету МРТ-сканера. Совместимая с МРТ катушка ТМС будет использоваться в комнате сканирования, подключенной к системе ТМС с помощью семиметрового кабеля через нагрузку радиочастотного фильтра, анатомические и функциональные изображения участника и мишени стимуляции в стереотаксический программный пакет. Здесь мы будем нацеливаться на правую извилину хешеля участника перед началом сканирования.

Попросите испытуемого заполнить форму для МРТ-скрининга и удалите весь металл. Затем начните МР-сканирование с анатомического и функционального сканирования, идентичного тому, которое проводилось на сеансе локализации. Затем сдвиньте ложе сканера и держите платформу тела поднятой в течение всего сеанса ТМС.

Снимите верхнюю катушку Mr.Head и закрепите комплект оголовья и трекера на голове участника, установите многошарнирную руку на ложе сканера. Затем закрепите совместимую с МРТ катушку TMS на руке. Убедитесь, что все трекеры и катушка находятся в поле зрения камеры здесь.

Камера расположена немного справа от участника, чтобы обеспечить более легкое отслеживание смещения катушки. При нацеливании на правое полушарие откалибруйте голову объекта с помощью инструментов стереотакси, зарегистрируйте кончик носа, нос и козелок обоих ушей с теми же ориентирами на анатомических данных. Для этого нужны два экспериментатора.

Шаг первый у себя за головой участника и за компьютером для выполнения регистрации на компьютере. Следующая позиция, совместимая с МРТ катушка TMS, касательная к коже головы, с трекером катушки, направленным в сторону инфракрасной камеры. Катушка должна быть ориентирована рукояткой назад и параллельно средней линии.

Зафиксируйте положение катушки с помощью винтов на многошарнирном рычаге. Теперь включите систему ТМС и начните стимуляцию. ТМС следует применять в соответствии с шаблонным протоколом, таким как непрерывная тета-стимуляция родов, состоящая из трех импульсов с частотой 50 Гц, повторяющихся с частотой пять Гц в течение 40 секунд.

Было показано, что этот протокол модулирует пластичность коры головного мозга в течение 30 минут после прекращения стимуляции у здоровых популяций. После завершения стимуляции важно как можно быстрее поместить объект обратно в сканер. Снимите все оборудование TMS и вставьте голову участника в катушку Mr.Head.

Убедитесь, что последовательности сканирования подготовлены и готовы к работе, а количество и продолжительность сканирования с помощью локализатора сведены к минимуму. Поскольку эффекты RTMS являются преходящими, заключительный сеанс сканирования должен начинаться с функционального сканирования. Опять же, проведите FMRI в течение 12-минутного выполнения задания на мелодию.

После завершения функционального сканирования завершите его анатомическим сканированием После эксперимента. Проведите анализ данных FMRI отдельно для сессии до и после сессии T-M-S-F-M-R-I для каждой сессии FMRI. Контраст между мелодиями и задачей слухового контроля.

Затем, чтобы оценить различия между сеансами до и после сеансов T-M-S-F-M-R-I, проведите анализ случайных эффектов с использованием парного Т-критерия студента. Здесь мы видим результаты контрастной дискриминации мелодий за вычетом слухового контроля для одного участника в сеансе до T-M-S-F-M-R-I и в сеансе после T-M-S-F-M-R-I как до, так и после сеанса T-M-S-F-M-R-I координаты отображаются в стандартном пространстве MNI 1 52, чтобы показать изменения в левом полушарии, контралатеральном к месту стимуляции, в том числе извилины Хешела. Здесь мы можем увидеть результаты сеансов контрастного поста за вычетом сеансов до T-M-S-F-M-R-I с использованием парного Т-критерия студента.

Полученные данные свидетельствуют о том, что CTBS, нацеленный на правую извилину Хешеля, индуцирует увеличение сигнала в контралатеральной слуховой коре, а также в других контралатеральных областях. Кроме того, мы также наблюдаем изменения в функциональной связности между слуховой корой в двух полушариях. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как использовать нейронавигационное оборудование ТМС для воздействия на определенные области мозга и как выполнять ТМС в среде машинного обучения.

Эта процедура позволяет исследователям составить карту индуцированных ТМС эффектов на слуховую кору с помощью FMRI. Тем не менее, процедура также может быть использована для нацеливания на другие области интереса, такие как лобные или теменные области.