Дизайн исследования навигационной повторяющейся транскраниальной магнитной стимуляции для картирования коры речи

Наш протокол является неинвазивным и сопоставим с инвазивным золотым стандартом. Таким образом, он может помочь в выборе пациентов при планировании операции и ускорить прямую стимуляцию коры головного мозга, проводимую во время операции. Этот метод позволяет детально картировать кору речи и гибко изменять задачу и параметры стимуляции.

Он также может быть применен к здоровому населению и адаптирован к любой языковой задаче. Наш протокол может заменить прямую стимуляцию коры головного мозга в тех случаях, когда она не может быть выполнена, а также может быть применен при выявлении узлов языковой сети, подлежащих стимуляции у пациентов с инсультом. Сложно решить, какие параметры изменить в первую очередь, чтобы вызвать больше ошибок в именах.

Рекомендуется изменять по одному параметру за раз и получать предварительную пространственную и временную информацию из различных методов визуализации, таких как МЭГ, ЭЭГ или ФМРТ. Для начала ознакомьте испытуемого с изображениями в печатном или цифровом формате перед базовой задачей именования объектов. Используйте изображения стандартизированного и нормализованного цвета, часто встречающиеся в повседневной среде, с минимальными синонимами и высоким согласием имен.

Пусть испытуемый потренируется с изображениями перед началом сеанса. Испытуемый также может практиковаться дома. Затем приложите акселерометр к коже над гортанью и голосовыми связками, чтобы записать начало речи.

Представьте изображения одно за другим субъекту на экране, расположенном на расстоянии от 0,5 до 1 метра, и попросите его назвать изображения, разрешенные без стимуляции. Двойной охват. Торт. Отрегулируйте интервал между снимками, IPI, чтобы сделать задачу немного сложной для каждого объекта, начиная с 2 500 миллисекунд и варьируясь от 1 500 до 4 000 миллисекунд.

Если во время базовой задачи именования возникает больше ошибок, увеличивайте IPI с шагом от 200 до 300 миллисекунд. Если задача слишком проста, уменьшайте IPI с шагом от 200 до 300 миллисекунд. Для фактического сеанса речевого картирования с навигационной повторяющейся TMS опустите изображения, которые во время базового тестирования не были обучены должным образом, неправильно названы, не названы четко, неправильно сформулированы, названы с задержкой или нерешительностью или казались сложными для испытуемого.

Трижды запустите задачу именования базовых показателей и настройте IPI, если производительность неудовлетворительна. Перед началом стимуляции убедитесь, что значения индуцированного электрического поля примерно одинаковы в разных областях, связанных с речью, в обоих полушариях. При необходимости отрегулируйте глубину коры и убедитесь, что центр катушки не находится в воздухе.

Начните с интервала по умолчанию от изображения до интервала TMS, PTI, равного 300 миллисекундам, или используйте PTI от 0 до 400 миллисекунд. PTI выше 150 миллисекунд предпочтительнее для оптимизации перекрытия стимуляции с языковой обработкой. Начните с пяти импульсов с частотой пять герц в области коры, не связанной с обработкой речи, чтобы субъект привык к ощущению, вызванному стимуляцией.

Затем переместите катушку в ожидаемые области, связанные с речью. Удерживайте катушку в том же положении, пока последовательность импульсов не закончится и не будет завершено именование субъекта. Сосредоточьтесь на производительности субъекта.

Если ошибки нет, переходите к следующему локусу. Если наблюдается ошибка или даже колебание, продолжайте стимулировать этот сайт для дополнительных двух-трех повторяющихся поездов TMS с навигацией, а затем двигайтесь дальше. Но запомните участок для возможной последующей рестимуляции.

Выполняйте небольшие корректировки катушки при обнаружении даже небольшой ошибки, такой как незначительные колебания или более громкий голос во время именования из-за повышенных усилий по провоцированию более четких ошибок. Избегайте повторения стимуляции на одном и том же месте в течение более пяти последовательных поездов. Продолжите работу с другими корковыми участками и вернитесь к сайту позже.

Если повторяющиеся ошибки появляются в нескольких стимулированных местах, поднимите катушку в воздух над кожей головы и проверьте, возникают ли ошибки. Если ошибки по-прежнему возникают, сделайте перерыв и подождите, пока именование не вернется в нормальное состояние. Затем стимулируйте блоками по 7-10 минут непрерывно и делайте перерыв от 2 до 5 минут между ними.

Стимулируйте все, возможно, связанные анатомические области, чтобы получить как можно больше контролируемых ответов. Уменьшайте интенсивность ТМС с шагом от 2% до 5% от максимальной мощности стимулятора, если картирование вызывает боль или дискомфорт. Прекратите измерение, если субъект не терпит вызванную боль или дискомфорт.

Если ошибки в названии не возникает, завершите стимуляцию, как показано, и измените параметры стимуляции. Уменьшите IPI с шагом в 200 миллисекунд по сравнению со значением по умолчанию. Сотрудничайте со специалистом, который должен оптимально присутствовать в операционной, и дважды проверьте вызванные ошибки именования, наблюдая за положением катушки и возможными болевыми помехами от видеозаписей.

Классифицируйте ошибки как аномию, семантическую и фонологическую парафазию и ошибки производительности. Если определенный тип ошибки повторяется в базовом видео, не считайте это ошибкой. Если объект назван в честь повторяющегося режима поезда TMS, считайте, что это задержка или отсутствие ошибки.

Кроме того, проверьте возможный дискомфорт субъекта во время подачи пульса. Если испытуемый не может назвать данный объект, хотя язык, губы и челюсти двигаются, запишите ошибку отсутствия ответа. Если вы не уверены, контролируйте производительность соседнего участка стимуляции или эффект стимуляции другого полушария с помощью того же изображения.

Здесь показаны различные ошибки именования, вызванные ТМС, у здорового испытуемого во время выполнения задания при разных PTI 180, 200 и 215 миллисекунд. Большинство ошибок было вызвано в классических речевых областях и вдоль пути, соединяющего преддополнительную моторную область и область брока. Здесь представлено сравнение результатов между экстраоперационным картированием прямой стимуляции коры головного мозга и навигационной повторяющейся ТМС с фиксированным PTI на 300 миллисекунд у пациента с трудноизлечимой эпилепсией.

При картировании прямой корковой стимуляции желтые сферы представляют все электроды на коре. Места стимуляции от двух до пяти миллиампер индуцировали двигательные реакции руки и рта, вызывая остановку и прерывая повторение предложения. Навигационная повторяющаяся ТМС картирования коры речи вызывала аномии, семантическую и фонологическую парафазию и колебания.

Области с высокой воспроизводимостью и надежностью индукции ошибок обведены кружком. Релевантные и нормализованные изображения, достаточный базовый уровень, гибкость в изменении параметров, если не ошибки, и тщательный анализ видео имеют решающее значение в этой процедуре. МЭГ, ФМРТ и диффузионная МРТ могут персонализировать процедуру и повысить чувствительность и специфичность этого протокола.

ЭЭГ будет полезна в будущем для локализации функционально значимых зон в режиме реального времени. Этот метод изменил стандарты предоперационной оценки и позволил ученым в области коркового картирования изучить связь между корковой структурной и функциональной связью с поведением во время когнитивных задач.