Summary
Les phosphènes sont des percepts transitoire de lumière qui peut être induite par l'application de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) pour les régions sensibles du cortex visuel. Nous démontrons un protocole standard pour la détermination de la valeur seuil phosphène et d'introduire une nouvelle méthode pour quantifier et analyser phosphènes perçue.
Abstract
Stimulation de l'homme cortex visuel produit une perception de la lumière passagère, connu comme un phosphène. Les phosphènes sont induites par la stimulation électrique envahissante du cortex occipital, mais aussi par des non-invasive de stimulation magnétique transcrânienne (SMT)
Protocol
1. Induire un phosphène avec la stimulation du lobe occipital droit
- Dans une pièce faiblement éclairée, le siège du participant dans une position confortable. Avez participant mettre sur un bonnet de bain, de leur fournir une protection auditive, et ajuster le bouchon et bouchons d'oreille pour un confort. Pour repérer et marquer le point initial de stimulation, d'abord identifier les inion, puis déplacez ~ 2cm de rostralement et ~ 2 cm latéralement (figure 1). Alternativement, un système sans cadre stéréotaxique peut être utilisé pour positionner la bobine de TMS au cours de la région ciblée corticale.
- En utilisant une norme en forme de huit (double) TMS bobine (70mm), placer le centre de la bobine directement sur l'endroit déterminé à l'étape précédente. La bobine doit être tenue tangentielle à la surface du cuir chevelu et orienté dans une médiale à l'orientation latérale avec le manche tourné vers la ligne médiane (figure 2).
- Lorsque le participant est prêt, appliquer une seule impulsion à la sortie d'intensité de 60%. Demandez au participant de décrire toute sensation visuelle qu'ils peuvent avoir perçu. Les participants qui sont naïf de phosphènes peuvent bénéficier de porter un bandeau sur les yeux. Si aucun phosphène a été signalé, repositionner la bobine et restituer une impulsion. Si le participant n'a toujours pas le rapport un phosphène, continuer à offrir des impulsions toutes les 7 à 10 secondes (~ 0,1 Hz), ce qui augmente l'intensité de 5% après cinq tentatives jusqu'à ce intensité de 100% est atteint.
- Lorsque le participant rapporte un phosphène demandez-lui de décrire en détail ce qu'ils ont perçu, y compris la couleur, la forme et l'emplacement. Remarque: phosphènes devrait apparaître dans le champ visuel controlatéral à l'hémisphère qui est stimulée. Par exemple, si TMS est appliquée sur le droit cortex visuel, phosphènes doit être perçue dans le champ visuel gauche.
- Lorsque phosphènes sont rapportés de manière fiable, marquer l'emplacement de la bobine sur le bonnet de bain.
2. Obtention d'une valeur seuil pour la Phosphène lobe occipital droit
- Livrer une série d'impulsions à l'endroit même bobine et de l'orientation que ci-dessus. Demandez au participant de confirmer la présence du phosphène induit.
- Délivrer des impulsions toutes les 7 à 10 secondes (~ 0,1 Hz). Demandez au participant de faire rapport, après chaque impulsion, si un phosphène a été perçue à l'aide des critères suivants: avec un «oui» sans ambiguïté une phosphène perçu; «non» l'absence de toute perception visuelle; "maybe" si elles ne sont pas sûrs. Un "maybe" réponse ne devrait pas être compté comme une réponse positive lors de la détermination de la valeur seuil.
- Ajuster l'intensité de stimulation, livrant 10 impulsions à chaque niveau d'intensité, jusqu'à ce qu'un seuil est déterminé phosphène. Le seuil est défini comme la plus faible intensité de la stimulation à laquelle le participant rapports phosphènes sans ambiguïté pour au moins cinquante pour cent des impulsions délivrées.
3. Utilisation du système LTAP (figure 3) de déterminer la taille et l'emplacement des points de fixation au phosphènes Divers
- Siège du participant afin que le nasion (zone entre les yeux) est d'environ 30cm du centre de l'écran de projection.
- Pour acclimater le participant au système LTAP, leur donner le pointeur laser et leur demander de la pratique des chiffres qui ressemblent à des phosphènes traçage perçue. Si le participant a besoin de plus de pratique, vous pouvez demander au participant de diriger le point laser aux endroits indiqués sur l'écran de projection. Lorsque le participant est familiariser avec le système et peut LTAP précision dessiner des formes sur l'écran, offrir une série d'impulsions TMS à l'endroit marqué dans les étapes précédentes suffisante pour induire un phosphène visibles. Demandez au participant de traces ou d'un schéma le phosphène perçue sur l'écran de projection en utilisant le pointeur laser.
- Dans les trois conditions d'essai de l'intensité du stimulus devrait être de 120% de la valeur seuil déterminé. Par exemple, si la valeur de seuil déterminée est de 65%, la valeur d'intensité de relance devrait être fixé à 78%. L'emplacement et l'orientation bobines sont les mêmes que déterminé et décrit dans les étapes ci-dessus.
- Dans la première des trois conditions d'essai, le participant direct leur regard vers un point de fixation centrale. Après délivrant une impulsion de charger le participant de traces ou d'un schéma le phosphène perçu l'aide du pointeur laser. Livrer une série d'impulsions suffisantes pour induire dix phosphènes.
- Dans la condition second test, le participant direct leur regard vers un point de fixation qui est élevée à 45 ° du point de fixation centrale. Répétez le protocole décrit pour la première condition.
- Dans la condition troisième essai, le participant direct leur regard vers un point de fixation qui est positionné à 45 ° vers la droite du point de fixation centrale. Répétez le protocole décrit pour la première condition.
4. Une des donnéesalysis
- Après l'achèvement de l'étude des données obtenues par le système LTAP peuvent être analysés. La sortie du système LTAP se compose d'un fichier. XML, y compris un code de couleur coordonnées XY avec horodatage pour chaque enregistrement de traçage. Analyser les données afin de détecter le changement de position phosphène en référence à changement de regard.
5. Les résultats représentatifs
Lorsque la bobine TMS est placé sur l'hémisphère droit tous les phosphènes devrait être observé dans le champ visuel gauche. Lorsque les participants sont priés de regarder droit devant, phosphènes sont généralement situés dans le bas du champ visuel gauche. Phosphènes doit se déplacer en conformité avec le changement dans le regard visuel (soit 45 ° verticalement ou horizontalement de fixation centrale) (figure 4).
Figure 1. Repérage et marquage du site de stimulation initiale. Pour occipitale aires visuelles, le site de stimulation initiale (a) est généralement situé environ 2 cm dorsalement et ~ 2 cm latéralement de la inion (b).
Figure 2. Position de la bobine de stimulation. Le centre de la bobine est tenue tangentielle sur le cuir chevelu sur le site de la stimulation. Afin de minimiser une propagation involontaire de stimulation, d'orienter la poignée de la bobine loin de la ligne médiane.
Figure 3. Le LTAP (Suivi laser et peinture) du système. Un participant (a) se trouve en face d'un écran de projection arrière (b). Après stimulation par la bobine du TMS (c), le participant utilise un pointeur laser (d) de tirer les phosphènes perçu à l'écran (d). Une webcam orienté vers l'arrière (e) enregistre le laser et il se nourrit d'un ordinateur (f) exécutant le logiciel LTAP. Les données sont ensuite projetées en arrière sur l'écran via un projecteur orienté vers l'arrière (g).
Figure 4. Post-traitement des données LTAP. L'emplacement et la taille des phosphènes perçu (formes blanches) sont indiquées par rapport à l'emplacement de fixation, indiqué par la ligne de mire.
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Discussion
Dans cette vidéo, nous avons démontré un protocole standard pour l'obtention d'une valeur seuil phosphène et introduit une nouvelle méthode pour l'enregistrement de la taille et l'emplacement phosphène champ visuel. Les phosphènes ont été provoqués par des impulsions individuelles offrant des TMS dans le cortex occipital droit à côté du pôle occipital. Valeurs seuils Phosphène fournissent une indication précieuse de l'excitabilité corticale relative et ont été utilisés à la fois comme une mesure du résultat et comme un moyen de déterminer l'intensité appropriée des TMS dans diverses études de la perception visuelle humaine 8-12.
Phosphènes induite par TMS fournir une mesure intrinsèque et non invasive pour étudier le système visuel. Cependant, un problème inhérent est en constante enregistrement et la quantification des données. Le système LTAP a été développé pour faire face à ce défi et fournit une méthode pour l'enregistrement des phosphènes que des données objectives et quantifiables. En utilisant une webcam, LTAP enregistre le point sur l'écran de projection produite par le laser. Ces points sont convertis en une série de coordonnées XY qui sont enregistrées en temps réel et simultanément projeté en arrière sur l'écran, offrant au participant une rétroaction instantanée.
Dans une pièce faiblement éclairée, les participants étaient assis directement en face d'un écran de projection et chargé de tracer le phosphène perçu sur l'écran à l'aide d'un pointeur laser. Phosphènes multiples ont été provoqués pendant que les participants avaient pour instruction de maintenir la fixation à trois endroits distincts: le centre de l'écran, à 45 ° d'élévation à partir du point central, et 45 ° vers la droite de fixation centrale. Dans chaque cas, les résultats étaient conformes à l'emplacement prévu du phosphène perçue. Lorsque TMS a été appliqué sur l'hémisphère droit tous les phosphènes ont été observées dans le champ visuel gauche, compatibles avec l'organisation rétinotopiques du système visuel. Par ailleurs, comme la fixation changé, la localisation des phosphènes enregistrée était prévisible déplacées dans la direction du regard.
Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec d'autres méthodes de recherche du système LTAP peut grandement améliorer l'utilité des modèles expérimentaux qui utilisent phosphènes de sonder le système visuel. Plusieurs avantages sont évidents: le développement du système est rentable et facile à reproduire; enregistrement des données sur les essais multiples dans une seule base de données facilite fiable complexe post-analyse qui, autrement, se révéler difficile. Surtout, les participants sont en mesure d'enregistrer immédiatement et constamment phosphènes perçus sur un large champ de vue (~ 108 °) sans bouger, et donc changer leur cadre de référence, entre les essais. La capacité à comparer et analyser les phosphènes dans les sujets et dans différentes conditions expérimentales d'accroître notre compréhension du cerveau et du système visuel. Par ailleurs, alors que le système LTAP été élaboré pour traiter un problème spécifique, son utilité est grande portée et applicables à d'autres domaines au sein de neurosciences ou à d'autres domaines non apparentés.
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| TMS | Magstim | Magstim 200 | |
| Webcam | Logitech | QuickCam Orbit MP | |
| Projector | Epson | Epson PowerLite 7900p | |
| Projection Screen | DA LITE | Da-View fast-fold deluxe screen | |
| Laser Pointer | Generic |
References
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