Summary
Fosfenos são percepts transitória de luz que pode ser induzida pela aplicação de Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) para regiões sensíveis do córtex visual. Demonstramos um protocolo padrão para determinar o valor limite fosfeno e introduzir um novo método para quantificar e analisar fosfenos percebido.
Abstract
Estimulação do córtex visual humano produz uma percepção transitória de luz, conhecido como um fosfeno. Fosfenos são induzidas por estimulação elétrica invasivo do córtex occipital, mas também por não-invasivo de Estimulação Magnética Transcraniana (TMS)
Protocol
1. Induzindo um fosfeno com estimulação do lobo occipital direito
- Em um quarto pouco iluminado lugar, o participante em uma posição confortável. Têm o participante colocar uma touca de natação, proporcionar-lhes protecção auditiva, e ajustar a tampa e tampões para os ouvidos para o conforto. Para localizar e marcar o ponto inicial de estímulo, em primeiro lugar identificar o ínion e mova ~ 2 centímetros rostralmente e ~ 2 centímetros lateralmente (figura 1). Alternativamente, um sistema sem moldura estereotáxica pode ser usado para posicionar a bobina TMS sobre a região alvo cortical.
- Usando um padrão em forma de oito (double) bobina TMS (70mm), coloque o centro da bobina diretamente sobre o local determinado na etapa anterior. A bobina deve ser realizada tangente à superfície do couro cabeludo e orientada em uma medial à orientação lateral com a alça de costas para a linha média (figura 2).
- Quando o participante está pronto, aplique um único pulso de saída intensidade de 60%. Peça ao participante para descrever qualquer sensação visual que eles possam ter percebido. Participantes que são ingênuo fosfenos podem se beneficiar de usar uma venda nos olhos. Se não fosfeno foi relatado, reposicionar a bobina e entregar novamente um pulso. Se o participante ainda não relatar um fosfeno, continue entregando pulsos a cada 7 a 10 segundos (~ 0,1 Hz), aumentando a intensidade de 5% a cada cinco tentativas até que a intensidade de 100% seja atingida.
- Quando o participante relata um fosfeno pedir-lhe para descrever em detalhes o que eles percebiam incluindo cor, forma e localização. Nota: Os fosfenos deve aparecer no campo visual contralateral ao hemisfério que está sendo estimulada. Por exemplo, se TMS é aplicada sobre o córtex visual direito, fosfenos devem ser percebidos no campo visual esquerdo.
- Quando fosfenos são relatados de forma confiável, marcar o local da bobina na touca de natação.
2. Obtenção de um valor de limite fosfeno para o lóbulo occipital direito
- Entregar uma série de pulsos no local de bobina e orientação acima. Peça ao participante para confirmar a presença do fosfeno induzido.
- Entregar pulsos a cada 7 a 10 segundos (~ 0,1 Hz). Instruir o participante a relatório, após cada pulso, se um fosfeno foi percebida com os seguintes critérios: com um "sim" fosfeno uma forma inequívoca percebido; "não" a ausência de qualquer percepção visual; "talvez" se eles não têm certeza. A "talvez" resposta não deve ser contado como uma resposta positiva ao determinar o valor limite.
- Ajustar a intensidade de estimulação, entregando 10 pulsos em cada nível de intensidade, até um limite fosfeno é determinado. O limite é definido como a menor intensidade de estímulo no qual o participante relatórios fosfenos inequívoca, pelo menos, cinqüenta por cento de impulsos emitidos.
3. Usando o sistema de LTaP (Figura 3) para determinar o tamanho ea localização dos fosfenos em pontos de fixação Vários
- Banco do participante para que o násio (área entre os olhos) é de aproximadamente 30 centímetros do centro da tela de projeção.
- Para aclimatar o participante para o sistema LTaP, dar-lhes o ponteiro laser e instruí-los para a prática de rastreamento figuras que se assemelham fosfenos percebido. Se o participante precisa de mais prática, você pode solicitar ao participante para dirigir o ponto de laser para locais indicados na tela de projeção. Quando o participante está familiarizado com o sistema LTaP e pode desenhar formas com precisão na tela, entregar uma série de pulsos TMS até o local marcado nas etapas anteriores suficiente para induzir uma fosfeno visível. Peça ao participante para traçar o esboço ou fosfeno percebida na tela de projeção usando o ponteiro laser.
- Nas três condições de ensaio a intensidade do estímulo deve ser de 120% do valor limite determinado. Por exemplo, se o valor limite determinado é de 65%, o valor de intensidade do estímulo deve ser ajustado para 78%. A localização e orientação da bobina são os mesmos, conforme determinado e descrito nas etapas acima.
- Na primeira das três condições de teste, o participante tem sua mira para um ponto de fixação central. Depois de entregar um pulso de instruir o participante a traço ou esboço do fosfeno percebida usando o ponteiro laser. Entregar uma série de pulsos suficiente para induzir fosfenos ten.
- Na condição de segundo teste, o participante tem sua mira para um ponto de fixação que é elevada de 45 ° a partir do ponto de fixação central. Repita o protocolo como descrito para a primeira condição.
- Na condição de terceiro teste, o participante tem sua mira para um ponto de fixação que está posicionado 45 ° para a direita do ponto de fixação central. Repita o protocolo como descrito para a primeira condição.
4. Um dos dadosalysis
- Após a conclusão dos dados do estudo obtido a partir do sistema LTaP pode ser analisado. A saída do sistema LTAP consiste em um arquivo xml. Incluindo codificados por cores coordenadas XY com timestamps para cada registro de rastreamento. Analisar os dados, a fim de detectar a mudança de posição fosfeno em referência a mudança de olhar.
5. Resultados representante
Quando a bobina TMS é colocado sobre o hemisfério direito todos os fosfenos devem ser observadas no campo visual esquerdo. Quando os participantes são instruídos a olhar para a frente, fosfenos estão normalmente localizados na parte inferior do campo visual esquerdo. Fosfenos deve se mover de acordo com a mudança no olhar visual (ou 45 ° na vertical ou horizontal da fixação central) (Figura 4).
Figura 1. Localização e marcação do local de estimulação inicial. Para occipital áreas visual, o site estímulo inicial (a) normalmente está localizado ~ 2 centímetros dorsalmente e ~ 2 centímetros lateralmente da ínion (b).
Figura 2. Posição da bobina de estimulação. O centro da bobina é realizada tangencial para o couro cabeludo no local da estimulação. Para minimizar uma propagação intencional de estimulação, oriente o cabo da bobina de distância da linha média.
Figura 3. O sistema LTaP (Laser Rastreamento e Pintura). Um participante (a) se senta na frente de uma tela de projeção traseira (b). Após a estimulação pela bobina TMS (c), o participante usa um ponteiro laser (d) para desenhar o fosfenos percebida na tela (d). Uma webcam virada para trás (e) registra a laser e alimenta-lo a um computador (f) executar o software LTaP. Os dados são então projetadas de volta para a tela através de um projetor de trás para a frente (g).
Figura 4. Pós-processamento dos dados LTaP. A localização eo tamanho dos fosfenos percebida (formas brancas) são mostrados em relação ao local de fixação, indicado pela mira.
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Discussion
Neste vídeo, nós demonstramos um protocolo padrão para a obtenção de um valor limite fosfeno e introduziu um novo método para gravação de tamanho e localização fosfeno campo visual. Fosfenos foram suscitados pela transferência de impulsos individuais de TMS para o córtex occipital direito adjacentes ao pólo occipital. Limiares fosfeno fornecer uma indicação valiosa da excitabilidade cortical relativa, e têm sido usados tanto como uma medida de resultado e como um meio de determinar a intensidade adequada de TMS em uma variedade de estudos de percepção visual humana 8-12.
Fosfenos induzidos por TMS fornecer uma medida intrínseca e não-invasivo para investigar o sistema visual. No entanto, um problema inerente é consistente em gravação e quantificação de dados. O sistema foi desenvolvido LTaP para enfrentar este desafio e fornece um método para fosfenos gravação como dados objectivos e quantificáveis. Usando uma webcam, LTaP registra o ponto na tela de projeção produzido pelo laser. Estes pontos são traduzidos em uma série de coordenadas XY que são registradas em tempo real e simultaneamente projetadas de volta sobre a tela, proporcionando o participante com feedback instantâneo.
Em uma sala pouco iluminada, os participantes estavam sentados em frente de uma tela de projeção e instruído a rastrear os fosfeno percebida na tela usando um ponteiro laser. Fosfenos múltiplas foram eliciadas enquanto os participantes foram instruídos a manter a fixação em três locais distintos: o centro da tela, a 45 ° da elevação do ponto central, e 45 ° para a direita de fixação central. Em cada caso, os resultados foram consistentes com a localização prevista da fosfeno percebido. Quando TMS foi aplicado sobre o hemisfério direito todos os fosfenos foram observadas no campo visual esquerdo, de acordo com a organização retinotopic do sistema visual. Além disso, como a fixação mudou, a localização dos fosfenos registrado foi previsivelmente deslocadas na direção do olhar.
Quando usado em conjunto com outros métodos de investigação do sistema LTaP pode aumentar a utilidade de projetos experimentais que utilizam fosfenos para investigar o sistema visual. Várias vantagens são evidentes: o desenvolvimento do sistema é rentável e fácil de replicar; gravação de dados sobre ensaios múltiplos em um único banco de dados confiável facilita complexa pós-análise que poderiam revelar-se difícil. Mais importante, os participantes são capazes de imediatamente e de forma consistente registro fosfenos percebida ao longo de um grande campo de visão (~ 108 °), sem movimento, e, portanto, mudar seus quadros de referência, entre os ensaios. A capacidade de comparar e analisar os fosfenos entre os indivíduos e sob diversas condições experimentais irá aumentar a nossa compreensão do cérebro e do sistema visual. Além disso, enquanto o sistema LTaP foi desenvolvido para resolver um problema específico, sua utilidade é muito abrangente e aplicável a outros domínios dentro da neurociência ou outras áreas não relacionadas.
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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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