Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Neuroscience

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

doi: 10.3791/2271 Published: December 28, 2010

Summary

במאמר זה, נבחן את המתודולוגיה שיקולים רלוונטיים שילוב של TMS ו-fMRI לבחון את ההשפעות של גירוי המוח ברשת מחדל.

Abstract

רשת מצב ברירת המחדל היא קבוצה של אזורי המוח הפעילים כאשר אדם אינו מתמקד העולם החיצון והמוח נמצא "שאר ערות." 1,2,3 הוא חשב הרשת מצב ברירת המחדל המתאים התייחסות עצמית או "mentation פנימי". 2,3

זה כבר שיערו כי, בבני אדם, פעילות בתוך הרשת במצב ברירת המחדל היא בקורלציה עם מחלות מסוימות (למשל, הפעלת יתר נקשר סכיזופרניה 4,5,6 ו ספקטרום האוטיזם הפרעות תוך 7 תת ההפעלה של הרשת יש נקשר אלצהיימר ומחלות ניווניות אחרות 8). ככזה, אפנון פולשני של רשת זו יכולה לייצג התערבות טיפולית פוטנציאל למספר מחלות נוירולוגיות ופסיכיאטריות קשור הפעלת רשת נורמלי. כלי אחד אפשרי בעניין זה אפנון הוא גירוי מגנטי Transcranial: neurostimulatory פולשני וטכניקה neuromodulatory שיכולים transiently לאורך זמן רב או לווסת את רגישות קליפת המוח (או להגדיל או להקטין אותו) באמצעות היישום של שדה מגנטי מקומי פולסים 9.

על מנת לחקור את הנטייה מצב ברירת המחדל של הרשת כלפי וסובלנות של אפנון, יהיה לנו שילוב של TMS (אל האונה הקודקודית משמאל נחות) עם בהדמיה מגנטית תפקודית (fMRI). באמצעות מאמר זה, נבחן את פרוטוקול ושיקולים צורך בהצלחה לשלב את שני הכלים neuroscientific.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. הכנה

  1. כדי להתחיל, לקבל אנטומי סריקה בסיסית של הנושא שלך. זה צריך להיעשות מספר ימים לפני הניסוי בפועל.
  2. בשלב הבא, לטעון את הסריקה לתוך frameless חבילת תוכנת stereotactic.
  3. לבסוף, אתר היעד קואורדינטות הגירוי שלך. במקרה זה, יהיה לנו מיקוד lobule הקודקודית השמאלית נחות.

2. סריקה ראשונית

  1. ביום הניסוי, הנושא שלך יהיה, שוב, להתחיל במכונת MRI.
  2. בגין עם סריקה אנטומית.
  3. בשלב הבא, התנהגות שלוש ריצות ניסויים תפקודית. לצורך ניסוי זה, המשימה היא די פשוטה: נקודת קיבעון מוצגת בשדה המרכזי של הנושא של חזון, הוא / היא פשוט בוהה בו באופן פסיבי.

3. TMS הכנה

  1. בגלל ההשפעות של rTMS הם חולפים, הזמן דוחק, כאשר שילוב TMS ו-fMRI. זה הכרחי אתה מקבל את הנושא בחזרה אל תוך הסורק בהקדם האפשרי לאחר הפסקת הגירוי. בגלל זה, תרצה להשתמש במכשיר TMS נייד שהוצב בחדר הסמוך או קרוב ככל האפשר אל המפרץ לסריקת ככל האפשר. במקרה זה, אנו משתמשים דלת ניידים הגדרת בסוויטה תצפית ליד הסורק.
  2. טען טרום ממוקד בנושא שלך הבסיס MRI לתוך חבילת התוכנה stereotactic.
  3. לבסוף, הקישור לכייל סליל מגרה שלך עם הציוד stereotaxy - במקרה זה, נצטרך ליישר קבוצה של חיישני אינפרא אדום להירשם מרכזיותה סליל.

4. קביעת פרמטרים TMS

  1. כאשר הנושא מגיע, יושב לו / לה בנוחות בכיסא.
  2. בשלב הבא, לכייל את הנושא בראש שלך עם הציוד sterotaxy. במקרה זה, נשתמש חיישני אינפרא אדום לרשום מספר עוגנים מיקום: בשתי האוזניים, האף, ואת nasion.
  3. קביעת סף מנוע מנוחה הנושא שלך.
  4. אם אנחנו רוצים לעורר בקליפת נושא, נוכל להגדיר את המכונה TMS על 20 הרץ עם מתח סף גירוי של מנוע 110%. אם אנחנו רוצים לעכב בקליפת המוח של הנבדק, נוכל להגדיר את המכונה TMS הרץ 1 על סף 110 מנוע%. למרות תרצה לחקור שני הפרמטרים לאורך הקורס של מחקר מלא, נוכל רק להסתכל על שרשרת 20 הרץ rTMS מעוררים במאמר זה.
  5. לבסוף, להגדיר דפוס גירוי של 2 רכבות השני עם 28 תקופות מנוחה השני.

5. TMS גירוי

  1. לפני גירוי, להכין את הנושא כדי לעבור ישירות ב-TMS הבאים הסורק. זה כולל הסרת מתכת והבטחת הנושא השתמשה בשירותים.
  2. אחזקות הסליל משיק את הקרקפת, להשתמש בציוד stereotaxy שלך לאתר היעד באתר גירוי של הנושא.
  3. הפעל את מערכת המכונה סליל הקירור.
  4. בגין גירוי! עבור פרוטוקול זה, ננהל 45 רכבות גירוי מוחלט. ב 2 שניות רכבת עם 28 הפסקות השני, יהיה לנו זמן סטים הכולל של 23 דקות.

6. חזרה סורק

  1. לאחר גירוי תושלם, חשוב לקבל את הנושא בחזרה לתוך הסורק בהקדם האפשרי. כדי לעשות את המעבר הזה כפי חלקה ככל האפשר, להבטיח הסורק ערוכה ומוכנה ללכת. העצה שלנו היא להעלות את פלטפורמת הגוף, להפחית את מספר ומשך סריקות Localizer למינימום ההכרחי.

7. סופי סרוק

  1. בגלל ההשפעות של rTMS הם חלוף, הפעלת סריקה הסופי צריך להתחיל עם ריצות תפקודית. שוב, נערוך שלוש, 6 דקות ריצות של קיבעון פסיבי.
  2. אחרי ריצות ניסיוני הושלמו, לסיים עם סריקה אנטומית.

8. נציג תוצאות

איור 1
באיור 1. הנתונים עולה כי 20 Hz גירוי rTMS כדי lobule הקודקודית משמאל נחות, אם כי הקלת רגישות מקומית, מעשי לירידה תפקודית קישוריות בתוך הרשת מחדל.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MRI Equipped for fMRI (pictured in video is a Philips)
TMS Device Capable of Repetitive Stimulation (pictured in video is a Magstim)
Frameless Stereotaxy Equipment (pictured in video is Brainsight)
Ear Plugs
Chair for Subject during Stimulation
Back Projection Screen or MRI Compatible Goggles
Blank Stimuli Screen

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Raichle, M. E., MacLeod, A. M., Snyder, A. Z., Powers, W. J., Gusnard, D. A., Shulman, G. L. A default mode of brain function. Proc. Nat. Acad. Sciences. 98, (2), 676-682 (2001).
  2. Buckner, R. L., Andrews-Hanna, J. R., Schacter, D. L. The brain's default network: anatomy, function and relevance to disease. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1124, 1-38 (2008).
  3. Raichle, M. E., Snyder, A. Z. A default mode of brain function: a brief history of an evolving idea. Neuroimage. 37, (4), 1083-1090 (2007).
  4. Whitfield-Gabrieli, S., Thermenos, H. W., Milanovic, S., Tsuang, M. T., Faraone, S. V., McCarley, R. W., Shenton, M. E., Green, A. I., Nieto-Castanon, A., LaViolette, P., Wojcik, J., Gabrieli, J. D., Sidman, L. J. Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degreerelatives of persons with schizophrenia. Proc. Nat. Acad. Sciences. 106, (4), 1279-1284 (2009).
  5. Pomarol-Clotet, E., Salvardor, R., Sarro, S., Gomar, J., Vila, F., Martinez, A., Guerrrero, A., Ortiz-Gil, J., Sans-Sansa, B., Capdevila, A., Cebamanos, J. M., McKenna, P. J. Failure to deactivate the prefrontal cortex in schizophrenia: dysfunction of the default mode network? Psychol Med. 38, (8), 1185-1193 (2008).
  6. Garrity, A. G., Pearlson, G. D., McKiernan, K., Lloyd, D., Kiehl, K. A., Calhoun, V. D. Aberrant "default mode" functional connectivity in schizophrenia. American Journal of Psychiatry. 164, 450-457 (2007).
  7. Kennedy, D. P., Redcay, E., Courchesne, E. Failing to deactivate: Resting functional abnormalities in autism. Proc. Nat. Acad. Sciences. 103, (21), 8275-8280 (2007).
  8. c Buckner, R. L., Snyder, A. Z., Shannon, B. J., LaRossa, G., Sachs, R., Fotenos, A. F., Sheline, Y. I., Klunk, W. E., Mathis, C. A., Morris, J. C., Mintun, M. A. Molecular, structural, and functional characterizations of Alzheimer's disease: evidence for a relationship between default activity, amyloid, and memory. Journal of Neuroscience. 34, 7709-7717 (2005).
  9. Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. Edward Arnold. London. (2002).
שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Halko, M. A., Eldaief, M. C., Horvath, J. C., Pascual-Leone, A. Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network. J. Vis. Exp. (46), e2271, doi:10.3791/2271 (2010).More

Halko, M. A., Eldaief, M. C., Horvath, J. C., Pascual-Leone, A. Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network. J. Vis. Exp. (46), e2271, doi:10.3791/2271 (2010).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter