デフォルトモードのネットワークを検査する経頭蓋磁気刺激とfMRIを組み合わせ
Summary
この記事では、デフォルトのネットワーク上の脳刺激の効果を調べるためにTMSとfMRIの組み合わせに関連する方法論と考慮事項を検討する。
Abstract
デフォルトモードのネットワークは、個々が外の世界に焦点を当て、脳がでているされていない場合にアクティブになっている脳領域のグループであり、"目が覚めている残り。"1,2,3これは、デフォルトモードのネットワークは、自己参照型に対応すると考えられているまたは"内部メンテーション"。2,3
それが人間で、デフォルトのモードのネットワーク内のアクティビティが特定の病態（例えばと相関する、という仮説が立てられている、超活性化は、統合失調症4,5,6とネットワークの7ながら、低刺激活性化が持つ自閉症スペクトラム障害にリンクされていますアルツハイマー病や他の神経変性疾患8）にリンクされて。このように、このネットワークの非侵襲的変調は、異常なネットワークの活性化にリンクされている神経精神病理の数の潜在的な治療介入を表すことができる。この変調を行うための一つの可能なツールは、経頭蓋磁気刺激です：一過性または不変にローカライズされた磁場パルスのアプリケーションを介して皮質の興奮性を（どちらかの増加や、それを小さくする）調節することができる非侵襲的neurostimulatoryと神経調節のテクニック9。
デフォルトモードのネットワークの傾向に向かって、変調の許容範囲を探るために、我々は機能的磁気共鳴画像（fMRI）で（左の下頭頂葉へ）TMSを組み合わせることになります。この記事を通じ、我々は、これら2つの神経科学のツールを正しく結合するために必要なプロトコルおよび考慮事項を検討する。
Protocol
1。準備開始するには、被写体のベースラインの解剖学的スキャンを取得する。これは、実際の実験で数日前に行われる必要があります。 次に、あなたのフレームレス定位のソフトウェアパッケージにスキャンをロードする。 最後に、刺激の座標を使用してターゲット。このケースでは、我々は左の下頭頂小葉をターゲットにされます。 <p class="jove_tit…
Discussion
<p class="jove_content">オフラインTMS / MRI実験を行うときは、おそらく最も重要な考慮事項は、MRIベイへの刺激のサイトから迅速かつ簡単に移行が含まれます。そのため、この移行を支援するために提案された前述のアイデアのいくつかを見直すものとなるでしょう。最初に：できるだけMRI湾の近くに場所に設定ポータブルTMSのマシンを使用。 2：MRI装置にプログラムされた任意の自動スタンバイまたは同等のメ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Materials
- 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
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kennedy, D. P., Redcay, E., Courchesne, E. Failing to deactivate: Resting functional abnormalities in autism. Proc. Nat. Acad. Sciences. 103 (21), 8275-8280 (2007).
- 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).
- Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. . Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. , (2002).
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Transcranial Magnetic StimulationFMRIDefault Mode NetworkBrain RegionsWakeful RestSelf-referentialInternal MentationHyper-activationSchizophreniaAutism Spectrum DisordersHypo-activationAlzheimer’sNeurodegenerative DiseasesNoninvasive ModulationTherapeutic InterventionTranscranial Magnetic Stimulation (TMS)Cortical ExcitabilityMagnetic Field Pulses
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).