Summary
В этой статье мы рассмотрим методику и факторы, способствующие сочетание TMS и МР-томографию для изучения эффектов стимуляции мозга на сети по умолчанию.
Abstract
Сети по умолчанию режим группа областях мозга, которые активны, когда человек не ориентирован на внешний мир и мозг находится в "бодрствующем отдыха." 1,2,3 Считается сеть режиме по умолчанию соответствует самосправочные или "внутреннего мышления". 2,3
Она была выдвинута гипотеза, что у людей, деятельность в сетевом режиме по умолчанию коррелирует с определенными патологиями (например, гипер-активации был связан с шизофренией 4,5,6 и расстройств аутистического спектра 7 в то время как гипо-активации сеть были связаны с болезнью Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний, 8). Таким образом, неинвазивный модуляции этой сети могут представлять потенциальные терапевтические вмешательства в течение ряда неврологических и психических патологий, связанных с ненормальной активации сеть. Одним из возможных инструментов для осуществления этой модуляции транскраниальной магнитной стимуляции: неинвазивные neurostimulatory и neuromodulatory техника, которая может временно или надолго модуляции возбудимости коры (либо увеличивая или уменьшая его) с помощью применения локализованных импульсов магнитного поля 9.
В целях изучения склонности сети по умолчанию режим по отношению к терпимости и модуляции, мы будем объединения TMS (в левой нижней теменной доли) с функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ). Благодаря этой статье мы рассмотрим протокол и соображения, необходимые для успешного совместить эти два neuroscientific инструментов.
Protocol
1. Подготовка
- Во-первых, получить сканирования базовых анатомических снимаемого объекта. Это должно быть сделано за несколько дней до фактического эксперимента.
- Далее, нагрузка сканирования в ваш бескаркасных пакет программного обеспечения стереотаксической.
- Наконец, найдите и целевой свои координаты стимуляции. В этом случае, мы будем ориентации левой нижней теменной дольки.
2. Первоначальное сканирование
- В день эксперимента, ваш вопрос будет вновь начать в МРТ машины.
- Начните с анатомическими сканирования.
- Далее, провести три функциональных проходит эксперимент. Для этого эксперимента, задача очень проста: точки фиксации представлен в центральном поле субъекта видения, и он / она является просто смотреть на это пассивно.
3. Подготовка TMS
- Поскольку эффект мТМС преходящи, время имеет существенное значение при объединении TMS и МРТ. Крайне важно, вы получите предмет обратно в сканер как можно скорее после стимуляции прекращения. Из-за этого, вы хотите использовать портативные устройства TMS, размещенных в комнате, смежной с или как можно ближе к сканирующего залив насколько это возможно. В этом случае мы используем портативный настройки в наблюдении набор по соседству с сканера.
- Нагрузка предварительно целевых базовых Вашего предмета МРТ в стереотаксической пакет программного обеспечения.
- Наконец, связь и калибровки стимулирующие катушки с стереотаксис оборудование - в этом случае мы будем выравнивать набор инфракрасных датчиков для регистрации катушки центральное.
4. Определение параметров TMS
- Когда объект прибывает, сидеть ему / ей комфортно в кресле.
- Далее, калибровку головы субъекта с sterotaxy оборудования. В этом случае, мы будем использовать инфракрасные датчики для регистрации нескольких якорей позиционирования: оба уха, носа и Насьон.
- Определить порог покоя двигателя вашего субъекта.
- Если мы хотим, чтобы возбудить коры субъекта, мы установим TMS машины до 20 Гц с стимуляции силой 110% моторного порога. Если мы хотим, чтобы препятствовать коры субъекта, мы установим TMS машины до 1 Гц при 110% порог двигателя. Хотя вы хотите изучить оба параметра на протяжении полного исследования, мы будем смотреть только на 20 Гц возбуждающие цепи мТМС в этой статье.
- Наконец, создана структура стимуляции 2 секунды поездов с 28 вторым периодами отдыха.
5. TMS Стимуляция
- До стимуляции, готовят предметом, чтобы перейти непосредственно в TMS сканер следующее. Это включает в себя удаление из металла и обеспечения тему использовал туалет.
- Холдинг катушки касательной к коже головы, использовать стереотаксис оборудования для поиска и стимуляции целевой сайт субъекта.
- Включите катушку системы охлаждения машины.
- Начало стимуляции! Для этого протокола, мы проведем 45 поездов общей стимуляции. На 2 секунды поезд с 28 второй брейк, у нас будет общее время стимом от 23 минут.
6. Вернуться на сканер
- После стимуляции завершен, важно, чтобы получить предмет обратно в сканер как можно скорее. Чтобы сделать этот переход как можно более безболезненным, убедитесь, что ваш сканер подготовлены и готовы к работе. Наш совет заключается в повышении тела платформы, и уменьшить число и продолжительность локализатор сканирует до минимума.
7. Заключительные сканирования
- Поскольку эффект мТМС имеют временный характер, заключительной сессии сканирования должно начинаться с функционального работает. Опять же, мы будем проводить три, 6-минутную работает пассивной фиксации.
- После опытов являются полными, покончить с анатомическими сканирования.
8. Представитель Результаты
Рисунок 1. Данные показывают, что 20 Гц мТМС стимуляции левой нижней теменной дольки, хотя содействия местным возбудимость, действует уменьшить функциональную связь внутри сети по умолчанию.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конфликта интересов объявлены.
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 |
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).
- Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. , Edward Arnold. London. (2002).
