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Behavior

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना के साथ लिप मोटर प्रांतस्था उत्तेजक

Published: June 14, 2014 doi: 10.3791/51665

Summary

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) भाषण धारणा में स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था की भूमिका की जांच में एक उपयोगी उपकरण साबित हो गया है. यह लेख मोटर होंठ मांसपेशियों से क्षमता (MEPs) पैदा की और कैसे दोहराव टीएमएस का उपयोग मोटर होंठ प्रतिनिधित्व बाधित करने के लिए रिकॉर्ड करने के लिए कैसे करें.

Abstract

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) भाषण धारणा में स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था की भूमिका की जांच में एक उपयोगी उपकरण साबित हो गया है. शोधकर्ताओं ने मोटर प्रांतस्था में लिप प्रतिनिधित्व प्रोत्साहित करने के लिए एकल नाड़ी और दोहराव टीएमएस का इस्तेमाल किया है. (; EMG विद्युतपेशीलेखन) होंठ मोटर प्रतिनिधित्व के excitability इस cortical क्षेत्र से अधिक एकल टीएमएस दालों लागू करने और टीएमएस प्रेरित मोटर होंठ मांसपेशियों से जुड़ी इलेक्ट्रोड के माध्यम से क्षमता (MEPs) पैदा की रिकॉर्डिंग के द्वारा जांच की जा सकती है. बड़ा MEPs वृद्धि हुई cortical excitability दर्शाते हैं. अध्ययन भाषण से संबंधित आंदोलनों को देखने के दौरान भाषण को सुनने के साथ ही दौरान उस excitability बढ़ चला है. टीएमएस होंठ मोटर प्रतिनिधित्व बाधित करने के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है. कम आवृत्ति उप दहलीज दोहराए उत्तेजना से 15 मिनट के लिए ट्रेन में एक और 15-20 मिनट के लिए मोटर excitability को दबाने के लिए दिखाया गया है. मोटर होंठ प्रतिनिधित्व का यह टीएमएस प्रेरित विघटन बाद impairsभाषण धारणा कार्य की मांग और भाषण को श्रवण प्रांतस्था प्रतिक्रियाओं modulates में प्रदर्शन लगता है. इन निष्कर्षों मोटर प्रांतस्था भाषण धारणा के लिए योगदान देता है कि सुझाव के साथ संगत कर रहे हैं. इस अनुच्छेद के होंठ मोटर प्रांतस्था में प्रतिनिधित्व और कैसे एकल नाड़ी और दोहराव टीएमएस प्रयोगों दोनों को बाहर ले जाने के लिए उपयुक्त उत्तेजना तीव्रता को परिभाषित करने के लिए स्थानीय बनाना कैसे करें.

Introduction

भाषण धारणा जटिल और उच्च चर आवक श्रवण संकेतों के एनकोडिंग की आवश्यकता है कि एक मांग कौशल है. - यह श्रवण प्रांतस्था भाषण के दौरान उत्पादन articulators (जैसे होंठ) की गतिविधियों पर नियंत्रण है कि मोटर क्षेत्रों में भी धारणा सक्रिय जांच और वैज्ञानिक बहस 1 का विषय बनी हुई भाषण के लिए योगदान है, चाहे भाषण प्रसंस्करण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है अविवादास्पद है जबकि 5. मोटर अभ्यावेदन भाषण धारणा में शामिल कर रहे हैं विचार है कि उपन्यास नहीं है. भाषण धारणा 6,7 के Liberman की मोटर सिद्धांत के अनुसार श्रोता वक्ता की "इरादा स्पष्टोच्चारण इशारों" अनुकरण करके भाषण मानते. टीएमएस (समीक्षा के लिए, 8 देखें) भाषण धारणा दौरान स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था की ख्यात भूमिका की जांच में एक शक्तिशाली उपकरण साबित हो गया है. इस अनुच्छेद के एकल नाड़ी और का उपयोग होंठ मोटर प्रतिनिधित्व की उत्तेजना पर केंद्रितदोहराए टीएमएस तकनीक.

एकल पल्स टीएमएस मोटर प्रांतस्था और भाषण प्रसंस्करण 8-10 के बीच कड़ी की जांच का एक अत्यधिक प्रभावी साधन प्रदान की गई है. प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (एम 1) को लागू एकल टीएमएस दालों बटोर मोटर विद्युतपेशीलेखन (EMG) का उपयोग कर दर्ज किया जा सकता है कि प्रतिपक्षी लक्ष्य मांसपेशी में क्षमता (यानी MEPs) पैदा की. हाथ की मांसपेशियों से दर्ज MEPs (प्रथम interosseus पृष्ठीय; एफडीआई) शिखर लगभग 24 मिसे नाड़ी के बाद, MEPs होंठ मांसपेशियों से दर्ज की गई जबकि (orbicularis श्वास, ऊ) शिखर लगभग 15 मिसे नाड़ी के बाद (चित्रा 1 देखें). इस होंठ और हाथ की मांसपेशियों को मोटर प्रांतस्था से दूरी में अंतर को दर्शाता है; होठों को कॉर्टिको-बल्बर मार्ग हाथों को कॉर्टिको-स्पाइनल मार्ग की तुलना में कम है. एक एमईपी को प्रकाश में लाना आवश्यक नाड़ी की तीव्रता सबसे अधिक संभावना neuroanatomical मतभेद और diffe को दर्शाती है, बहुत प्रतिभागियों भर में अलग हैखोपड़ी में rences 11 मोटाई. एमईपी के आयाम मांसपेशियों को आराम है जब की तुलना में लक्ष्य पेशी अनुबंधित है जब बड़े MEPs उत्प्रेरण एक निरंतर तीव्रता के दालों के साथ, मोटर प्रणाली के कार्यात्मक स्थिति पर निर्भर है. एमईपी माप प्रत्येक भागीदार में विभिन्न मांसपेशियों के cortical अभ्यावेदन स्थानीयकृत के साथ ही विषयों के बीच टीएमएस तीव्रता को सामान्य बनाने का सही साधन उपलब्ध कराते हैं. इस पद्धति का भी एक सीधा उपाय ब्याज की एक स्वतंत्र चर के सापेक्ष मोटर excitability के (यानी एमईपी आयाम प्रदान करता है). उदाहरण के लिए, एकल पल्स टीएमएस पढ़ाई भाषण को सुनने और भाषण से संबंधित होंठ आंदोलनों 10,12,13 जब देखने होंठ प्रतिनिधित्व की उत्तेजना बड़ा MEPs (यानी वृद्धि की excitability) लाती है कि पता चला है. एक संयुक्त पीईटी और एकल पल्स टीएमएस अध्ययन श्रवण भाषण धारणा दौरान भाषण मोटर प्रणाली के excitability में गतिविधि के हिस्से में संग्राहक है कि पता चलापीछे अवर ललाट गाइरस 14 छोड़ दिया है.

एकल पल्स टीएमएस भाषण धारणा दौरान मोटर प्रणाली के excitability में परिवर्तन प्रदर्शित कर सकते हैं Whilst यह मोटर प्रांतस्था भाषण प्रसंस्करण के लिए योगदान देता है कि क्या संकेत नहीं है. दोहराए टीएमएस (rTMS) मोटर प्रांतस्था 15 में एक अस्थायी व्यवधान (यानी "एक आभासी घाव") उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यह "वर्चुअल घाव" दृष्टिकोण मोटर प्रणाली का केन्द्र क्षेत्र को नियंत्रित, अल्पकालिक विघटन के दौरान भाषण धारणा की जांच में सक्षम बनाता है. टीएमएस की वजह से "आभासी घावों" अक्सर समय के साथ मस्तिष्क के कार्यात्मक पुनर्गठन के लिए अग्रणी व्यापक cortical क्षेत्रों को कवर किया है, जो रोगियों में वास्तविक घावों से भिन्न होते हैं. रोगी अध्ययन आम तौर पर एक नियंत्रण समूह में रोगियों के व्यवहार की तुलना और शायद ही कभी पिछले स्ट्रोक / घाव करने के लिए प्रदर्शन का ज्ञान प्रदान करते हैं. RTMS का उपयोग करके यह प्रदर्शन करने के लिए एक भागीदार की क्षमता की जांच के लिए संभव हैमोटर अवरोधों और, साथ और बिना peech धारणा कार्यों इसलिए, इन अवरोधों प्रदर्शन में योगदान के लिए कि क्या जांच करते हैं.

उप सीमा कम आवृत्ति rTMS अस्थायी रूप से मोटर होंठ प्रतिनिधित्व बाधित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और यह भाषण धारणा 16-18 में स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था की भूमिका की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. Monophasic कम आवृत्ति rTMS biphasic rTMS 19 की तुलना में cortical excitability कम करने में ज्यादा प्रभावी होना दिखाया गया है, क्योंकि इन प्रयोगों में, monophasic पल्स दृश्यों में इस्तेमाल किया गया. होठों से दर्ज MEPs का आकार 1 हर्ट्ज यानी मोटर excitability के नीचे दरों पर लागू उप दहलीज monophasic टीएमएस दालों की एक 15 मिनट ट्रेन के बाद कम हो जाती है 18 दबा दिया जाता है. इस rTMS प्रेरित विघटन भी श्रोताओं impairs 'स्पष्ट दो भाषण ध्वनियों के बीच लेकर ध्वनिक continua अनुभव करने की क्षमता है कि अभिव्यक्ति की जगह (जैसे में मतभेद' बा & #39; बनाम 'दा' और 'ता' बनाम 'पीए'). होंठ मोटर प्रांतस्था को विघटन के बाद बिगड़ा प्रदर्शन मोटर प्रणाली भाषण धारणा लिए योगदान देता है. हाथ मोटर प्रतिनिधित्व के विघटन भाषण लगता है की स्पष्ट धारणा पर कोई प्रभाव नहीं है. इन निष्कर्षों को कठिनाई, कार्य संरचना और प्रतिक्रिया प्रकार 20 पर मिलान एक रंग भेदभाव नियंत्रण कार्य की तुलना में शोर में प्रस्तुत अक्षरों का उपयोग करते समय premotor प्रांतस्था करने के लिए आवेदन कम आवृत्ति rTMS एक ध्वन्यात्मक भेदभाव कार्य में प्रदर्शन impairs दिखा रहा है कि पहले के निष्कर्षों के साथ संगत कर रहे हैं. इन अध्ययनों rTMS भाषण उत्पादन और धारणा दोनों का समर्थन कर सकते हैं कि श्रवण मोटर सर्किट की खोज का एक अत्यंत प्रभावी का मतलब है कि प्रदर्शित करता है. कम आवृत्ति rTMS भी आगे (चर्चा देखने के लिए) इस मुद्दे की जांच के लिए न्यूरोइमेजिंग तकनीक के साथ संयोजन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है.

Protocol

1. तैयारी

  1. (उदाहरण के लिए 21 देखें) एक सुरक्षा स्क्रीनिंग प्रपत्र भरने के लिए भागीदार पूछो. नोट: टीएमएस के लिए मतभेद है, जो प्रतिभागियों को प्रेरित नहीं होना चाहिए; सबसे आम मतभेद हैं: नींद की कमी, दवा (जैसे antidepressants), और मिर्गी के एक परिवार के इतिहास.
  2. भाग लेने के लिए टीएमएस प्रक्रिया और प्रयोगात्मक विवरण की व्याख्या और सूचित सहमति प्राप्त करते हैं.
  3. शराब का प्रयोग, दाहिने हाथ में एफडीआई पेशी के पेट के ऊपर और संदर्भ साइट (एफडीआई पेशी के जैसे पट्टा) में त्वचा को साफ और इन साइटों पर इलेक्ट्रोड देते हैं.
  4. शराब के साथ ऊ मांसपेशियों के सही पक्ष पर त्वचा को साफ और निचले होंठ के सही कोने में ऊपरी होंठ और एक इलेक्ट्रोड के सही कोने में एक इलेक्ट्रोड देते हैं.
  5. (माथे पर जैसे) जमीन इलेक्ट्रोड के लिए साइट के आसपास त्वचा को साफ और इलेक्ट्रो देते हैंडे.
  6. एक EMG रिकॉर्डिंग प्रणाली से जुड़ी एक इलेक्ट्रोड बॉक्स में इलेक्ट्रोड के तारों कनेक्ट.
  7. भागीदार करार और (नेत्रहीन जैसे Spike2 सॉफ्टवेयर का उपयोग कर उन्हें निरीक्षण) द्वारा इन मांसपेशियों को आराम है जब हाथ और होंठ मांसपेशियों से दर्ज EMG संकेतों की जाँच करें. प्रतिभागी होंठ और हाथ की मांसपेशियों को आराम जब संकेत शोर देखो, इलेक्ट्रोड केबल, फिर से स्वच्छ इलेक्ट्रोड स्थल पर त्वचा और / या, उनके पैरों uncross अपने जूते हटाने और फर्श पर अपने पैर के लिए भागीदार पूछना मोड़ (बेहतर ग्राउंडिंग).
  8. Earplugs का उपयोग करके भागीदार सुनवाई की रक्षा.
  9. टीएमएस का तार की स्थिति को चिह्नित करने में सक्षम होने के लिए भागीदार के सिर पर टोपी डाल दिया.

मोटर हाथ प्रतिनिधित्व के 2. स्थानीयकरण

  1. (एक छोटे से स्टीकर संलग्न करके या एक पेन का उपयोग करके) टोपी पर शीर्ष निशान और छोड़ दिया preauricular बात करने के लिए शिखर से दूरी को मापने. चाल33 छोड़ा preauricular बात की ओर शिखर से इस दूरी का% और इस स्थान को चिह्नित.
  2. इस मौके पर चित्रा के आठ टीएमएस कुंडली के केंद्र में रखें. Midline से कुंडल 45 डिग्री की संभाल पूरबी.
  3. एक पैर पेडल दबाकर जैसे पहले टीएमएस पल्स देने. प्रतिभागी की मोटर दहलीज ज्ञात नहीं है, तो एक कम तीव्रता (अधिकतम उत्तेजक तीव्रता के जैसे 40%) का चयन. थोड़ा कुंडल ले जाएँ और / या कोई एमईपी या मांसपेशी चिकोटी हाथ में दिखाई दे रहा है, तो तीव्रता में वृद्धि.
  4. एक एमईपी हासिल किया जाता है, एक उपयुक्त "हॉट स्पॉट" को खोजने के लिए इस क्षेत्र के आसपास 5 मिमी चरणों में कुंडल बढ़ने रखने के लिए एक निश्चित तीव्रता में अधिक से अधिक MEPs elicits कि साइट और कुंडल अभिविन्यास यानी. दालों के बीच कम से कम 5 सेकंड विराम रखें. मांसपेशियों को चिकोटी जो जांच करने के लिए प्रतिभागियों को हाथ का निरीक्षण करें. MEPs के सबसे बड़े हैं जिसमें स्थान पाया जाता है, तो यह "हॉट स्पॉट" और अभिविन्यास का निशानटोपी पर कुंडली.

मोटर लिप प्रतिनिधित्व के 3. स्थानीयकरण

  1. मार्क बाईं आंख के कोने की ओर एक सीधी रेखा के साथ एफडीआई स्थान से एक स्थान 2-3 सेमी (मोटर प्रतिनिधित्व के स्थान अधिक पूर्वकाल और हाथ प्रतिनिधित्व की तुलना में नीचा है).
  2. इस मौके पर कुंडली रखें. होंठ मांसपेशियों पर्स के लिए भागीदार पूछो; इस मोटर दहलीज को कम करती है और, इसलिए, यह आसान मोटर होंठ प्रतिनिधित्व खोजने के लिए बनाता है.
  3. टीएमएस दालों पिछले स्थान की तुलना में इस स्थान में अधिक तीव्र महसूस कर सकते हैं कि प्रतिभागी को बताएँ और कि / वह (कारण परिधीय उत्तेजना को) उसकी / उसके चेहरे में twitches महसूस कर सकते हैं और अनैच्छिक आंखें झपकाए है. वे उत्तेजना को रोकने के लिए चाहते हैं तो उत्तेजना अप्रिय या कष्टदायक हो जाता है या यदि किसी भी बिंदु पर प्रयोगकर्ता को सूचित करने के लिए भागीदार पूछो.
  4. पहले दालों उद्धार. कोई MEPs हासिल कर रहे हैं, तो थोड़ा तार ले जाने और / या तीव्रता में वृद्धि. Keeपी दालों के बीच 5 सेकंड तोड़ने के कम से कम. एक एमईपी हासिल किया जाता है, ऊ पेशी के लिए एक 'हॉट स्पॉट' को खोजने के क्रम में 5 मिमी चरणों में इस क्षेत्र के आसपास का तार चलते रहो. नोट: होंठ MEPs का आकार अक्सर multiphasic है और उनके आकार भागीदार से भाग लेने के लिए भिन्न हो सकती हैं. इसके अलावा, मोटर दहलीज हाथ की मांसपेशियों के लिए अधिक से होंठ पेशी के लिए अक्सर अधिक है.

4. भी नाड़ी प्रयोगों के लिए तीव्रता को परिभाषित करना

  1. MEPs अनुबंधित होंठ मांसपेशियों से दर्ज हो जाएगा, तो संकुचन की एक निरंतर स्तर बनाए रखने के लिए भागीदार ट्रेन. नोट: (Spike2 सॉफ्टवेयर का उपयोग करके जैसे) EMG सिग्नल की शक्ति के बारे में दृश्य फीडबैक देते हुए प्रशिक्षण के दौरान मदद करता है; भागीदार कम से कम 1 मिनट के लिए संकुचन स्थिर के स्तर पर रखने में सक्षम है जब प्रशिक्षण रोका जा सकता है.
  2. ऊ पेशी के लिए गर्म स्थान पर तार रखें. तय तीव्रता के साथ 10 दालों उद्धार. दालों के बीच कम से कम 5 सेकंड विराम रखें. एनेत्रहीन उन्हें निरीक्षण से MEPs का आकार stimate. MEPs बहुत छोटे होते हैं या कोई एमईपी हर परीक्षण पर था, तीव्रता बढ़ाएँ. फिर 10 दालों उद्धार. एक मजबूत एमईपी हर परीक्षण पर हासिल होने तक तीव्रता बढ़ती रखें (लगभग 0.3 एम वी के आयाम के साथ जैसे होंठ मांसपेशियों को आराम या होंठ पेशी अनुबंधित है जब लगभग 1 एम वी के आयाम के साथ होता है). एकल पल्स प्रयोग के दौरान इस तीव्रता का प्रयोग करें. नोट: यह प्रकाशनों में उत्तेजक तीव्रता रिपोर्ट करने के लिए एक अच्छा अभ्यास है.

5. RTMS प्रयोगों के लिए सक्रिय मोटर थ्रेसहोल्ड की परिभाषा

  1. मुश्किल के रूप में वे कर सकते हैं होंठ मांसपेशियों अनुबंध करने के लिए भागीदार पूछो. (नेत्रहीन EMG संकेत निरीक्षण से) यह अधिक से अधिक संकुचन के आयाम निर्धारित करते हैं.
  2. होठों का संकुचन कम करने के लिए भागीदार पूछो. अधिकतम का लगभग 20% है कि संकुचन स्तर तक पहुँचने के लिए उसे / उसे गाइड. 1 मील के लिए इस स्तर पर रखने के लिए भागीदार पूछोएन. उसे / उसे एक छोटा ब्रेक दे दो और जरूरत के रूप में कई बार के रूप में व्यवहार को दोहराने. नोट: (Spike2 सॉफ्टवेयर का उपयोग करके जैसे) EMG सिग्नल की शक्ति के बारे में दृश्य फीडबैक देते हुए प्रशिक्षण के दौरान मदद करता है; भागीदार कम से कम 1 मिनट के लिए संकुचन स्थिर के स्तर पर रखने में सक्षम है जब प्रशिक्षण रोका जा सकता है.
  3. प्रतिभागी अधिकतम 20% पर होंठ करार है, जबकि ऊ के लिए हॉटस्पॉट पर 10 दालों उद्धार. हासिल थे कितने MEPs गणना. (कम से कम 0.2 एम वी की चोटी से शिखर आयाम के साथ) एक एमईपी 10 परीक्षणों के बाहर कम से कम 5 में आया था, तो तीव्रता में वृद्धि. एक एमईपी 10 परीक्षणों के बाहर अधिक से अधिक 5 पर था, तीव्रता कम है. परीक्षण (सक्रिय मोटर दहलीज) के कम से कम 50% पर MEPs पाया गया है elicits कि एक न्यूनतम तीव्रता के स्तर तक दोहराएँ.
  4. होंठ मांसपेशियों को आराम और सक्रिय मोटर सीमा की तीव्रता में 10 दालों देने के लिए भागीदार पूछो. कोई MEPs (यानी उत्तेजना में हासिल किया गया है कि जांच करेंशर्मंदगी) उप सीमा है. कोई MEPs हासिल कर रहे थे (होंठ मांसपेशियों को आराम है, जबकि), rTMS सफर के दौरान इस तीव्रता (सक्रिय मोटर दहलीज यानी 100%) का उपयोग करें. MEPs हासिल कर रहे थे, वापस 5.3 के पास जाओ.

6. कम आवृत्ति rTMS

  1. RTMS सफर के दौरान 15 मिनट के लिए अप करने के लिए 1 हर्ट्ज की एक आवृत्ति पर टीएमएस दालों उद्धार. दो stimulators के होते हैं कि MagStim BiStim प्रणाली का उपयोग कर, 0.66 हर्ट्ज की एक monophasic पल्स अनुक्रम बनाने के क्रम में (यानी प्रत्येक उत्तेजक एक नाड़ी हर 3 सेकंड बचाता है.) Alternatingly इन stimulators ट्रिगर. नोट: एक साथ (कैम्ब्रिज इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा) EMG अधिग्रहण प्रणाली के साथ Spike2 सॉफ्टवेयर ट्रिगर दालों के एक दृश्य बनाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. नोट: व्यवहार में, MagStim BiStim प्रणाली और मानक coils का उपयोग 0.66 हर्ट्ज पल्स ट्रेन के लिए अधिकतम तीव्रता अधिकतम उत्तेजक उत्पादन का 65% है. यह सीमा हर उत्तेजक की अधिकतम नाड़ी आवृत्ति (0.33 हर्ट्ज) से संबंधित है, अधिक हीटिंगकॉयल और प्रतिभागी आराम की.
  2. कोई MEPs excitability या पड़ोसी प्रतिनिधित्व करने के लिए प्रभाव के प्रसार में वृद्धि का संकेत होगा कि हासिल कर रहे हैं सुनिश्चित करने के लिए rTMS सफर के दौरान होंठ और हाथ की मांसपेशियों से रिकॉर्डिंग की निगरानी करें. इसके अलावा बेचैनी के लक्षण या सतर्कता के स्तर में परिवर्तन के लिए भागीदार की निगरानी.
  3. Overheating से बचने के क्रम में 7.5 मिनट के बाद तार बदलें. नोट: उत्तेजना के दौरान ठंडा कर रहे हैं कि विशेष coils का उपयोग करते समय यह कदम छोड़े गए किया जा सकता है; coils के ताप चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति को प्रभावित कर सकते हैं.

Representative Results

एक नाड़ी प्रयोगों से परिणाम

एक नाड़ी प्रयोगों में, निर्भर उपाय एमईपी आयाम है. MEPs का आकार आमतौर पर या तो वक्र 10 के तहत चोटी से शिखर आयाम 13,18 या क्षेत्र के रूप में मापा जाता है. होंठ MEPs आराम मांसपेशियों या एक से थोड़ा अनुबंधित मांसपेशियों या तो से दर्ज किया जा सकता है. संकुचन मोटर दहलीज को कम करती है क्योंकि बाद के मामले में, टीएमएस दालों, एक कम तीव्रता के साथ दिया जा सकता है. यह संकुचन की शक्ति एमईपी आयाम को प्रभावित करता है क्योंकि संकुचन का स्तर, प्रयोग के दौरान स्थिर रहता है कि बहुत महत्वपूर्ण है. मजबूत संकुचन बड़ा MEPs हैं, है. इसलिए, यह MEPs अनुबंधित पेशी से दर्ज कर रहे हैं, तो टीएमएस तीव्रता को परिभाषित करने से पहले संकुचन की एक निरंतर स्तर बनाए रखने के लिए प्रतिभागी को प्रशिक्षित करने के लिए महत्वपूर्ण है. दृश्य प्रतिक्रिया (प्रोटोकॉल 4.1 देखें.) प्रशिक्षण के दौरान मदद करता है. कभी कभी सीमाटीएमएस दालों की तीव्रता भागीदार के लिए असुविधाजनक है और प्रयोग नहीं किया जा सकता है कि बहुत अधिक है. इसके अलावा, यह होंठ मांसपेशियों को आराम कर रहे हैं, खासकर जब होंठ प्रतिनिधित्व पाते हैं या मजबूत MEPs रिकॉर्ड करने के लिए हमेशा संभव नहीं है. यह प्रयोग प्रकाशनों में नहीं किया जा सकता है जिस में प्रतिभागियों की संख्या की रिपोर्ट करने के लिए एक अच्छा अभ्यास है. चित्रा 1 एक भी प्रतिभागी के लिए एक सुकून और अनुबंधित होंठ पेशी से दर्ज MEPs से पता चलता है. टीएमएस दालों की तीव्रता संकुचन के तीन स्तर के पार स्थिर रखा गया था. पेशी अनुबंधित है जब मोटर excitability बढ़ जाती है, और फलस्वरूप MEPs बड़ा हो.

चित्रा 1
चित्रा 1. होंठ MEPs पर मांसपेशियों में संकुचन का प्रभाव. MEPs के एक प्रतिभागी से मापा गया, जबकि वह (1)उसके होंठ ढील (2) के रूप में थोड़ा (<अधिकतम 5%) वह कर सकती थी ही होंठ अनुबंधित, और (3) जब वह होंठ अधिकतम के बारे में 20% अनुबंधित. मोनो phasic टीएमएस दालों की तीव्रता सभी तीन शर्तों (अधिकतम तीव्रता का 58%) में एक ही था. 6 MEPs (चित्रा में मढ़ा) हर हालत में दर्ज किए गए. चित्रा MEPs बड़ा हो कि जब संकुचन का स्तर बढ़ता है. दिखाता है एक cortical चुप अवधि मजबूत संकुचन के साथ हालत में स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.

भाषण सुनने और भाषण से संबंधित होंठ आंदोलनों को देखने के दौरान होंठ प्रतिनिधित्व बढ़ जाती है की मोटर excitability. भाषण और अमौखिक शोर को सुन दौरान दर्ज एमईपी होंठ 2 से पता चलता है, और आँख आंदोलनों और भाषण से संबंधित होंठ आंदोलनों 10 देख के दौरान. टी मेंअपने अध्ययन MEPs थोड़ा अनुबंधित होंठ मांसपेशियों से दर्ज किए गए. संकुचन के स्तर एमईपी विश्लेषण में एक covariate के रूप में जोड़ा गया है और एमईपी आकार को समायोजित करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. सही एम 1 उत्तेजना से हासिल होंठ MEPs स्थितियों में से किसी के दौरान संग्राहक नहीं थे जबकि छोड़ा एम 1 उत्तेजना से हासिल होंठ MEPs काफी, भाषण सुनने और आधारभूत हालत के सापेक्ष भाषण से संबंधित होंठ आंदोलनों देख के दौरान बढ़ाया गया.

चित्रा 2
छोड़ा मोटर प्रांतस्था प्रेरित किया गया था, जबकि चित्रा 2. एक भागीदार में श्रवण और दृश्य भाषण की धारणा दौरान MEPs. MEPs थोड़ा अनुबंधित होंठ पेशी से दर्ज किए गए. MEPs के भाषण को सुनने और भाषण से संबंधित होंठ आंदोलनों को देखने के दौरान बढ़ाया गया. से संशोधित चित्रा

एक ताजा अध्ययन दृश्य मुंह आंदोलनों 13 के अवलोकन के दौरान होंठ मोटर प्रांतस्था में excitability में परिवर्तन की विशिष्टता की जांच की. जाना जाता भाषण (अंग्रेजी) के दृश्य धारणा के दौरान दर्ज होंठ MEPs के लिए Z-स्कोर, अज्ञात भाषण (यहूदी), गैर भाषण मुंह आंदोलनों (gurning) और एक अभी भी चेहरा चित्रा 3 में प्रस्तुत कर रहे हैं. ये Z-स्कोर के सापेक्ष गणना की गई है सभी शर्तों का मतलब है. टीएमएस दालों बाईं एम 1 और आराम होंठ पेशी से दर्ज MEPs पर दिया गया. MEPs अज्ञात भाषण या गैर भाषण मुंह आंदोलनों से जाना जाता भाषण के अवलोकन के दौरान बड़े थे. एक अभी भी चेहरे के अवलोकन के दौरान दर्ज MEPs अंग्रेजी भाषण के अवलोकन के दौरान जितने बड़े थे. इन निष्कर्षों होंठ मोटर प्रांतस्था भाषण संचार के दौरान दृश्य संकेतों के प्रसंस्करण में भाग लेता है कि सुझाव है. उसे क्लिक करेंइस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ई.

चित्रा 3
दृश्य भाषण की धारणा दौरान चित्रा 3. मोटर excitability. ए प्रतिभागियों जाना जाता भाषण (यानी अंग्रेजी) का वीडियो प्रस्तुत किए गए, अज्ञात भाषण (यानी हिब्रू), गैर भाषण मुंह आंदोलनों (यानी gurns) और एक अभी भी मुँह. एक टीएमएस नाड़ी प्रत्येक वीडियो के दौरान दिया गया था. इंटर पल्स अंतराल (आईपीआई) 5 और 8 सेकंड के बीच विविध. बी आंकड़ा शो MEPs (± SEM) के मानकीकृत आयाम वीडियो के अवलोकन के दौरान होंठ से मापा. Z-स्कोर सभी शर्तों का मतलब के सापेक्ष गणना की गई. MEPs अज्ञात भाषण से जाना जाता भाषण का अवलोकन (= 0.001 पी) या जी के दौरान काफी बड़े थेurns (पी <0.05). स्थितियों के बीच एमईपी आयाम में अंतर मोटर प्रांतस्था में लिप प्रतिनिधित्व के excitability में मतभेद को दर्शाते हैं. 13 से संशोधित आंकड़ा. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.

RTMS प्रयोगों से परिणाम

यह हाथ मोटर प्रतिनिधित्व के ऊपर कम आवृत्ति rTMS मोटर excitability कम करने और इस क्षेत्र में एक अस्थायी व्यवधान (यानी "एक आभासी घाव") 15 पैदा कर सकते हैं कि दिखाया गया था. होंठ मोटर प्रतिनिधित्व पर rTMS भी इस क्षेत्र में 18 के excitability कम कर देता है. छोड़ा एम 1 प्रांतस्था में लिप प्रतिनिधित्व के ऊपर कम आवृत्ति उत्तेजना के 15 मिनट के बाद MEPs के आयाम में परिवर्तन 4 चित्र में दिखाया गया. होठों से दर्ज MEPs दोहराए टीएमएस सफर के अंत के बाद 7 मिनट दबा दिया, लेकिन सेंट थाके बाद 15 मिनट की वसूली के लिए arted. इस दबा excitability कम आवृत्ति rTMS के बारे में 15 मिनट के लिए मोटर प्रांतस्था में लिप प्रतिनिधित्व के कामकाज बाधित है दिखाता है.

मांग की भाषण धारणा कार्यों में स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था ख़राब 'प्रतिभागियों के प्रदर्शन में टीएमएस प्रेरित अवरोधों. एक ही अलग भेदभाव कार्य 18 में लिप प्रतिनिधित्व संग्राहक प्रदर्शन के विघटन टीएमएस प्रेरित कैसे 5 से पता चलता है. प्रतिभागियों को कम आवृत्ति rTMS से पहले और इसके बाद दोनों सिंथेटिक अक्षरों के जोड़े के साथ प्रस्तुत किए गए. उनके काम के लिए अक्षरों ही है या अलग थे कि क्या इंगित करने के लिए था. टीएमएस प्रेरित विघटन होंठ ('दा' बनाम 'बा' और 'ता' बनाम 'पीए') द्वारा व्यक्त नहीं कर रहे हैं कि भाषण ध्वनियों से होंठ व्यक्त कर रहे हैं कि सिंथेटिक भाषण ध्वनियों भेदभाव करने के लिए भागीदार की क्षमता बिगड़ा. हालांकि, इस व्यवधान उनकी क्षमता को प्रभावित नहीं किया('गा' और 'गा' बनाम 'दा' बनाम 'का') होठों से व्यक्त नहीं कर रहे हैं कि दो भाषण ध्वनियों भेदभाव करने के लिए. इस होंठ प्रतिनिधित्व एक articulator विशिष्ट ढंग से भाषण धारणा लिए योगदान देता है.

चित्रा 4
चित्रा 4. मोटर excitability और भाषण भेदभाव पर rTMS के प्रभाव. ए ग्राफ संबंध पूर्व rTMS MEPs में बाद rTMS MEPs की चोटी से शिखर आयाम में (SEM ±) मतलब परिवर्तन प्रस्तुत करता है. MEPs के होंठ मांसपेशियों से दर्ज किए गए और rTMS प्रयोगों 1 और 2 दोनों में बाएँ गोलार्द्ध में लिप मोटर प्रांतस्था पर लागू किया गया था. बाद rTMS MEPs 15 मिनट (post2) समाप्त होने के बाद ~ 7 मिनट (post1) दर्ज की गई और ~ गया 15 मिनट कम आवृत्ति rTMS रेलगाड़ी की. MEPs काफी ई दोनों में rTMS के बाद दबा दिया गयाxperiments 1 और 2. बी प्रतिभागियों को दो भाषण ध्वनियों के बीच आठ कदम ध्वनिक continua से सिंथेटिक भाषण ध्वनियों के साथ प्रस्तुत किए गए. "भर श्रेणी" जोड़े को व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक भागीदार के लिए निर्धारित किया गया है कि श्रेणी सीमाओं की जगह के आधार पर चयन किया गया था. प्रतिभागियों को एक ही विभिन्न भेदभाव कार्य पूर्व प्रदर्शन किया और होंठ मोटर प्रतिनिधित्व से अधिक पद कम आवृत्ति rTMS. "अलग" प्रतिक्रियाओं (± SEM) के अनुपात में परिवर्तन साजिश रची है. टीएमएस के बाद, प्रतिभागियों rTMS पहले से होंठ व्यक्त भाषण ध्वनि ('दा' बनाम 'बा' और 'ता' बनाम 'पीए') शामिल है कि भर श्रेणी जोड़े भेदभाव में गरीब थे. अन्य जोड़े की Discriminability स्थिर रहे. आंकड़े 18 से संशोधित कर रहे हैं. ** पी <.01, *** पी <.001. इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें.

Discussion

यह न्यूरोइमेजिंग के लिए पूरक है कि जानकारी प्रदान कर सकते हैं क्योंकि पिछले दो दशकों के दौरान, टीएमएस, संज्ञानात्मक तंत्रिका विज्ञान में एक व्यापक रूप से इस्तेमाल तरीका बन गया है. यह भी मोटर भाषण उत्पादन प्रणाली भाषण धारणा में शामिल किया जा सकता है कि क्या जांच करने के लिए नए उपकरणों के साथ भाषण वैज्ञानिकों प्रदान की गई है. विशेष रूप से, टीएमएस भाषण अभिव्यक्ति को नियंत्रित कि तंत्रिका सर्किट इन सर्किट भाषण धारणा के लिए योगदान है, चाहे भाषण सुनने के whilst में मदद की है और कर रहे हैं कि क्या प्रयोगात्मक परीक्षण का एक महत्वपूर्ण साधन प्रदान करता है.

यह लेख मोटर होंठ प्रतिनिधित्व टीएमएस का उपयोग कर प्रेरित किया जा सकता है कि कैसे, और एकल नाड़ी और दोहराव टीएमएस तकनीक दोनों भाषण धारणा में मोटर प्रांतस्था की भूमिका की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है कि कैसे का वर्णन किया. यहां बताया पढ़ाई मोटर प्रांतस्था मानव मस्तिष्क में भाषण प्रसंस्करण के लिए योगदान देता है कि सबूत प्रदान करते हैं. अन्य टीएमएस मानदंड भी सपा की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया हैमोटर प्रणाली में eech प्रसंस्करण. श्रवण अक्षरों से पहले मोटर होंठ और जीभ अभ्यावेदन पर दिया दोहरी टीएमएस दालों होंठ और जीभ व्यक्त अक्षरों में क्रमश: 22 की मान्यता को सुविधाजनक बनाने के लिए दिखाया गया है. एक बनती कुंडल प्रतिमान भाषण धारणा 23 के दौरान होंठ प्रतिनिधित्व और अन्य cortical क्षेत्रों के बीच प्रभावी कनेक्टिविटी की जांच करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. यह मोटर होंठ प्रतिनिधित्व और temporo-पार्श्विका जंक्शन और अवर ललाट प्रांतस्था के बीच प्रभावी कनेक्टिविटी सफेद शोर को सुन दौरान भाषण सुनने के दौरान बढ़ाया, लेकिन नहीं है कि दिखाया गया था. Temporo-पार्श्विका जंक्शन पर निरंतर थीटा फट उत्तेजना (cTBS) इन cortical क्षेत्रों कार्यात्मक भाषण 23 को सुनने के दौरान मिलकर कर रहे हैं कि आगे सबूत उपलब्ध कराने, मोटर होंठ प्रतिनिधित्व के साथ अपनी प्रभावी कनेक्टिविटी को समाप्त कर दिया. कम आवृत्ति rTMS अधिक cTBS का लाभ है कि cTBS की एक अपेक्षाकृत कम ट्रेन (<उन्हें> जैसे 40 सेकंड) मोटर प्रांतस्था (अप करने के लिए 60 मिनट) 24 में एक लंबे समय तक चलने वाले व्यवधान उत्पादन कर सकते हैं. हालांकि, मोटर excitability पर cTBS के प्रभाव प्रतिभागियों 25 के पार अत्यधिक चर रहे हैं.

पूरे मस्तिष्क की गतिविधि को मापने कि अन्य न्यूरोइमेजिंग तकनीक के साथ टीएमएस का मेल टीएमएस पड़ोसी और अधिक बाहर का cortical क्षेत्रों दोनों में तंत्रिका प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है में अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं. मस्तिष्क क्षेत्रों निस्संदेह अवधारणात्मक और संज्ञानात्मक प्रक्रिया के दौरान एक दूसरे के साथ बातचीत, और इसलिए यह एक मस्तिष्क क्षेत्र में एक प्रेरित "वर्चुअल घाव" एक ही प्रक्रिया में लगे हुए अन्य मस्तिष्क क्षेत्रों के कामकाज व्यवस्थित करना होगा कि unsurprising है. भाषण धारणा के तंत्रिका आधार की समझ अग्रिम करने के लिए, यह स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था भाषण और कैसे इन मुलाकातों भाषण धारणा के लिए योगदान करने के लिए सुनने के दौरान बेहतर अस्थायी प्रांतस्था में श्रवण क्षेत्रों के साथ सूचना का आदान प्रदान कैसे जांच करने के लिए आवश्यक है. सहमस्तिष्क इमेजिंग तकनीक के साथ टीएमएस की mbination इन सवालों का पता करने के लिए एक साधन प्रदान करता है. उदाहरण के लिए, यह (ईईजी) का उपयोग बेहतर अस्थायी प्रांतस्था में भाषण संकेतों के प्रसंस्करण पर स्पष्टोच्चारण प्रणाली में टीएमएस प्रेरित अवरोधों के प्रभावों की जांच करने के लिए संभव है, magnetoencephalography (एमईजी), कार्यात्मक एमआरआई और पोजीट्रान एमिशन टोमोग्राफी (पीईटी). कम आवृत्ति rTMS और ईईजी के संयोजन प्रयोगों स्पष्टोच्चारण मोटर प्रांतस्था में टीएमएस प्रेरित विघटन भाषण का स्वत भेदभाव modulates, लेकिन नहीं गैर भाषण, इन प्रणालियों भाषण प्रसंस्करण 16 के दौरान बातचीत दिखा रहा है कि, श्रवण प्रणाली में लगता है कि प्रदर्शित करता है. एम ई जी के साथ rTMS का संयोजन भी श्रवण मोटर बातचीत 17 के समय की जांच के लिए एक शक्तिशाली तरीका है.

फिर भी, भाषण उत्पादन और धारणा के बीच लिंक अभी भी खराब समझा जाता है. भाषण कार्यों और अतिरिक्त न्यूरोइमेजिंग तकनीक के साथ संयुक्त टीएमएस मदद कर सकते हैंवैज्ञानिकों भाषण धारणा और उत्पादन के तंत्रिका ठिकानों की समझ में सुधार करने के लिए और वे ओवरलैप या नहीं.

Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

आरएम चिकित्सा अनुसंधान परिषद (कैरियर विकास फैलोशिप) द्वारा समर्थित किया गया. जे आर वेलकम ट्रस्ट (केईडब्ल्यु और आरएम को सम्मानित परियोजना अनुदान) द्वारा समर्थित किया गया. हम वीडियो बनाने में उसकी मदद के लिए जेनिफर Chesters धन्यवाद देता हूँ.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
TMS stimulator Magstim Limited, Wales, U.K. Magstim BiStim (two MagStim 200s connected)
2 TMS coils Magstim Limited, Wales, U.K. 70-mm figure-of-eight coil, D70 Alpha
Electrodes for recording EMG signal Covidien llc, MA, USA. Kendall Neonatal ECG electrodes, 22 mm x 30 mm
Electrode box (for EMG recording) Cambridge Electronic Design Limited, U.K. CED 1902-11/4 Electrode Adaptor
Data acquisition unit (for EMG) Cambridge Electronic Design Limited, U.K. Micro1401-3
Amplifier (for EMG) Cambridge Electronic Design Limited, U.K. 1902
Software for EMG recording and analyses Cambridge Electronic Design Limited, U.K. Spike2, version 7

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तंत्रिका जीव विज्ञान अंक 88 विद्युतपेशीलेखन मोटर प्रांतस्था मोटर क्षमता मोटर excitability भाषण दोहराए टीएमएस rTMS आभासी घाव transcranial चुंबकीय उत्तेजना पैदा की
Transcranial चुंबकीय उत्तेजना के साथ लिप मोटर प्रांतस्था उत्तेजक
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Möttönen, R., Rogers, J.,More

Möttönen, R., Rogers, J., Watkins, K. E. Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation. J. Vis. Exp. (88), e51665, doi:10.3791/51665 (2014).

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