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Articolo metodologico

Stimolazione magnetica transcranica combinata e l'elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale

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DOI:

10.3791/57983

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17 agosto 2018

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In questo articolo

Sommario

Il protocollo presentato qui è per gli studi di TMS-EEG che utilizzano paradigmi di progettazione di eccitabilità intracorticale test-retest. L'intento del protocollo è quello di produrre misure di eccitabilità corticale affidabile e riproducibile per la valutazione neurofisiologica funzionamento correlati agli interventi terapeutici nel trattamento delle malattie neuropsichiatriche come depressione maggiore.

Abstract

Stimolazione magnetica transcranica (TMS) è un metodo non invasivo che produce eccitazione neurale nella corteccia per mezzo di impulsi di campo magnetico breve, variabili nel tempo. L'iniziazione di attivazione corticale o sua modulazione dipende dall'attivazione di sfondo di neuroni della regione corticale attivato, le caratteristiche della bobina, la sua posizione e l'orientamento rispetto alla testa. TMS combinato con simultanea electrocephalography (EEG) e Neuronavigazione (nTMS-EEG) consente la valutazione dell'eccitabilità cortico-corticali e connettività in quasi tutte le aree corticali in maniera riproducibile. Questo anticipo rende nTMS-EEG un potente strumento che può valutare con precisione la dinamica del cervello e neurofisiologia in paradigmi di test-retest che sono necessari per i test clinici. Limitazioni di questo metodo includono manufatti che coprono la reattività di cervello iniziale alla stimolazione. Così, il processo di rimozione di artefatti può anche estrarre informazioni preziose. Inoltre, i parametri ottimali per la stimolazione (DLPFC) prefrontal dorsolateral non sono completamente noti e protocolli correnti utilizzano variazioni dai paradigmi di stimolazione della corteccia di motore (M1). Tuttavia, in continua evoluzione disegni nTMS-EEG sperano affrontare questi problemi. Il protocollo presentato qui introduce alcune procedure standard per la valutazione di funzionamento neurofisiologico da stimolazione a DLPFC che può essere applicato in pazienti con disturbi psichiatrici resistenti agli trattamento che ricevono il trattamento come la stimolazione transcranica corrente continua (tDCS), stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS), terapia magnetica sequestro (MST) o terapia electroconvulsive (ECT).

Introduzione

Stimolazione magnetica transcranica (TMS) è uno strumento neurofisiologico che consente la valutazione non invasiva dell'attività neuronale corticale attraverso l'uso di impulsi di campo magnetico rapido, variabili nel tempo1. Questi impulsi di campo magnetico inducono una corrente debole nella corteccia superficiale sotto la bobina che provoca la depolarizzazione della membrana. La conseguente attivazione corticale o modulazione è direttamente correlata alle caratteristiche della bobina, l'angolo e l'orientamento al cranio2. La forma d'onda dell'impulso viene scaricata dalla bobina e lo stato sottostante dei neuroni inf....

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Protocollo

Tutte le procedure sperimentali qui presentate sono state approvate dal nostro comitato etico locale seguendo le linee guida della dichiarazione di Helsinki.

1. testa registrazione per Neuronavigated TMS — EEG

  1. Ottenere una testa tutta T1-weighted MRI strutturale di alta risoluzione per ogni partecipante. Scansione secondo le linee guida del produttore di neuronavigazione.
  2. Caricare le immagini sul sistema di navigazione. Verifica se MRIs vengono analizzati correttamente. Scegliere i punti cardinali (punti pre-auricolari, il nasion e la punta del naso). Inserire gli obiettivi di stimolazione (basato sull'anatomia o sulla t....

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Risultati

Figura 1 A illustra le potenzialità di TMSevoked dopo stimolazione DLPFC sopra l'elettrodo F3 dopo una media di 100 epoche da ogni sessione per un volontario sano. In questa illustrazione, evidenziamo l'effetto del CS sulla TS rispetto alla condizione del singolo impulso quando TS è applicato da solo. Il CS modula la deflessione N100 in modo chiaro anche in un unico soggetto. Nelle sessioni di SICI e LICI, N100 è aumentata solitamente e in IC.......

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Discussione

TMS-EEG consente la stimolazione diretta e non invadente della maggior parte delle aree corticali e l'acquisizione dell'attività neuronale risultante con buona risoluzione spazio-temporale30, soprattutto quando è utilizzata la neuronavigazione. Il vantaggio di questo progresso metodologico è basata sul fatto che segnali EEG TMS-evocato provengono dall'attività neurale elettrica ed è un indice dell'eccitabilità cortico-corticali. Questo ha un enorme potenziale in popolazioni di pazienti neuropsichi.......

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Dichiarazioni

Pantelis Lioumis è stato un consulente pagato per Nexstim Plc. (Helsinki, Finlandia) di fuori del lavoro presentato (cioè., per il motore e applicazioni di rTMS mappatura discorso prima del 2017). Reza Zomorrodi è membro dell'advisory board di Vielight Inc (Toronto, Canada). Zafiris J. Daskalakis riceve il sostegno alla ricerca dalla Canadian Institutes of Health Research (CIHR), National Institutes of Health - noi (NIH), Weston Brain Institute, Canada di cervello e la famiglia di Temerty attraverso la Fondazione di CAMH e la ricerca di Campbell Istituto. Ha ricevuto il sostegno alla ricerca e supporto di apparecchiatura in natura per un studio avviati da Brainsway Ltd. e lui è il ricercatore principale sito per tre sponsor-avviato studi per Brainsway Ltd. Ha ricevuto il supporto di apparecchiatura in natura da Magventure per questo studio avviati. Daniel M. Blumberger riceve il sostegno alla ricerca dalla Canadian Institutes of Health Research (CIHR), National Institutes of Health - noi (NIH), Weston Brain Institute, Canada di cervello e la famiglia di Temerty attraverso la Fondazione di CAMH e la ricerca di Campbell Istituto. Ha ricevuto il sostegno alla ricerca e supporto di apparecchiatura in natura per un studio avviati da Brainsway Ltd. e lui è il ricercatore principale sito per tre sponsor-avviato studi per Brainsway Ltd. Ha ricevuto il supporto di apparecchiatura in natura da Magventure per questo studio avviati. Ha ricevuto il farmaco forniture per una prova avviati da Indivior. Ha partecipato a un comitato consultivo per Janssen.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato in parte finanziato dal NIMH R01 MH112815. Quest'opera è stata anche sostenuta dal Temerty Family Foundation, Grant Family Foundation e Campbell famiglia Mental Health Research Institute presso il centro per dipendenza e salute mentale.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
CED Micro1401-3Cambridge Electronic Design LimitedCED Micro1401-3Registratore di dati digitali
BISTIM'2 Pacchetto Opzione 1Magstim3234-00Stimolatore di impulsi accoppiato TMS
Unità Magstim 200'2 (2 articoli)Stimolatori TMS Magstim3010-00Controller
utenteMagstim3020-00Controller TMS
BISTIM'2 Controller UIMagstim3021-00Controller TMS Modulo di
collegamento BISTIMMagstim3330-00Modulo di collegamento TMS
D70 Alpha Coil - P/N 4150-00 (Alpha 70 mm doppia bobina)Magstim4150-00Bobina TMS
BrainsightRogue-ResolutionsBrainsight 2Neuronavigator
Modello 2024FIntronix2024FElettromiografo
Neuroscan SynAmps RT 64 canali SistemaCompumedics Neuroscan9032-0010-01Elettroencefalografo
Quick-Cap sistema di elettrodi 64Compumedics Neuroscan96050255EEG Cap
dell'interfaccia

Riferimenti

  1. Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 1 (8437), London, England. 1106-1107 (1985).
  2. Ilmoniemi, R. J., Ruohonen, J., Karhu, J. Transcranial magnetic stimulation--a new tool for functional....

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