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Neuroscience

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

Published: August 17, 2018 doi: 10.3791/57983
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 1,2
1Temerty Centre for Therapeutic Brain Intervention at the Centre for Addiction and Mental Health, 2Department of Psychiatry and Institute of Medical Science, Faculty of Medicine, University of Toronto

Summary

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).

Introduction

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 influenzare anche l' attivazione corticale risultante3.

TMS consente la valutazione delle funzioni corticali evocando risposte comportamentali o motore o mediante l'interruzione del trattamento relative alle attività. L'eccitabilità dei processi cortico-spinale può essere valutata attraverso registrazione risposte elettromiografiche (EMG) ha suscitate da singoli impulsi TMS sopra la corteccia motoria, mentre intracortical eccitatorio (facilitazione intracorticale; ICF) e meccanismi inibitori (breve e lungo intracortical inibizione; SICI e LICI) può essere sondata con accoppiare-impulso TMS. TMS ripetitiva può disturbare vari processi cognitivi, ma è utilizzato principalmente come strumento terapeutico per una varietà di disordini neuropsichiatrici. Inoltre, la combinazione di TMS con simultanea elettroencefalografia (TMS-EEG) utilizzabile per valutare l' eccitabilità e la connettività cortico-corticale4. Infine, se l'amministrazione di TMS è consegnato con Neuronavigazione (nTMS), vi permetterà per preciso test-retest paradigmi quanto il luogo esatto della stimolazione può essere registrato. La maggior parte del manto corticale può essere mirata e stimolata (tra cui quelle aree che non producono risposte fisiche o comportamentali misurabili) così la corteccia può essere funzionalmente mappata.

Il segnale EEG evocato da singoli o accoppiati impulsi TMS può facilitare la valutazione della connettività cortico-corticale5 e lo stato attuale del cervello. La corrente elettrica indotta da TMS genera potenziali d'azione che è possibile attivare le sinapsi. La distribuzione delle correnti postsinaptiche possa essere registrata attraverso EEG6. Il segnale EEG può essere utilizzato per quantificare e localizzare distribuzioni correnti sinaptiche attraverso dipolo modellazione7 o minimo-norma stima8, quando è impiegato EEG multicanale e con la struttura di conducibilità della testa contabilizzata. TMS-EEG combinato può essere impiegato per studiare processi inibitori corticali9, oscillazioni10, cortico-corticali11 e interazioni interemisferica12e plasticità corticale13. La cosa più importante, TMS-EEG può sondare eccitabilità cambiamenti durante compiti cognitivi o motore con buon test-retest affidabilità14,15. D'importanza, TMS-EEG ha il potenziale per determinare segnali neurofisiologici che possono servire come i preannunciatori della risposta agli interventi terapeutici (rTMS o effetti farmacologici) in test-retest disegni16,17.

I principi di neuronavigazione per TMS si basa sui principi della stereotassi frameless. L'uso di sistemi un ottico di rilevamento sistema18 che si avvale di una telecamera che emettono luce che comunica con elementi ottici riflettenti collegati alla testa (tramite un tracker di riferimento) e la bobina TMS. Neuronavigazione consente la localizzazione di bobina sul modello 3D MRI con l'ausilio di una digitalizzazione strumento di riferimento o una penna. L'uso di neuronavigation facilita la cattura del bobina orientamento, posizione e allineamento per la testa del soggetto, nonché la digitalizzazione delle posizioni degli elettrodi EEG. Queste caratteristiche sono essenziali per gli esperimenti di progettazione di test-retest e accurata stimolazione di una posizione specificata all'interno della corteccia prefrontale dorsolaterale.

Al fine di utilizzare un protocollo di TMS-EEG in un esperimento di test-retest, ci deve essere targeting accurato e coerenza stimolazione della regione corticale per ottenere segnali affidabili. Registrazione TMS-EEG può essere vulnerabile a diversi artefatti. Il manufatto TMS indotta sugli elettrodi EEG possa essere filtrato con amplificatori che possono recuperare dopo un ritardo19,20 o con amplificatori che non possono essere saturi21. Tuttavia, fare clic su altri tipi di artefatto generato da movimenti oculari o lampeggia, l'attivazione dei muscoli cranici in prossimità degli elettrodi EEG, movimento casuale elettrodo e loro polarizzazione e dalla bobina o sensazione somatica dovrà essere presi in considerazione. Oggetto di un'attenta preparazione che assicura impedenze elettrodo sotto 5 kΩ, immobilizzazione della bobina sopra gli elettrodi e una schiuma tra bobina ed elettrodi per ridurre la vibrazione (o un distanziatore per eliminare gli artefatti di bassa frequenza22), tappi per le orecchie e anche mascheramento uditivo deve essere utilizzato per ridurre al minimo questi artefatti23. Il protocollo presentato qui introduce un processo standard per la valutazione neurofisiologica funzionamento quando la stimolazione è applicata sopra il prefrontale dorsolaterale (DLPFC). Il focus è sui comuni paradigmi di accoppiare-impulso che sono stati convalidati negli studi di M19,15,16.

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Protocol

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 testa coordinate, MNI o Talairach coordinate).
  3. Posizionare il tracker testa in tale maniera in modo che non muoversi durante la seduta di stimolazione e consentire la libera commovente della bobina TMS. Hanno l'inserto partecipante i tappi per le orecchie, prima che inizi la registrazione.
  4. Allineare la testa del partecipante per il modello 3D di MRI. Toccare sulla testa del partecipante con la penna di digitalizzazione presso i punti cardinali che sono stati selezionati sulle immagini dello stack MRI. Selezionare e contrassegnare i punti supplementari sopra le zone parietali, temporali e occipitale della testa per ridurre l'errore di registrazione su quelle aree.
  5. Convalidare la registrazione. Posizionare la penna digitalizzazione sulla testa del partecipante. Verifica relativa rappresentazione sul computer. Se non è sul punto corrispondente nel signor, ripetere il punto 1.4.
  6. Calibrare la bobina TMS in uso (in alcuni sistemi, che questo passaggio non è necessario).
    1. Allegare il Tracker alla bobina.
    2. Posizionare la bobina sul blocco di calibrazione in modo tutti i tracker sono visibili dalla fotocamera.
    3. Premere il pulsante di calibrazione sullo schermo del computer e mantenere la bobina nella posizione di calibrazione per 5 s.

2. esperimento TMS-EEG

  1. Posizionare il tappo di EEG sulla testa e preparare gli elettrodi
    1. Scegliere un tappo che si adatta alla testa bene. Assicurarsi che tutti gli elettrodi sono strettamente a contatto del cuoio capelluto e sono funzionali. Se più di 2 elettrodi non funzionano, quindi utilizzare un altro tappo di dimensioni uguali o minori.
    2. Posizionare l'elettrodo Cz al vertice, a metà strada tra la linea che collega il nasion e inion e l'elettrodo di Iz sopra l'inion.
      Nota: Posizionare gli elettrodi verticali (sopra e sotto l'occhio controlaterale all'occhio di stimolazione) e/o orizzontali (sinistro dall'occhio di sinistra e destra da destra, un po' sopra ogni osso zigomatico) per elettrooculografia (EOG).
    3. Regolare la punta smussata della siringa e riempirla con gel elettroconduttori. Posizionare la punta all'interno del foro dell'elettrodo e quindi premere leggermente la flangia lo stantuffo fino a quando c'è qualche pasta sulla pelle. Macchia il cuoio capelluto leggermente con croce-come si muove con la punta smussata. Assicurarsi che la pasta non è fuoriuscita sopra la parte superiore per evitare di gettare un ponte (corto circuito tra gli elettrodi).
  2. Posizionare gli elettrodi EMG. Posizionare due elettrodi monouso disco (diametro di circa 30 mm) sopra il destra muscolo abduttore breve (APB) per un montaggio di tendine di pancia. Posizionare il terreno secondo le linee guida del produttore.
  3. Avviare la registrazione di testa. Seguire i passaggi 1.3-1.6. Utilizzare le coordinate MNI o Talairach della DLPFC.
  4. Hot spot e soglia del motore.
    1. Aggiungere una spugna (fibra artificiale effettuata in poliuretano) sotto la bobina al fine di minimizzare la vibrazione di bobina sopra gli elettrodi durante gli impulsi TMS. Si noti che la schiuma deve essere circa 10 mm di spessore.
    2. Indicare al partecipante di essere a riposo — confortevole e rilassate mani, gambe e colonna vertebrale.
    3. Trovare il punto caldo. Il motore manopola24 di destinazione come il limite iniziale della rappresentazione corticale di APB in M1 e spostare la bobina fino a quando c'è corrispondente movimento APB. Utilizzare intensità TMS che evoca i deputati di circa 500 µV sopra APB. Modificando l'angolo di inclinazione e di evocare la risposta più grande sopra il punto caldo, ottimizzare l'orientamento di bobina.
    4. Salvare la bobina posizionamento nel software neuronavigator e ridurre l'intensità di uscita in passi di 2 – 3%. Dare 10 impulsi e se più di 5 su 10 MEP risposte sono ottenute oltre 50 µV, quindi continuare a ridurre l'intensità.
    5. Quando sono meno di 5 su 10 risposte evocate, aumentare l'intensità a passi di 1 – 2%. MT è rappresentato come l'intensità che produce i deputati superiori a 50 µV 5 su 10 volte25. L'intervallo di Inter-stimolo (ISI) per MT deve essere più lungo di 1 s, solitamente fissato a 3, 4 o 5 s.
  5. Regolare l'intensità attenendosi alla seguente procedura:
    1. Inizio al 120% dell'intensità di MT produrre i deputati sopra M1 da 500 a 1.500 µV. registrare 10 impulsi con uscita di questo stimolatore quindi la risposta media è 1 mV. Aumentare o diminuire l'intensità in passi di 1 – 2% fino a raggiungere una media di 1 mV.
    2. Per intensità di stimolazione, scegliere l'intensità come output di una percentuale di stimolatore, ad es., 110%, 120%, ecc.
    3. Trovare il corrispondente campo indotto in V/m (se il sistema lo consente). Posizionare la bobina sulla DLPFC; regolare uscita dello stimolatore fino a quando il calcolo del campo indotto diventa identico a quello sopra M1 per la stessa profondità corticale.
  6. Digitalizzare gli elettrodi EEG, in modo che la loro posizione è registrata per l'anatomia del cervello.
    Nota: Questo è un passo molto importante per la distribuzione di attivazione neuronale di posizionamento e riposizionamento preciso degli elettrodi nella sessione di follow-up.
  7. Registrare il TMS-EEG
    1. Sostituire i tappi per le orecchie con i tappi per le orecchie con tubi aria per connettersi al mascheramento audio (ad es., rumore bianco) se disponibili e aggiungere le cuffie su di loro. Giocare il mascheramento audio solo durante la consegna di impulsi TMS.
      Nota: Questo passaggio può applicarsi al punto 2.4.2 senza giocare il mascheramento audio e con cura così il testa inseguitori non vengono spostati.
    2. Montare la bobina sul supporto della bobina e assicurarsi che la bobina non spostare o premere gli elettrodi sotto esso. Assicurarsi che la spugna è tra gli elettrodi e la bobina.
    3. Rimuovere tutti gli schermi attivi fuori dalla vista del partecipante. Dare istruzioni al partecipante per stare su un punto fisso, non per cambiare il suo posizione della testa durante la consegna TMS e non a lampeggiare tra gli impulsi TMS.
    4. Spegnere tutte le luci fluorescenti. Esegui singoli impulsi TMS, SICI, ICF e LICI in ordine casuale per ogni partecipante. Dare 100 impulsi singoli o coppia. Utilizzare vari ISI di 3 – 4 s (± 20%) o una costante di 3 – 5 s (vedere nota). Dare una pausa di 3 – 5 minuti tra ogni condizione così il partecipante può rilassare e allungare.
      Nota: ICF e SICI comportano un paradigma di accoppiare-impulso TMS con un stimolo condizionante sottosoglia (CS) e uno stimolo di prova di suprathreshold (TS). Il CS utilizzato in questo protocollo è 80% di MT e il TS all'intensità che evoca un 1 mV MEP picco-26. L'intervallo di interpulso utilizzato per SICI ottimale è a 2 ms e per ICF a 12 – 1327. Il paradigma LICI prevede l'abbinamento di un CS supra-soglia all'intensità che evoca il 1 mV MEP-picco seguito da un altro suprathreshold TS utilizzando nuovamente l'intensità che ha evocato un 1 mV MEP-picco e ad intervalli di 100 ms. interpulso ISI per entrambi i paradigmi impulso singolo o coppia è determinato dal tempo di carica dello stimolatore (il nostro sistema può consentire impulsi appaiati ogni 4 s), la quantità di sessioni (più esperimenti richiederebbe più piccoli ISI per non sovraccaricare i partecipanti) e l'analisi che è andare a prendere posto. In questo studio, abbiamo usato un ISI costante di 5 s a causa delle restrizioni di nostro stimolatore e anche perché ci sarebbe bisogno di diversi cicli di bassa frequenza di banda (ritmo theta) per l'analisi di spettro in tempo-frequenza e potenza.

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Representative Results

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 ICF diminuisce in valore assoluto rispetto per la SP condizionano16. Figura 1B, la distribuzione topografica della componente N100 di SP, paradigma SICI e ICF è stato localizzato bilateralmente come è stato dimostrato in molti precedente studi16,17,28, 29.

Figure 1
Figura 1 : Misure di TMS-EEG di eccitabilità corticale. (A) Grand Media delle risposte EEG TMS-evocato dagli elettrodi DLPFC ROI dopo stimolazione DLPFC. (B) i valori N100 topograficamente tracciati attraverso tutti gli elettrodi per ogni sessione. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

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 neuropsichiatrici dove TMS-EEG può essere utilizzato come biomarcatore degli attuali e futuri interventi terapeutici.

La fase più critica del protocollo è la preparazione degli elettrodi e la determinazione dell'intensità di stimolazione. Questo è perché il segnale di TMS-EEG è suscettibile il manufatto TMS, indipendentemente dal tipo di amplificatori utilizzati31. Gli elettrodi devono essere preparati con molta attenzione, quindi non colmano con a vicenda e la loro impedenza è mantenuto sotto 5 kΩ, e il rapporto segnale-rumore è alto. Inoltre, una spugna in fibra artificiale poliuretano di 5-10 mm regolata sotto la bobina può ridurre ulteriormente la pressione meccanica e l'artefatto del suono clic bobina attraverso conduzione ossea.

La MT determina l'intensità di TMS; di conseguenza, dovrebbe essere misurata precisamente come intensità più elevate vi condurrà a manufatti più grandi e meno stimolazione focale, mentre minore intensità può causare segnali molto deboli. Così, il motore hot spot dovrebbe essere trovato con l'assistenza di neuronavigazione e la MT è stimato con registrazioni EMG (rumore di sotto 50 µV e muscoli completamente rilassati). Tuttavia, non bisogna dimenticare che la focalità e la precisione di ogni stimolazione deriva dalla forma e durata del TMS impulsi32.

La mancanza di misure per una soglia DLPFC suggerisce anche che l'intensità dovrebbe essere regolata secondo l'ampiezza del campo elettrico indotto stimato23 e non si basa sull'uscita di intensità dello stimolatore come il metodo convenzionale. Ciò richiede che l'intensità di MT deve essere stimato in V/m per una profondità corticale specifica e quindi la stessa profondità e V/m per essere utilizzata per ricalcolare l'intensità dell'uscita dello stimolatore per stimolazione DLPFC. Si tratta di una questione particolarmente importante per la ricerca futura di protocolli di impulsi appaiati come quelli presentati qui, dove il TS è sempre a suprathreshold intensità. Tuttavia, c'è la necessità di definire l'intensità DLPFC dal registrato TEP33 o oscillazioni34 durante la stimolazione DLPFC, come è stato suggerito in studi recenti per M1 per mezzo di misure non-corticospinal e corticale.

D'importanza, il sito di stimolazione DLPFC dovrebbe essere scelto in base alle coordinate MNI o Talairach e inserito la MRIs della Neuronavigazione. Le coordinate MNI per la DLPFC sinistra (-35, 45, 38) sono tratti da uno studio che identifica questo sito come ottimale, in base ai risultati clinici e connettività funzionale allo stato di riposo35. Il posizionamento della bobina per quanto riguarda l'orientamento e l'inclinazione è un'altra importante variabile. Ci sono due modi di approccio bobina orientamento e inclinazione: a) 45 gradi alla linea mediana con il manico rivolto alla parte laterale del emisfero9 e b) perpendicolare al solco frontale centrale con laterale a mediale attuale direzione14. Il primo è solitamente applicato quando non esiste nessuna navigazione, mentre quello secondo richiede real MRI e navigazione e induce il massimo del campo. Prima di iniziare le registrazioni, regolazione fine della bobina così evoca muscolo minimi artefatti5 senza influenzare le risposte fisiologiche di stimolazione deve essere eseguita (piccoli cambiamenti di 1-2 mm dal centro della bobina, così come inclinazione e sottili cambiamenti di orientamento).

Confronto tra i diversi orientamenti deve essere fatto dal momento che non esistono studi che hanno esaminato l'effetto della bobina differente posizionamento sopra DLPFC noti. Ancora più importante, c'è un bisogno di un metodo per definire il punto caldo DLPFC basato su misure di EEG in un modo simile che il punto caldo di M1 è definito da EMG. Infine, un aspetto molto importante qui è il posizionamento degli elettrodi e la loro digitalizzazione della loro posizione. Nei disegni di test-retest, non appena il tappo si trova per il follow-up esperimenti, gli elettrodi dovrebbero essere digitalizzati. Quindi entrambi digitalizzazioni (della prima e l'esperimento di conseguenti) devono essere visualizzati sopra il modello 3D di MRI o il modello di MRI (che può essere una buona soluzione affidabile quando MRIs individuali non possono essere ottenuti). Poi il tappo deve essere spostato se necessario quindi il posizionamento sopra il cranio degli elettrodi nel follow-up esperimento corrisponde il posizionamento della prima misurazione. Ciò garantisce che i dati saranno derivati da esatte stesse posizioni degli elettrodi che sono stati stimolati con campo magnetico stesso esatto.

Prima di iniziare la stimolazione, il sito scelto corticale dovrebbe essere controllato per i nervi cranici, passando sotto la bobina. Di conseguenza, pochi TMS-EEG epoche dovrebbero essere registrati e valutati i manufatti. Così, il segnale dovrà essere controllato per ampiezze superiori a 70 µV e oscillazioni non sincronizzate ad alta frequenza-bassa ampiezza (muscoli e nervi cranici artefatti). Eliminando tali manufatti può essere fatto da fine e sottile riposizionamento della bobina o suo orientamento solo, come è stato proposto in precedenti studi36. Infine, durante le sessioni di TMS-EEG, la bobina TMS dovrebbe essere monitorata da tempo reale Neuronavigazione ed essere immobilizzata. Il modo migliore è quello di montarla su un treppiede o su un braccio meccanico. Questa soluzione impedisce anche premendo la bobina con le mani contro gli elettrodi, l'aggiunta di manufatti meccanici di pressione su di loro. Eventuali modifiche devono essere corretti immediatamente e le rispettive epoche contrassegnato come cattivo ed esclusi dall'analisi dei dati, in quanto le risposte EEG alla TMS sono molto sensibili per la perturbazione di questi parametri37. Tutti questi suggerimenti dettagliati possono garantire affidabilità test-retest di TMS-EEG in singolo14 e impulsi appaiati paradigmi15 sopra il DLPFC. L'attenzione a questi dettagli importanti farà sì che i dati hanno le migliori possibilità di riflettere le modifiche relative agli interventi terapeutici.

TMS-EEG come ogni altro metodo sperimentale ha le proprie limitazioni specifiche. Il problema principale è i vari tipi di artefatti e il fatto che gli amplificatori EEG TMS-compatibile non possono eliminare gli artefatti rimasti. Artefatti da muscoli cranici, specialmente quando sono stimolati siti frontale e laterale sul cranio, possono oscurare e modulare il segnale EEG. Questi manufatti possono essere più grandi rispetto al segnale di TMS-EEG e durano solitamente più, così essi possono oscurare la PTO. Allo stesso modo, ma soltanto nelle zone quali la DLPFC, TMS può evocare artefatti batter occhio grande. Inoltre, molti altri manufatti come elettrodo movimento, sensazione sulla pelle e attivazioni uditive dovuto fare clic su bobina TMS possono rendere l'analisi EEG ancora più difficile (per dettagli, Vedi precedenti pubblicazioni31,38). Molto lavoro nel campo è stato orientato verso rifiutando una varietà di manufatti, con conseguente più affidabile localizzazione spazio-temporale delle fonti del cervello risposte38,39,40,41 , 42. Tuttavia, non bisogna dimenticare che la preparazione accurata dei partecipanti, la scelta delle attrezzature e prestazioni accurate della misura determinare la qualità dei dati grezzi TMS-EEG.

TMS-EEG è un potente strumento per valutare intracortical meccanismi di inibizione ed eccitazione collegate alla stimolazione della DLPFC. Semplicemente cambiando alcuni parametri, consente lo studio dei circuiti mediata dal GABAAR (SICI), GABABR (LICI) e NMDAR (ICF). Modulazione dei diversi componenti TEP attraverso interventi terapeutici farmacologici o elettromagnetici può servire come indicatore per identificare inibitori e neurotrasmissione eccitatoria, plasticità corticale e molti più stato cerebrale cambia e condizioni 43. in aggiunta a di TEP, attività oscillatoria TMS-evocato attraverso tempo frequenza e analisi spettrale può valutare la naturale o la frequenza intrinseca dei circuiti sopra10. Indici di elettrica cerebrale come attuale fonte di densità4 applicabile per qualsiasi area corticale possono aiutare a svelare i meccanismi di plasticità nei circuiti del cervello danneggiato nella DLPFC44.

Sono necessari ulteriori studi di convalida farmacologico di questi paradigmi nella DLPFC. Tuttavia, c'è un potenziale enorme per TMS-EEG essere usato per studiare i meccanismi dei vari interventi terapeutici come terapie di neuromodulazione (ad es., rTMS, ECT, MST) o quelli farmacologici in volontari sani ed in numerosi disturbi psichiatrici9,15,16,17,45,46, ma anche interventi alternativi o combinazioni di essi43. La cosa più importante, TMS-EEG può valutare in modo affidabile la dinamica del cervello prima e dopo un intervento e quindi potenzialmente servire da biomarcatore.

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Disclosures

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.

Acknowledgments

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.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
CED Micro1401-3 Cambridge Electronic Design Limited CED Micro1401-3 Digital Data Recocrder
BISTIM'2 Package Option 1 Magstim 3234-00 TMS paired pulse stimulator
Magstim 200'2 Unit (2 items) Magstim 3010-00 TMS stimulators
UI controller Magstim 3020-00 TMS controller
BISTIM'2 UI controller Magstim 3021-00 TMS controller
BISTIM connecting module Magstim 3330-00 TMS connecting module
D70 Alpha Coil - P/N 4150-00 (Alpha 70 mm double coil) Magstim 4150-00 TMS coil
Brainsight Rogue-Resolutions Brainsight 2 Neuronavigator
Model 2024F Intronix 2024F Electromyograph
Neuroscan SynAmps RT 64 channel System Compumedics Neuroscan 9032-0010-01 Electroencephalograph
Quick-Cap electrode system 64 Compumedics Neuroscan 96050255 EEG Cap

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References

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Neuroscienze problema 138 Combined transcranica magnetica stimolazione e l'elettroencefalografia breve inibizione intracorticale lungo intracortical inibizione facilitazione intracorticale la stimolazione magnetica transcranica ripetitiva magnetica terapia di sequestro depressione
Stimolazione magnetica transcranica combinata e l'elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale
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Lioumis, P., Zomorrodi, R., Hadas,… More

Lioumis, P., Zomorrodi, R., Hadas, I., Daskalakis, Z. J., Blumberger, D. M. Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex. J. Vis. Exp. (138), e57983, doi:10.3791/57983 (2018).

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