Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Сочетание синхронизированного с дыханием ольфактометра с моделированием мозга для изучения влияния запахов на кортикоспинальную возбудимость и эффективную связь

Published: January 19, 2024 doi: 10.3791/65714
Automatic Translation
1,2, 1,2, 1,2, 3, 3, 3, 1,2
1PSYR2, Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale U1028, Centre National de la Recherche Scientifique UMR5292, Université Claude Bernard Lyon 1, 2Centre Hospitalier Le Vinatier, 3NEUROPOP, Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale U1028, Centre National de la Recherche Scientifique UMR5292, Université Claude Bernard Lyon 1

Summary

В данной статье описывается использование синхронизированного с дыханием ольфактометра для запуска транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) с одной или двумя катушками во время презентации одоранта, синхронизированной с носовым дыханием человека. Эта комбинация позволяет объективно исследовать, как приятные и неприятные запахи влияют на кортикоспинальную возбудимость и эффективные связи мозга у конкретного человека.

Abstract

Широко признано, что обонятельная стимуляция вызывает у животных и людей двигательное поведение, такое как приближение к приятным запахам и избегание неприятных. Недавние исследования с использованием электроэнцефалографии и транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) продемонстрировали сильную связь между процессингом в обонятельной системе и активностью моторной коры головного мозга у людей. Чтобы лучше понять взаимодействие между обонятельной и двигательной системами и преодолеть некоторые из прежних методологических ограничений, мы разработали новый метод, сочетающий ольфактометр, который синхронизирует случайный порядок представления одорантов с различными гедонистическими значениями, и запуск ТМС (одно- и двухспиральной) с фазами носового дыхания. Этот метод позволяет исследовать модуляции кортикоспинальной возбудимости и эффективной ипсилатеральной связи между дорсолатеральной префронтальной корой и первичной моторной корой, которые могут возникать при приятном и неприятном восприятии запахов. Применение данного метода позволит объективно различать значение приятности одоранта у данного участника, свидетельствуя о биологическом воздействии одоранта на эффективную связность и возбудимость мозга. Кроме того, это может проложить путь для клинических исследований у пациентов с неврологическими или нервно-психическими расстройствами, у которых могут проявляться гедонистические изменения запаха и дезадаптивное поведение, связанное с избеганием приближения.

Introduction

Широко признано, что обонятельная стимуляция вызывает автоматические реакции и двигательное поведение. Например, у людейнедавно было продемонстрировано существование моторной реакции избегания (отклонение от источника запаха), возникающей через 500 мс после появления негативного запаха. Записывая свободно движущихся людей, исследующих запахи, исходящие от колб, Chalençon et al. (2022) показали, что моторное поведение (т.е. скорость приближения к носу и извлечение колбы с одорянтом) тесно связано с гедонизмом запаха2. Более того, тесная связь между процессингом в обонятельной системе и активностью в моторной коре была недавно продемонстрирована у людей с помощью электроэнцефалографии. В частности, примерно через 350 мс после появления негативных запахов наблюдалась специфическая десинхронизация мю-ритма, которая, как известно, отражает процессы подготовки к действию, наблюдалась над первичной моторной корой (М1) и внутри нее, за которой вскоре последовало поведенческоедвижение назад. Укрепляя идею о взаимосвязи между обонятельной и моторной системами, другое недавнее исследование показало, что воздействие приятного пахнущего вещества увеличивает кортикоспинальную возбудимость по сравнениюс состоянием отсутствия запаха. В этом исследовании к М1 применяли одноимпульсную транскраниальную магнитную стимуляцию (spTMS) для вызова моторного потенциала (MEP) в целевой мышце руки, регистрируемого периферически с помощью электромиографии (ЭМГ) во время восприятия запаха. Воздействие приятного одоранта пассивно обеспечивалось бумажными полосками, пропитанными чистым эфирным маслом бергамота и помещенными на металлический держатель под носом3. В этом контексте остается неясным, связано ли облегчение кортикоспинальной возбудимости с приятной стимуляцией пахучих веществ или с неспецифическими поведенческими эффектами, такими как сопение и стискивание зубов 4,5. Кроме того, до сих пор неизвестно, каким образом неприятный запах модулирует возбудимость М1, исследованную с помощью ТМС.

Таким образом, это подчеркивает необходимость разработки метода, который предлагает следующие преимущества по сравнению с существующими методами, использованными в предыдущих исследованиях 3,6: (1) рандомизация представления различных состояний запаха (приятный/неприятный/отсутствие запаха) в рамках одной и той же экспериментальной фазы, (2) точная синхронизация презентации одоранта и времени ТМС в соответствии с фазами носового дыхания человека (вдох и выдох) при изучении двигательной системы.

ТМС также может быть использована в качестве инструмента для исследования кортико-кортикальных взаимодействий, также называемых эффективной связью, между несколькими корковыми областями и М1 с высоким временным разрешением 7,8,9,10,11,12. Здесь мы используем парадигму двухпозиционной ТМС (dsTMS), в которой первая обусловливающая стимуляция (CS) активирует целевую кортикальную область, а вторая тестовая стимуляция (TS) применяется к M1 с использованием другой катушки для вызова MEP. Эффект КС оценивают путем нормализации амплитуды кондиционированной МЭП (состояние дцТМС) к амплитуде безусловной МЭП (состояние спТМС)13. Затем отрицательные значения отношения указывают на супрессивные кортико-кортикальные взаимодействия, в то время как положительные значения отношения указывают на облегчающие кортико-кортикальные взаимодействия между двумя стимулированными областями. Таким образом, парадигма dsTMS предоставляет уникальную возможность определить природу (т.е. облегчающую или подавляющую), силу и модуляции эффективной связи между предварительно активированной областью и М1. Важно отметить, что кортико-кортикальные взаимодействия отражают сложный баланс фасилитации и подавления, который может модулироваться в разное время и в различных психических состояниях или задачах 7,14.

Насколько нам известно, относительно новая парадигма дцТМС никогда не использовалась для исследования кортико-корковых взаимодействий при восприятии запахов с различными гедонистическими значениями. Тем не менее, нейровизуализационные исследования показали, что воздействие приятных и неприятных запахов вызывает изменения связей в областях, участвующих в эмоциях, принятии решений и контроле действий, включая дополнительную моторную область, переднюю поясную кору и дорсолатеральную префронтальную кору (DLPFC)15,16. Действительно, DLPFC является ключевым узлом, опосредующим эмоциональный контроль, сенсорную обработку и высокоуровневые аспекты моторного контроля, такие как подготовительные процессы 17,18,19. Кроме того, исследования как на людях, так и на животных предоставили доказательства того, что DLPFC имеет различные нейронные проекции на M1 17,18,20,21,22. В зависимости от контекста, эти проекции DLPFC могут либо способствовать, либо подавлять активность M1 7,19,20. Таким образом, представляется возможным, что эффективная связь между DLPFC и M1 модулируется во время представления запаха, и что приятные и неприятные запахи рекрутируют разделенные корковые сети, что приводит к дифференцированному влиянию на связь DLPFC-M1.

В данной работе мы предлагаем новый метод, пригодный для методологически строгого изучения модуляций кортикоспинальной возбудимости и эффективной связи, которые могут возникать при восприятии приятных и неприятных запахов, осуществляемых синхронно с носовым дыханием человека.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все экспериментальные процедуры, описанные в следующих разделах, были одобрены Комитетом по этике (CPP Ile de France VII, Париж, Франция, протокол No 2022-A01967-36) в соответствии с Хельсинкской декларацией. Все участники предоставили письменное информированное согласие перед зачислением в исследование.

1. Набор участников

  1. Критерии включения/исключения.
    1. Включить взрослых (> 18 лет) участников. Скрининг всех участников на наличие противопоказаний к ТМС в соответствии с рекомендациями международных экспертов23.
    2. Исключить участников с имплантированными медицинскими устройствами (например, кохлеарным имплантом, кардиостимулятором и т. д.), личным или семейным анамнезом судорог, головной боли, черепно-мозговой травмы и нейроактивными препаратами. Исключить участников, считающихся «аносмическими» в соответствии с Европейским тестом обонятельных способностей24.
  2. Праворукость: Проверка на праворукость в соответствии с опросником Эдинбургского опросника праворукости25.
    ЗАМЕТКА. Настоятельно рекомендуется набирать только праворуких участников в исследованиях, оценивающих кортикоспинальную возбудимость и эффективную связь в двигательной системе26,27.
  3. Информация и информированное согласие: Предоставьте всем участникам основную информацию о целях, процедурах и рисках исследования, утвержденных Комитетом по этике, и попросите их подписать письменное информированное согласие.

2. Методика проведения эксперимента

  1. Установка пациента: Попросите участника сесть на удобное кресло (типа стоматологического кресла) с расслабленными и пронациями обеих рук. Положите голову участника на подбородок, чтобы свести к минимуму движение головы во время стимуляции.
  2. Электромиографические записи
    1. Подготовьте кожу участника перед нанесением электродов с помощью отшелушивающего скраба, слегка потрите участки и очистите участки спиртовыми салфетками, на которые будут наложены электроды.
    2. Приложите два одноразовых регистрирующих электрода из серебра/хлорида серебра с монтажом первой дорсальной межкостной мышцы (ПИИ). Добавьте заземляющий электрод к шиловидному отростку локтевой кости (рис. 1).
    3. Подключите электроды к усилителю с помощью кабелей и системы сбора данных.
    4. Запись ЭМГ-сигнала с помощью аналого-цифровой системы преобразования. Усиление и фильтрация сигналов ЭМГ (усиление = 1000) с использованием полосы пропускания от 10 Гц до 1 кГц. Оцифровка с частотой дискретизации 2 000 Гц и сохранение каждого файла ЭМГ для автономного анализа.
    5. Проверьте качество сигнала, отображаемого на экране компьютера, подключенного к системе сбора данных.
  3. Положение катушки TMSM1 .
    1. Подключите эту катушку к стимулятору А (рисунок 1).
    2. Наденьте на голову участника плотно прилегающую шапочку. Используйте рулетку для измерения окружности головы, козелка-козелка и окружности головы на основе стандартных ориентиров черепа. Определите и отметьте ручкой вершину скальпа в месте пересечения средней сагиттальной (носион-инион) и межушной (козелок-козелок) линий28.
    3. Поместите по касательной к коже головы первую маленькую катушку в виде восьмерки (внутренний диаметр: 40 мм) над предполагаемой областью руки левой М1 (катушкаМ1), которая находится в 5 см латеральнее макушки при этом ручка направлена назад и латерально под углом 45° к средней сагиттальной линии, в результате чего получится задне-переднее протекание тока (монофазная форма тока). Эта ориентация соответствует максимальному индуцированному току, протекающему в пределах М1 в пределах М129.
    4. Обеспечьте оптимальное размещение катушкиМ1 в соответствии с последними международными рекомендациями30. Начните с подачи нескольких одиночных импульсов с точностью 30% от максимальной мощности стимулятора (%MSO) и убедитесь, что стимуляция создает MEP, зарегистрированную системой EMG и отображаемую на экране компьютера, подключенного к системе сбора данных.
      1. Если видимых ответов нет, постепенно увеличивайте интенсивность стимуляции (с шагом 5 % MSO) до тех пор, пока не будут наблюдаться MEP. Затем протестируйте четыре точки вокруг первого участка, подав несколько импульсов. Определите среднюю амплитуду MEP от пика до пика для каждой площадки.
      2. Выберите местоположение, в котором средняя амплитуда MEP от пика до пика является наибольшей. Это так называемая точка доступа для участника30. Отметьте расположение катушкиM1 на крышке, чтобы обеспечить правильное размещение катушки на протяжении всего эксперимента.
  4. Двигательный порог покоя (rMT) и интенсивность ТМС
    1. Определите двигательный порог покоя (rMT), определяемый как интенсивность ТМС, которая дает 50%-ную вероятность возникновения MEP23,30.
      1. Используйте доступное в Интернете бесплатное программное обеспечение (TMS Motor Threshold Assessment Tool, MTAT 2.1), которое основано на оценке параметров максимального правдоподобия с использованием стратегии последовательного тестирования29. Последовательность стимуляции всегда начинается с интенсивности, установленной на уровне 37 % MSO.
      2. Пусть один экспериментатор держит катушкуМ1, а другой показывает, > ли амплитуда MEP 0,05 мВ. Затем прогностический алгоритм определяет следующую интенсивность стимуляции и останавливается после 20 стимуляций, что обеспечивает достаточную точность для оценки рМТ в соответствии с предыдущими исследованиями 31-34.
    2. Установите %MSO для кондиционирования и тестовой импульсной стимуляции. Используйте ранее определенное значение rMT участника.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь интенсивность первой кондиционирующей стимуляции (катушкаDLPFC) была установлена на 110% от rMT19,20. Интенсивность тестовой стимуляции (катушкаМ1) была установлена на уровне 120% от рМТ, интенсивность, которая немного отличается от предыдущих исследований, в которых использовалась интенсивность ТС, которая вызывала MEP ~1 мВ у всех участников19,20 . Эта фиксированная интенсивность от пика к пику возникает в очень разных точках кривых набора «затраты-выход» из-за высокой межсубъектной вариабельности двигательной мощности35. Таким образом, интенсивность стимуляции может быть оптимизирована с использованием 120% интенсивности RMT у разных людей.
  5. Позиционирование катушкиTMS DLPFC
    1. Подключите эту катушку к стимулятору B (рисунок 1).
    2. Используйте недавно обновленную эвристику скальпа, чтобы найти область кожи головы, соответствующую левому DLPFC36,37, чтобы оценить положение второй малой катушки в форме восьмерки (внутренний диаметр: 40 мм) над DLPFC (катушкаDLPFC). Загрузите онлайн-инструмент Excel Spreadsheet CalculationTool 36 и введите в качестве входных данных расстояния между нацией и козелком и козелком, а также окружность головы в сантиметрах. Сообщайте о расстояниях XLA и YLA непосредственно на голове участника.
    3. Расположите катушкуDLPFC по касательной к коже головы над предполагаемым левым расположением DLPFC так, чтобы ручка была направлена вниз и сбоку под углом -45° к средней сагиттальной линии. Отметьте размещение катушкиDLPFC на крышке, чтобы обеспечить правильное размещение катушки на протяжении всего эксперимента.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод нацеливания на основе скальпа для расположения катушкиM1 икатушки DLPFC не является оптимальным. На самом деле, известно, что он менее точен, чем метод нейронавигации, используемый для воздействия на интересующие области мозга на основе индивидуальной анатомической магнитно-резонансной томографии (МРТ) Т1.
  6. Задержка между преобразовательным и тестовым импульсами: установите эту задержку равной 10 мс на устройстве генератора импульсов.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь задержка зафиксирована на уровне 10 мс на основе предыдущих исследований, показывающих ингибирующее влияние от левого DLPFC к левому M1 с этим интервалом19,20. Этот ингибирующий эффект, наблюдаемый через 10 мс, вероятно, обусловлен активацией базальных ганглиев через проекции DLPFC на пре-SMA, тем самым оказывая косвенное влияние на M139. Задержка может быть скорректирована в коде в соответствии с потребностями пользователя. Например, более длительный интервал интерстимуляции (т.е. 25 мс) может быть использован для исследования полисинаптических непрямых кортико-подкорково-корковых цепей, соединяющих DLPFC с M119. Кроме того, были продемонстрированы дифференциальные фасилитаторные/тормозные влияния с использованием двухсайтовой ppTMS между несколькими областями коры с интервалами от 1 мс до 150 мс40,41. Таким образом, тот факт, что интервал может быть скорректирован, открывает путь к широкому спектру возможностей для будущих исследований.
  7. Настройки ольфактометра
    1. Подбирайте отдушки с приятными и неприятными гедонистическими свойствами. Заранее разбавьте отдушки по отдельности в минеральном масле, чтобы создать изоинтенсивное восприятие.
      ПРИМЕЧАНИЕ: В данном случае выбор и концентрация одорантов (т.е. изоамилацетата и масляной кислоты, разбавленных концентрациями 0,6% и 0,11% по объему соответственно) были основаны на предыдущих исследованиях, проведенных нашей группой с использованием той же установки ольфактометра и одорантов42,43. Пилотное исследование подтверждает, что положительные и отрицательные запахи не различались по интенсивности, но были противоположны по гедонистической ценности. В контрольном состоянии (т.е. без одоранта) к участнику подается только поток воздуха.
    2. Напишите код для доставки одорантов. Для каждого испытания укажите общую продолжительность испытания, подлежащий подаче одорант, расход контроллера одоранта (в миллилитрах в минуту), расход регулятора несущего воздуха (в миллилитрах в минуту) и расход регулятора всасывания.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Порядок доставки одоранта может быть рандомизирован между положительным, отрицательным и без запаха. Здесь продолжительность каждого испытания составляет 12 с. Порядок доставки запаха был псевдорандомизирован. Кроме того, на основе пилотного эксперимента скорость потока регулятора запаха была установлена на уровне 200 мл/мин, расход регулятора воздуха-носителя на уровне 500 мл/мин и расход регулятора всасывания на уровне 100 мл/мин.
    3. Расположите носовую канюлю рядом с ноздрями участника, чтобы измерить носовое дыхание. Попросите участника нормально дышать через нос.
    4. Включите портативный воздушный компрессор, корпус ольфактометра и компьютер с программным обеспечением. Проверьте все кабельные соединения (рис. 1).
      Примечание: Ольфактометр, используемый в настоящем исследовании, был подробно описан в предыдущей публикации44 , но здесь он был модифицирован для того, чтобы позволить запускать ТМС с переменными задержками после обнаружения начала вдоха. Вкратце, устройство состоит из нескольких модулей, в том числе 1) источника воздуха и системы подготовки воздуха, поступающего от портативного воздушного компрессора, 2) системы стимуляции, включающей электронные и пневматические устройства, 3) самодельной смесительной головки, соединенной с системой подачи, которая позволяет диффузию пахучих веществ в нос участника, 4) дыхательной сенсорной системы, которая запускает ольфактометр в соответствии с измерением носового дыхания с помощью носовой канюли и 5) программного обеспечения Система управления44.
    5. Калибровка: Переход к фазе калибровки (около 20 с.), которая позволяет откалибровать дыхательный сигнал участника и настроить пороги обнаружения фаз выдоха и вдоха. В этом программном обеспечении фаза выдоха положительна, а фаза вдоха отрицательна.
    6. Оценка гедонизма и интенсивности запаха: Распределите два одоранта в случайном порядке и попросите участников оценить гедонистическую ценность и интенсивность каждого одоранта по визуальной аналоговой шкале в диапазоне от 1 «совсем не приятно» до 9 «чрезвычайно приятно» и от 1 «совсем не интенсивно» до «чрезвычайно интенсивно».
  8. Комбинация ольфактометра и TMS: Установите задержку между определением фазы вдоха и запуском для отправки TMS на 600 мс.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Настройка задержки важна и должна определяться в соответствии с литературой и потребностями пользователя. В этом протоколе задержка была установлена на уровне 600 мс, что, как было показано, является максимальной сознательной перцептивной репрезентациейзапахов. В условиях одноимпульсной ТМС этот триггер немедленно активирует стимулятор А, и катушка, расположенная слева от М1, подает импульс для вызова безусловного MEP. В условиях двухкатушечной ТМС этот триггер посылается на два разных устройства (через два коаксиальных кабеля, соединенных Т-образным соединением): первое немедленно активирует стимулятор B, а обусловливающий импульс подается катушкой, расположенной на левом DLPFC; второй принимается генератором импульсов, который позволяет индуцировать фиксированную задержку перед активацией стимулятора А, тем самым доставляя тестовую стимуляцию через катушку, расположенную на левом M1, для вызова условной MEP (рис. 1).

Figure 1
Рисунок 1: Экспериментальная установка. Жирными линиями обозначены пневматические соединения. К ольфактометру подключается воздушный компрессор для создания различных воздушных потоков. Регулятор контролирует давление, а входной поток воздуха направляется в 3 канала (через 3 регулятора массы): один для воздушного конвейера (синяя линия), один для системы аспирации (коричневая линия) для очистки и помощи в контроле времени стимуляции и последний для одорантов44. Две U-образные трубки содержат одоранты (зеленый: приятный; красный: неприятный), в которых они кондиционируются под давлением в состоянии насыщенного пара, обеспечивая поток одорированного воздуха со стабильной интенсивностью в течение долгого времени. Смесительная головка используется для смешивания потоков чистого и одорированного воздуха. Воздушный поток (одорированный или чистый) подается в ноздри через две трубки (серые линии), прикрепленные к носовой канюле, которая также используется для записи носового дыхания (фиолетовая линия). На основании дыхательного сигнала, как только определена фаза ингаляции, для состояния spTMS посылается триггер на устройство-генератор импульсов, используемый для установки задержки (в данном случае: 10 мс), затем на стимулятор ТМС А, подключенный к катушкеМ1 , приложенной к левой репрезентации мышцы руки М1, в то время как стимулятор ТМС В выключен. Для условия dsTMS на стимулятор TMS B, подключенный к катушкеDLPFC , приложенной к левому DLPFC, немедленно посылается триггер, а устройство генератора импульсов используется для установки задержки (здесь: 10 мс) перед запуском стимулятора TMS A, подключенного к катушкеM1. Дыхательный сигнал и амплитуда MEP, регистрируемые системой ЭМГ, регистрируются программным обеспечением, установленным на персональном компьютере. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

3. Измерения

  1. Запустите пользовательский сценарий кодирования в программном обеспечении ольфактометра (см. шаг 2.7.2), чтобы получить все комбинации spTMS и dsTMS с приятными и неприятными запахами и отсутствием запахов, возникающих в случайном порядке.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Здесь было зарегистрировано 20 испытаний для каждого состояния (всего 120 испытаний). Эксперимент был разделен на 6 блоков по 20 испытаний в каждом. Количество пробных версий для каждого состояния может быть изменено в соответствии с потребностями пользователя.

4. Анализ данных

  1. Для каждого участника, условия и испытания извлеките амплитуду MEP от пика до пика. Это можно сделать с помощью одного из наборов инструментов с открытым исходным кодом, доступных в Интернете46,47.
  2. Нормализуйте данные, вычислив коэффициент MEP, выражающий MEP, вызванные тестовой стимуляцией в исследованиях dsTMS, по отношению к MEP, выявленным тестовой стимуляцией в исследованиях spTMS12. Сделайте это отдельно для каждого участника и для каждого состояния запаха (т.е. отсутствие запаха, положительный запах и отрицательный запах). После этой процедуры интерпретируйте результаты следующим образом: коэффициенты MEP выше 1 указывают на облегчающее влияние DLPFC на M1, тогда как коэффициенты MEP ниже 1 указывают на ингибирующее влияние DLPFC на M1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Репрезентативные данные, представленные здесь, отражают записи участников после выполнения пошагового протокола, приведенного выше, чтобы дать предварительное представление о том, чего мы можем ожидать.

На рисунке 2 показан пример дыхательных сигналов репрезентативного участника, записанных с помощью ольфактометра. Фазы выдоха и вдоха хорошо выявляются при пересечении пороговых значений. Одорант срабатывает сразу после порога фазы истечения и диффундирует в течение 5 с. Импульс ТМС запускается с задержкой (600 мс) после порога фазы вдоха.

Этот результат демонстрирует, что разработанный здесь метод может точно синхронизировать диффузию одоранта и время ТМС в соответствии с фазами носового дыхания человека.

Figure 2
Рисунок 2: Пример исходных данных из записей дыхания для репрезентативного участника. Фаза экспирации определяется при пересечении порога (обозначенного красной линией). Фаза вдоха определяется при пересечении порога (обозначенного синей линией). Одорант срабатывает сразу после порога фазы истечения и диффундирует в течение 5 с, как показано зеленой линией. Импульс ТМС запускается с задержкой (600 мс) после порога фазы вдоха. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

На рисунке 3 показаны результаты, полученные при регистрации данных ЭМГ из правой мышцы ПИИ (записи MEP) в соответствии с условиями (spTMS и dsTMS) и гедонистическими значениями запаха (без одоранта, положительный одорант и отрицательный одорант) для репрезентативного участника. Амплитуда от пика до пика MEP, вызванных spTMS (рис. 3A) и dsTMS (рис. 3B), варьировалась в зависимости от гедонистической ценности одоранта. Когда результаты нормализованы (рис. 3C), все коэффициенты MEP ниже 1, что указывает на подавляющее влияние левого DLPFC на левую M1. Этот результат демонстрирует, что разработанный здесь метод позволяет исследовать модуляции кортикоспинальной возбудимости и эффективной связи, возникающие при восприятии приятных и неприятных запахов, синхронизированные с носовым дыханием человека. Эти результаты являются предварительными и заслуживают дальнейшего изучения, чтобы сделать вывод о специфическом влиянии гедонистических значений запахов на кортикоспинальную возбудимость и эффективную связь.

Figure 3
Рисунок 3: Пример типичных необработанных записей из правой мышцы ПИИ участника. (A) Состояние spTMS с положительным одорантом (зеленый), отрицательным одорантом (оранжевый) и отсутствием одоранта (серый). (B) состояние dsTMS с положительным одорантом (зеленый), отрицательным одорантом (оранжевый) и отсутствием одоранта (серый). (C) Коэффициенты MEP, полученные после процедуры нормализации для репрезентативного участника. Три коэффициента MEP ниже 1, что указывает на ингибирующее влияние DLPFC на M1. Необработанные трассировки MEP представляют собой одну пробную запись. Гистограммы показывают среднее значение, стандартное отклонение и индивидуальное значение MEP для 20 испытаний, полученных в каждом состоянии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этого рисунка.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В приведенном выше протоколе описан новый метод, сочетающий использование синхронизированного с дыханием ольфактометра с одно- и двухспиральной ТМС для исследования изменений кортикоспинальной возбудимости и эффективной связи в зависимости от гедонистической ценности одорантов. Такая установка позволит объективно различать значение приятности одоранта у данного участника, указывая на биологическое воздействие одоранта на эффективную связь и реактивность мозга. Важнейшие этапы в этом протоколе включают в себя как параметры ТМС (размещение, интенсивность), так и параметры ольфактометра (выбор одоранта, время относительно фаз дыхания).

Эта комбинация spTMS и dsTMS с ольфактометром может быть адаптирована различными способами, в зависимости от потребностей пользователя, и имеет явные методологические преимущества. Как отмечалось во введении, два методологических аспекта представлялись решающими для более глубокого исследования механистических основ взаимодействия между обонятельной и двигательной системами. Во-первых, это возможность представления различных условий запаха (приятный/неприятный/отсутствие запаха) в рамках одной и той же экспериментальной фазы. Теперь это возможно, потому что можно определить на основе каждого испытания, какой одорант будет доставляться испытуемому с постоянной интенсивностью. Это очень важный момент, так как позволяет исключить систематические внутрииндивидуальные изменения амплитуды MEP внутри и между блоками стимулов, наблюдавшиеся в предыдущих исследованиях, даже при относительно длительных межстимульных интервалах48,49.

Действительно, применение импульса ТМС к М1 позволяет количественно оценить наблюдаемые изменения кортикоспинальной возбудимости с неоспоримой временной точностью. Тем не менее, очень большое количество факторов может модулировать кортикоспинальную возбудимость, и их необходимо контролировать, насколько это возможно. Например, простой факт произвольного вдоха или выдоха (двигательный акт) модифицирует кортикоспинальную возбудимость недыхательных мышц пальцев50.

Во-вторых, это возможность контролировать и синхронизировать несколько факторов с фазами дыхания. К ним относятся точная продолжительность и время распространения запаха среди участников, а также время импульса ТМС. Что еще более важно, эти различные параметры могут быть изменены в соответствии с потребностями пользователя, что открывает путь для будущих исследований.

Представленный здесь метод открывает путь для широкого круга будущих исследований и более широких вопросов в области обоняния. Во-первых, ни в одном исследовании еще не изучалась временная точность модуляции кортикоспинальной возбудимости в ответ на обонятельный стимул. Является ли эта модуляция очень ранней (т.е. до появления перцептивных обонятельных репрезентаций, по оценкам, между 300 мс и 500 мс после появлениязапаха45) или более поздней (т.е. когда обонятельные репрезентации распространяются на более обширные области, связанные с эмоциональной, семантической обработкой и обработкойпамяти45)? Одинаковы ли сроки изменения кортикоспинальной возбудимости в зависимости от гедонистической ценности запаха? Неприятные запахи, такие как боль, часто сигнализируют о потенциальной опасности, вызывают более быструю реакцию, позволяющую быстро избежать или избежать негативных ситуаций51,52, и, таким образом, модулируют кортикоспинальную возбудимость раньше, чем позитивные запахи. Однако это остается спекулятивным. Доставляя импульс ТМС в разное время после появления как положительных, так и отрицательных запахов и сравнивая изменения кортикоспинальной возбудимости, текущий протокол может ответить на этот вопрос. Кроме того, несмотря на то, что основное внимание в настоящем протоколе уделялось модуляции кортикоспинальной возбудимости путем воздействия на М1, метод ТМС, благодаря его высокому временному разрешению, может быть также использован для исследования причинно-следственных связей между мозгом и поведением и временного хода других областей во время обонятельных процессов, благодаря его высокому временномуразрешению.. Аналогичным образом, в текущем протоколе мы оценили эффективную связь между DLPFC и M1, поскольку в литературе есть доказательства того, что модуляции этой связи могут происходить во время восприятия запаха. Тем не менее, другие кортико-корковые или кортико-подкорково-корковые сети могут быть модулированы во время процессов обоняния или моторного контроля, и связь внутри этих сетей может быть легко оценена с помощью этого нового метода. Единственным изменением будет расположение катушек по направлению к целевым областям коры. Например, было показано, что орбитофронтальная кора участвует в кодировании гедонистической ценности запаха и восприятия запаха54, а недавнее исследование ТМС показало, что эта область оказывает ингибирующее влияние на М1 в состоянии покоя12. Зондирование изменений в эффективной связи между орбитофронтальной корой и М1 во время восприятия положительных и отрицательных запахов является интересным направлением исследований для лучшего понимания механизмов, лежащих в основе взаимодействия между обонятельной и моторной системами.

Кроме того, этот метод предлагает новый способ достоверной оценки гедонистического восприятия запаха невербальным или осознанным образом. Это может проложить путь к клиническим исследованиям, направленным на понимание аномальных взаимодействий между обработкой информации в обонятельной и моторной системах. Например, данный метод может быть использован у пациентов с нервно-психическими расстройствами, такими как большое депрессивное расстройство (БДР), которое связано с изменениями обонятельной функции, включая гедонистическое восприятие запахов и дезадаптивное поведение и избегание. Кроме того, поскольку было показано, что левый DLPFC гипоактивен у пациентов с БДР56, а связь DLPFC-M1 модулируется во время поведения уклонения от сближения19, комбинация ТМС и обофактометра может быть многообещающим потенциальным инструментом для выяснения нейрофизиологических индикаторов дисфункциональной связи между DLPFC и M1 у пациентов с БДР. Нейрофизиологические данные могут быть соотнесены с клинической симптоматикой, такой как тяжесть депрессии или обонятельная ангедония, определяемая как снижение способности испытывать удовольствие, обнаруженная у пациентов с БДР57. Наконец, если у этих пациентов с помощью представленного здесь метода выявлены аномалии эффективной связи и коррелируют с клиническими симптомами, двухсайтовая ТМС может быть использована повторно для нейромодуляции связности DLPFC-M1 и улучшения клинических симптомов, протокол, называемый парно-ассоциативной кортико-кортикальной стимуляцией58,59.

Несмотря на то, что данный метод и результаты являются доказательством концепции для будущих исследований нейронных механизмов, лежащих в основе взаимодействия между обонятельной и двигательной системами, следует упомянуть о некоторых ограничениях и соображениях. Во-первых, для повышения надежности и воспроизводимости измерений целевые области мозга должны быть точно основаны на анатомических и функциональных областях (это особенно верно для мишени DLPFC). Во-вторых, как упоминалось выше и как было продемонстрировано компьютерным моделированием Е-поля, метод нацеливания на основе скальпа, используемый для позиционирования катушек, является неоптимальным по сравнению с руководством МРТ60. Для обеспечения максимальной точности и прецизионности позиционирования ТМС следует использовать нейронавигационную систему, которая совместно регистрирует голову пациента и структурную магнитно-резонансную томографию (МРТ) и обеспечивает обратную связь в режиме реального времени о положении катушки38. Кроме того, было показано, что вычислительная дозиметрия Е-поля обеспечивает более эффективную и сфокусированную стимуляцию за счет определения расположения отдельных катушек, которое максимизирует доставку Е-поля к конкретной мозговой мишени61. Третий момент, который следует учитывать при интерпретации результатов, связан с амплитудой MEP. Действительно, известно, что амплитуда MEP отражает различные нейронные входы в кортикоспинальные клетки, включая транскортикальные элементы, и активность пула спинальных мотонейронов 62,63,64. Таким образом, модуляция кортикоспинальной возбудимости и эффективная связность, наблюдаемая при воздействии приятного запаха, дает частичную картину более сложных супраспинальных и спинальных сетей, которые, вероятно, участвуют в модуляции амплитуды MEP. Результаты следует интерпретировать с осторожностью.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

JB является членом правления Секции стимуляции мозга (STEP) Французской ассоциации биологической психиатрии и нейропсихофармакологии (AFPBN), Европейского общества стимуляции мозга (ESBS) и сообщает о грантах на академические исследования в области стимуляции мозга от CIHR (Канада), ANR и PHRC (Франция). Другим авторам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Эта работа была поддержана Фондом Франции, грант N°: 00123049/WB-2021-35902 (грант, полученный Ж.Б. и Н.М.). Авторы благодарят Фонд Пьера Деникера за поддержку (грант получил C.N.) и сотрудников платформы «Нейро-Погружение» за неоценимую помощь в проектировании установки.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acquisition board (8 channels)  National Instrument NI USB-6009 
Air compressor Jun-Air  Model6-15
Alcohol prep pads Any
Butyric acid Sigma-Aldrich B103500 Negative odorant
Desktop computer Dell Latitude 3520
EMG system Biopac System MP150
Isoamyl acetate Sigma-Aldrich W205508 Positive odorant
Nasal cannula SEBAC France O1320
Programmable pulse generator A.M.P.I  Master-8
Surface electrodes Kendall Medi-trace FS327
TMS coil (X2) MagStim D40 Alpha B.I. coil 
TMS machine MagStim Bistim2
Tube 6 mm x 20 m Radiospare 686-2671 Pneumatic connection
USB-RS232 Radiospare 687-7806
U-shaped tubes VS technologies VS110115

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Iravani, B., Schaefer, M., Wilson, D. A., Arshamian, A., Lundström, J. N. The human olfactory bulb processes odor valence representation and cues motor avoidance behavior. Proceedings of the National Academy of Sciences. 118 (42), e2101209118 (2021).
  2. Chalençon, L., Thevenet, M., Noury, N., Bensafi, M., Mandairon, N. Identification of new behavioral parameters to assess odorant hedonic value in humans: A naturalistic approach. Journal of Neuroscience Methods. 366, 109422 (2022).
  3. Infortuna, C., et al. Motor cortex response to pleasant odor perception and imagery: The differential role of personality dimensions and imagery ability. Frontiers in Human Neuroscience. 16, 943469 (2022).
  4. Ozaki, I., Kurata, K. The effects of voluntary control of respiration on the excitability of the primary motor hand area, evaluated by end-tidal CO2 monitoring. Clinical Neurophysiology. 126 (11), 2162-2169 (2015).
  5. Boroojerdi, B., Battaglia, F., Muellbacher, W., Cohen, L. G. Voluntary teeth clenching facilitates human motor system excitability. Clinical Neurophysiology. 111 (6), 988-993 (2000).
  6. Rossi, S., et al. Distinct olfactory cross-modal effects on the human motor system. PLOS One. 3 (2), e1702 (2008).
  7. Neige, C., Rannaud Monany, D., Lebon, F. Exploring cortico-cortical interactions during action preparation by means of dual-coil transcranial magnetic stimulation: A systematic review. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 128 (October 2020), 678-692 (2020).
  8. Koch, G. Cortico-cortical connectivity: the road from basic neurophysiological interactions to therapeutic applications. Experimental Brain Research. 238 (7-8), 1677-1684 (2020).
  9. Derosiere, G., Vassiliadis, P., Duque, J. Advanced TMS approaches to probe corticospinal excitability during action preparation. NeuroImage. 213 (November 2019), 116746 (2020).
  10. Goldenkoff, E. R., Mashni, A., Michon, K. J., Lavis, H., Vesia, M. Measuring and manipulating functionally specific neural pathways in the human motor system with transcranial magnetic stimulation. Journal of Visualized Experiments JoVE. 156, 60706 (2020).
  11. Malderen, S. V., Hehl, M., Verstraelen, S., Swinnen, S. P., Cuypers, K. Dual-site TMS as a tool to probe effective interactions within the motor network: a review. Reviews in the Neurosciences. 34 (2), 129-221 (2023).
  12. Neige, C., et al. Connecting the dots: Harnessing dual-site transcranial magnetic stimulation to assess the causal influence of medial frontal areas on the motor cortex. Cerebral Cortex. , bhad370 (2023).
  13. Ferbert, A., Priori, A., Rothwell, J. C., Day, B. L., Colebatch, J. G., Marsden, C. D. Interhemispheric inhibition of the human motor cortex. The Journal of physiology. 453, 525-546 (1992).
  14. Rothwell, J. C. Using transcranial magnetic stimulation methods to probe connectivity between motor areas of the brain. Human Movement Science. 30 (5), 906-915 (2011).
  15. Carlson, H., Leitão, J., Delplanque, S., Cayeux, I., Sander, D., Vuilleumier, P. Sustained effects of pleasant and unpleasant smells on resting state brain activity. Cortex. 132, 386-403 (2020).
  16. Farruggia, M. C., Pellegrino, R., Scheinost, D. Functional connectivity of the chemosenses: A review. Frontiers in Systems Neuroscience. 16, 865929 (2022).
  17. Hasan, A., Galea, J. M., Casula, E. P., Falkai, P., Bestmann, S., Rothwell, J. C. Muscle and timing-specific functional connectivity between the dorsolateral prefrontal cortex and the primary motor cortex. Journal of Cognitive Neuroscience. 25 (4), 558-570 (2013).
  18. Brown, M. J. N., Goldenkoff, E. R., Chen, R., Gunraj, C., Vesia, M. Using dual-site transcranial magnetic stimulation to probe connectivity between the dorsolateral prefrontal cortex and ipsilateral primary motor cortex in humans. Brain Sciences. 9 (8), 177 (2019).
  19. Xia, X., et al. Connectivity from ipsilateral and contralateral dorsolateral prefrontal cortex to the active primary motor cortex during approaching-avoiding behavior. Cortex. 157, 155-166 (2022).
  20. Wang, Y., Cao, N., Lin, Y., Chen, R., Zhang, J. Hemispheric differences in functional interactions between the dorsal lateral prefrontal cortex and ipsilateral motor cortex. Frontiers in Human Neuroscience. 14, 1-6 (2020).
  21. Gabbott, P. L. A., Warner, T. A., Jays, P. R. L., Salway, P., Busby, S. J. Prefrontal cortex in the rat: Projections to subcortical autonomic, motor, and limbic centers. Journal of Comparative Neurology. 492 (2), 145-177 (2005).
  22. Yeterian, E. H., Pandya, D. N., Tomaiuolo, F., Petrides, M. The cortical connectivity of the prefrontal cortex in the monkey brain. Cortex. 48 (1), 58-81 (2012).
  23. Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
  24. Joussain, P., et al. Application of the European Test of Olfactory Capabilities in patients with olfactory impairment. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 273 (2), 381-390 (2016).
  25. Oldfield, R. C. The assessment and analysis of handedness: The Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9 (1), 97-113 (1971).
  26. Daligadu, J., Haavik, H., Yielder, P. C., Baarbe, J., Murphy, B. Alterations in cortical and cerebellar motor processing in subclinical neck pain patients following spinal manipulation. Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics. 36 (8), 527-537 (2013).
  27. Andersen, K. W., Siebner, H. R. Mapping dexterity and handedness: recent insights and future challenges. Current Opinion in Behavioral Sciences. 20, 123-129 (2018).
  28. Fried, P. J., et al. Training in the practice of noninvasive brain stimulation: Recommendations from an IFCN committee. Clinical Neurophysiology. 132 (3), 819-837 (2021).
  29. Mills, K. R., Boniface, S. J., Schubert, M. Magnetic brain stimulation with a double coil: the importance of coil orientation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 85 (1), 17-21 (1992).
  30. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clinical Neurophysiology. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  31. Awiszus, F. TMS and threshold hunting. Supplements to Clinical Neurophysiology. 56, 13-23 (2003).
  32. Awiszus, F. Using relative frequency estimation of transcranial magnetic stimulation motor threshold does not allow to draw any conclusions about true threshold. Clinical Neurophysiology. 125 (6), 1285-1286 (2014).
  33. Ah Sen, C. B., Fassett, H. J., El-Sayes, J., Turco, C. V., Hameer, M. M., Nelson, A. J. Active and resting motor threshold are efficiently obtained with adaptive threshold hunting. PLoS One. 12 (10), 1-9 (2017).
  34. Neige, C., Rannaud Monany, D., Stinear, C. M., Byblow, W. D., Papaxanthis, C., Lebon, F. Unravelling the modulation of intracortical inhibition during motor imagery: An adaptive threshold-hunting study. Neuroscience. 434, 102-110 (2020).
  35. Burke, D., Pierrot-Deseilligny, E. Caveats when studying motor cortex excitability and the cortical control of movement using transcranial magnetic stimulation. Clinical Neurophysiology. 121 (2), 121-123 (2010).
  36. Mir-Moghtadaei, A., et al. Updated scalp heuristics for localizing the dorsolateral prefrontal cortex based on convergent evidence of lesion and brain stimulation studies in depression. Brain Stimulation. 15 (2), 291-295 (2022).
  37. Siddiqi, S. H., et al. Brain stimulation and brain lesions converge on common causal circuits in neuropsychiatric disease. Nature Human Behaviour. 5 (12), 1707-1716 (2021).
  38. Caulfield, K. A., Fleischmann, H. H., Cox, C. E., Wolf, J. P., George, M. S., McTeague, L. M. Neuronavigation maximizes accuracy and precision in TMS positioning: Evidence from 11,230 distance, angle, and electric field modeling measurements. Brain Stimulation. 15 (5), 1192-1205 (2022).
  39. Cao, N., et al. Plasticity changes in dorsolateral prefrontal cortex associated with procedural sequence learning are hemisphere-specific. NeuroImage. 259, 119406 (2022).
  40. Brown, M. J. N., et al. Somatosensory-motor cortex interactions measured using dual-site transcranial magnetic stimulation. Brain Stimulation. 12 (5), 1229-1243 (2019).
  41. Fiori, F., Chiappini, E., Candidi, M., Romei, V., Borgomaneri, S., Avenanti, A. Long-latency interhemispheric interactions between motor-related areas and the primary motor cortex: a dual site TMS study. Scientific reports. 7 (1), 14936 (2017).
  42. Fournel, A., Ferdenzi, C., Sezille, C., Rouby, C., Bensafi, M. Multidimensional representation of odors in the human olfactory cortex. Human Brain Mapping. 37 (6), 2161-2172 (2016).
  43. Midroit, M., et al. Neural processing of the reward value of pleasant odorants. Current Biology. 31 (8), 1592-1605.e9 (2021).
  44. Sezille, C., Messaoudi, B., Bertrand, A., Joussain, P., Thévenet, M., Bensafi, M. A portable experimental apparatus for human olfactory fMRI experiments. Journal of Neuroscience Methods. 218 (1), 29-38 (2013).
  45. Kato, M., et al. Spatiotemporal dynamics of odor representations in the human brain revealed by EEG decoding. Proceedings of the National Academy of Sciences. 119 (21), e2114966119 (2022).
  46. Jackson, N., Greenhouse, I. VETA: An open-source Matlab-based toolbox for the collection and analysis of electromyography combined with transcranial magnetic stimulation. Frontiers in Neuroscience. 13, 975 (2019).
  47. Cunningham, D., Zhang, B., Cahn, A. Transcranial magnetic stimulation (TMS) analysis toolbox: A user friendly open source software for basic and advanced analysis and data sharing of TMS related outcomes. Brain Stimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation. 14 (6), 1641-1642 (2021).
  48. Julkunen, P., Säisänen, L., Hukkanen, T., Danner, N., Könönen, M. Does second-scale intertrial interval affect motor evoked potentials induced by single-pulse transcranial magnetic stimulation. Brain Stimulation. 5 (4), 526-532 (2012).
  49. Pellicciari, M. C., Miniussi, C., Ferrari, C., Koch, G., Bortoletto, M. Ongoing cumulative effects of single tms pulses on corticospinal excitability: An intra- and inter-block investigation. Clinical Neurophysiology. 127 (1), 621-628 (2016).
  50. Li, S., Rymer, W. Z. Voluntary breathing influences corticospinal excitability of nonrespiratory finger muscles. Journal of Neurophysiology. 105 (2), 512-521 (2011).
  51. Boesveldt, S., Frasnelli, J., Gordon, A. R., Lundström, J. N. The fish is bad: Negative food odors elicit faster and more accurate reactions than other odors. Biological Psychology. 84 (2), 313-317 (2010).
  52. Neige, C., Mavromatis, N., Gagné, M., Bouyer, L. J., Mercier, C. Effect of movement-related pain on behaviour and corticospinal excitability changes associated with arm movement preparation. Journal of Physiology. 596 (14), 2917-2929 (2018).
  53. Bergmann, T. O., Hartwigsen, G. Inferring causality from noninvasive brain stimulation in cognitive neuroscience. Journal of Cognitive Neuroscience. 33 (2), 195-225 (2021).
  54. Kulason, S., et al. A comparative neuroimaging perspective of olfaction and higher-order olfactory processing: on health and disease. Seminars in Cell & Developmental Biology. 129, 22-30 (2022).
  55. Athanassi, A., Dorado Doncel, R., Bath, K. G., Mandairon, N. Relationship between depression and olfactory sensory function: a review. Chemical Senses. 46, bjab044 (2021).
  56. Grimm, S., et al. Imbalance between left and right dorsolateral prefrontal cortex in major depression is linked to negative emotional judgment: An fmri study in severe major depressive disorder. Biological Psychiatry. 63 (4), 369-376 (2008).
  57. Naudin, M., El-Hage, W., Gomes, M., Gaillard, P., Belzung, C., Atanasova, B. State and trait olfactory markers of major depression. PLOS One. 7 (10), e46938 (2012).
  58. Guidali, G., Roncoroni, C., Bolognini, N. Modulating frontal networks' timing-dependent-like plasticity with paired associative stimulation protocols: Recent advances and future perspectives. Frontiers in Human Neuroscience. 15, 658723 (2021).
  59. Hernandez-Pavon, J. C., San Agustín, A., Wang, M. C., Veniero, D., Pons, J. L. Can we manipulate brain connectivity? A systematic review of cortico-cortical paired associative stimulation effects. Clinical Neurophysiology. 154, 169-193 (2023).
  60. Deng, Z. -D., Robins, P. L., Dannhauer, M., Haugen, L. M., Port, J. D., Croarkin, P. E. Optimizing TMS coil placement approaches for targeting the dorsolateral prefrontal cortex in depressed adolescents: An electric field modeling study. Biomedicines. 11 (8), 2320 (2023).
  61. Gomez, L. J., Dannhauer, M., Peterchev, A. V. Fast computational optimization of TMS coil placement for individualized electric field targeting. NeuroImage. 228, 117696 (2021).
  62. Derosiere, G., Duque, J. Tuning the corticospinal system: How distributed brain circuits shape human actions. The Neuroscientist. 26 (4), 359-379 (2020).
  63. Bestmann, S., Krakauer, J. W. The uses and interpretations of the motor-evoked potential for understanding behaviour. Experimental Brain Research. 233 (3), 679-689 (2015).
  64. Reis, J., et al. Contribution of transcranial magnetic stimulation to the understanding of cortical mechanisms involved in motor control. Journal of Physiology. 586 (2), 325-351 (2008).

Tags

В этом месяце в JoVE выпуск 203 обоняние гедонистика запаха первичная моторная кора дорсолатеральная префронтальная кора связь стимуляция мозга
Сочетание синхронизированного с дыханием ольфактометра с моделированием мозга для изучения влияния запахов на кортикоспинальную возбудимость и эффективную связь
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Neige, C., Imbert, L., Dumas, M.,… More

Neige, C., Imbert, L., Dumas, M., Athanassi, A., Thévenet, M., Mandairon, N., Brunelin, J. Combining a Breath-Synchronized Olfactometer with Brain Simulation to Study the Impact of Odors on Corticospinal Excitability and Effective Connectivity. J. Vis. Exp. (203), e65714, doi:10.3791/65714 (2024).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter