Yöntem makalesi

Varsayılan Modu Ağ inceleyin Transkraniyal Manyetik Uyarım ve fMRI birleştiren

12.6K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/2271

⸱

28 Aralık 2010

 ,  ,  , 
1Berenson-Allen Center for Noninvasive Brain Stimulation, Beth Israel Deaconess Medical Center

Bu makalede

Özet

Bu makalede, TMS ve fMRI beyin stimülasyonu varsayılan ağ üzerinde etkilerini incelemek için kombinasyonu ile ilgili metodoloji ve düşünceler inceleyin.

Özet

Varsayılan mod ağının dış dünyaya bir birey odaklı ve beyin zaman aktif olan beyin bölgelerinin bir grup "uyanık dinlenin." 1,2,3 varsayılan mod ağ özüne karşılık düşündüm. ya da "iç akıl yürütmesi" 2,3

Insanlarda bazı patolojiler (örneğin, varsayılan mod ağ içindeki aktivite ile ilişkili olduğu öne sürülmüştür, hiper-aktivasyon şizofreni 4,5,6 ve 7 iken ağ hipo-aktivasyon otizm spektrum bozuklukları ile bağlantılı olmuştur Alzheimer ve diğer nörodejeneratif hastalıklar 8) ile bağlantılı olmuştur. Bu ağ gibi, noninvaziv modülasyon anormal ağ aktivasyonu ile bağlantılı bir dizi nörolojik ve psikiyatrik patolojilerin için potansiyel bir terapötik müdahale temsil edebilir. Bu modülasyon etkisi olası bir aracı Transkraniyal Manyetik Uyarım: geçici veya uzun süreli lokalize manyetik alan bakliyat uygulama ile kortikal eksitabilite (ya artan ya da bu azalan) modüle bir non-invaziv neurostimulatory ve nöromodülatör tekniği 9.

Varsayılan mod ağ doğru eğilimi ve modülasyon hoşgörü keşfetmek için, fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ile (sol inferior parietal lob) TMS birleştirerek olacaktır. Bu makale sayesinde, bu iki sinirbilimsel araçlarını başarıyla birleştirmek için gerekli protokol ve düşünceleri inceleyecektir.

Protokol

1. Hazırlık

  1. Başlamak için, konunun temel anatomik tarama edinin. Bu gerçek deneme birkaç gün önce yapılmalıdır.
  2. Sonra, tarama çerçevesiz stereotaktik yazılım paketi içine yerleştirin.
  3. Son olarak, bulmak ve stimülasyon koordinatları hedef. Bu durumda, sol inferior parietal lobul hedef olacaktır.

2. Başlangıç ​​Tarama

  1. Deney günü, konu bir kez daha, MRI makinesi başlayacak.
  2. Anatomik bir tarama ile başlayın.
  3. Sonra, üç işlevsel deney çalışır yürütürler. Bu deneme için, görev oldukça basittir: bir odaklanma noktası konu merkezi görme alanında sunulan ve / o sadece pasif olarak bakıyorum.

3. TMS Hazırlık

  1. RTMS'nin etkileri geçicidir, çünkü TMS ve fMRI birleştirerek, özü. Stimülasyon kesilmesinden sonra, en kısa sürede tarayıcının içine konu geri almak zorunludur. Bu nedenle, mümkün olduğu kadar tarama-bay mümkün olduğu kadar yakın ya da bitişik bir odada konuşlu taşınabilir bir TMS cihaz kullanmak isteyeceksiniz. Bu durumda, tarayıcıya bir gözlem paketi taşınabilir bir set-up next door kullanıyorsunuz demektir.
  2. Stereotaktik yazılım paketi içine konu hedefli öncesi bazal MR yükleyin.
  3. Son olarak, bağlantı ve stereotaksi ekipman ile uyarıcı bir bobin kalibre - Bu durumda, biz bobin merkeziliğini kayıt, kızılötesi sensörlerin bir dizi hizalamak.

4. TMS Parametrelerinin Belirlenmesi

  1. Konu geldiğinde, onu bir sandalyeye rahatça / ona oturmak.
  2. Sonra, konu sterotaxy ekipman ile kafa kalibre edin. Bu durumda, biz birkaç konumlandırma çapa kayıt kızılötesi sensörleri kullanacağız: Her iki kulaklar, burun, ve nasion.
  3. Konu istirahat motor eşiğin belirleyin.
  4. Konu korteks heyecanlandırmak istiyorsanız, biz,% 110 motor eşik stimülasyonu gücü ile 20 Hz TMS makine koyacaktır. Konu korteks inhibe etmek istiyorsanız, biz% 110 motor eşiğinde 1 Hz TMS makine koyacaktır. Tam çalışma boyunca her iki parametre keşfetmek isteyeceksiniz rağmen, biz yalnızca bu makalede 20 Hz eksitatör rTMS zinciri bakacağız.
  5. Nihayet, 28 saniyelik bir dinlenme süresi, 2 saniyelik trenler bir stimülasyon desen kurdu.

5. TMS Uyarım

  1. Stimülasyonu için, önce konu tarayıcı aşağıdaki TMS doğrudan gitmek için hazırlar. Bu metal çıkarılması ve konu tuvalet sağlamak içerir.
  2. Holding kafa derisi teğet bobin konusu stimülasyon siteyi bulmak ve hedef için stereotaksi ekipman kullanın.
  3. Makinenin bobini soğutma sistemi açın.
  4. Stimülasyon başlayın! Bu protokol, 45 toplam stimülasyon trenler yapacaktır. 2 saniye 28 saniye sonları ile bir tren, 23 dakika olmak üzere toplam stim zaman olacaktır.

6. Tarayıcı

  1. Stimülasyon tam sonra, en kısa sürede konu tarayıcı geri almak önemlidir. Bu geçiş mümkün olduğunca sorunsuz hale getirmek için, tarayıcınız hazırlanan ve gitmek için hazır olduğundan emin olun. Bizim tavsiyemiz, vücut platformu yükseltmek ve minimum yerelleştiricisinin taramaları sayısını ve süresini azaltmak için.

7. Final Tarama

  1. RTMS etkileri geçici olduğundan, nihai tarama oturumu fonksiyonel çalışır ile başlamalıdır. Yine, pasif fiksasyon üç, 6 dakika çalışır yaparız.
  2. Deneysel çalışır tamamlandıktan sonra, anatomik bir tarama ile bitirmek.

8. Temsilcisi Sonuçlar

Şekil 1
Şekil 1 veri sol inferior parietal lobul 20 Hz rTMS stimülasyon, yerel eksitabilite kolaylaştırmak rağmen, varsayılan ağ içinde fonksiyonel bağlantı azaltmak için hareket ettiğini göstermektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Çevrimdışı bir TMS / MRG deney, tartışmasız en önemli husus stimülasyon sitesinden MR koya hızlı ve zahmetsiz bir geçiş içerir yaparken. Bu nedenle, bu geçiş yardımcı olmak için önerilen söz konusu fikirlerin birkaç tekrar değer olacaktır. : Birincisi, mümkün olduğunca MR koyuna yakın bir yerde kurulmuş bir taşınabilir TMS makinesi kullanın. İki: MRG ekipman programlanmış herhangi bir otomatik stand-by ya da eşdeğeri bir mekanizma aşmak. Üç: yükseltilmiş platform sağlamak ve uyaranlara konu TMS tamamlanmadan önce yük...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Çıkar çatışması ilan etti.

Malzemeler

  • MRG fMRI (Philips video olarak resmedilmiştir) için donatılmış
  • Tekrarlanan Uyarım sahiptir TMS Cihazı (video olarak resmedilmiştir bir Magstim)
  • Çerçevesiz stereotaksi donatımı (Brainsight video olarak resmedilmiştir)
  • Kulak Tıkaçları
  • Stimülasyon sırasında Konu için Başkanı
  • Geri Projektör Perdesi veya MRI uyumlu Gözlükler
  • Boş Uyaranlar Ekranı

Kaynaklar

  1. Raichle, M. E., MacLeod, A. M., Snyder, A. Z., Powers, W. J., Gusnard, D. A., Shulman, G. L. A default mode of brain function. Proc. Nat. Acad. Sciences. 98 (2), 676-682 (2001).
  2. Buckner, R. L., Andrews-Hanna, J. R., Schacter, D. L. The brain's default network: anatomy, function and relevance to disease. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1124, 1-38 (2008).
  3. Raichle, M. E., Snyder, A. Z. A default mode of brain function: a brief history of an evolving idea. Neuroimage. 37 (4), 1083-1090 (2007).
  4. Whitfield-Gabrieli, S., Thermenos, H. W., Milanovic, S., Tsuang, M. T., Faraone, S. V., McCarley, R. W., Shenton, M. E., Green, A. I., Nieto-Castanon, A., LaViolette, P., Wojcik, J., Gabrieli, J. D., Sidman, L. J. Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degreerelatives of persons with schizophrenia. Proc. Nat. Acad. Sciences. 106 (4), 1279-1284 (2009).
  5. Pomarol-Clotet, E., Salvardor, R., Sarro, S., Gomar, J., Vila, F., Martinez, A., Guerrrero, A., Ortiz-Gil, J., Sans-Sansa, B., Capdevila, A., Cebamanos, J. M., McKenna, P. J. Failure to deactivate the prefrontal cortex in schizophrenia: dysfunction of the default mode network? Psychol Med. 38 (8), 1185-1193 (2008).
  6. Garrity, A. G., Pearlson, G. D., McKiernan, K., Lloyd, D., Kiehl, K. A., Calhoun, V. D. Aberrant "default mode" functional connectivity in schizophrenia. American Journal of Psychiatry. 164, 450-457 (2007).
  7. Kennedy, D. P., Redcay, E., Courchesne, E. Failing to deactivate: Resting functional abnormalities in autism. Proc. Nat. Acad. Sciences. 103 (21), 8275-8280 (2007).
  8. c Buckner, R. L., Snyder, A. Z., Shannon, B. J., LaRossa, G., Sachs, R., Fotenos, A. F., Sheline, Y. I., Klunk, W. E., Mathis, C. A., Morris, J. C., Mintun, M. A. Molecular, structural, and functional characterizations of Alzheimer's disease: evidence for a relationship between default activity, amyloid, and memory. Journal of Neuroscience. 34, 7709-7717 (2005).
  9. Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. , Edward Arnold. London. (2002).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Fonksiyonel Manyetik Rezonans G r nt lemeDinlenme Durumu fMRIKortikal Uyar lebilirlikN ronavigasyonnferior Parietal LobMotor E ikBeyin Ba lant sallDinlenme Durumu A lar

İlgili makaleler