Method Article

Transkraniyal Manyetik Stimülasyon ile İnsan Motor Sisteminde İşlevsel Olarak Spesifik Nöral Yolların Ölçülmesi ve Manipüle Edilmesi

DOI:

10.3791/60706

⸱

February 23rd, 2020

 ,  ,  ,  , 
1School of Kinesiology, Brain Behavior Laboratory, University of Michigan

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu makalede, transkraniyal manyetik stimülasyon ile işlevsel olarak spesifik nöral yolları ölçmek ve güçlendirmek için yeni yaklaşımlar açıklanmaktadır. Bu gelişmiş noninvaziv beyin stimülasyon metodolojileri beyin-davranış ilişkilerinin anlaşılması ve beyin bozukluklarının tedavisinde yeni tedavilerin geliştirilmesi için yeni fırsatlar sağlayabilir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Beyin bölgeleri arasındaki etkileşimleri anlamak, hedefe yönelik davranışların incelenmesi için önemlidir. Beyin bağlantısının fonksiyonel nörogörüntüleme biliş gibi beynin temel süreçleri içine önemli bilgiler sağlamıştır, öğrenme, ve motor kontrol. Ancak, bu yaklaşım ilgi beyin alanlarının katılımı için nedensel kanıt sağlayamaz. Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) geçici beyin aktivitesi değiştirerek bu sınırlama üstesinden gelebilir insan beyninin incelenmesi için güçlü, noninvaziv bir araçtır. Burada, farklı görev bağlamları sırasında insan motor sistemindeki kortiko-kortikal etkileşimleri nedensel olarak inceleyen iki bobinli eşleştirilmiş darbe, çift siteli TMS yöntemi kullanılarak son gelişmeleri vurguluyoruz. Ayrıca, kortikal eşleştirilmiş ilişkilendirici stimülasyona (cPAS) dayalı, birbirine bağlı iki beyin bölgesinde sinaptik verimliliği geçici olarak artıran çift siteli bir TMS protokolünü, iki bobinle tekrarlanan kortikal uyaran çiftleri uygulayarak tanımlıyoruz. Bu yöntemler, bilişsel-motor fonksiyonun altında yatan mekanizmaların daha iyi anlaşılmasını ve beyin devrelerini modüle etmek ve davranışı iyileştirmek için belirli sinir yollarının hedeflenen şekilde manipüle edilmesine yönelik yeni bir bakış açısı sağlayabilir. Bu yaklaşım, beyin-davranış ilişkilerinin daha sofistike modellerini geliştirmek ve birçok nörolojik ve psikiyatrik hastalığın tanı ve tedavisini iyileştirmek için etkili bir araç olabilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Noninvaziv beyin stimülasyonu umut verici bir değerlendirme aracı ve parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı ve inme1,2,3,4gibi birçok nörolojik bozukluklar için tedavi . Nörolojik hastalıkların davranışsal belirtileri ile kortikal eksilite, nöroplastisite, kortiko-kortikal ve kortiko-subkortikal bağlantıanormallikleriarasındaki ilişkiyi kanıtlayan kanıtlar birikmektedir 5,6. Bu nedenle, nörolojik koşullarda beyin ağı dinamiği ve plastisite hakkında temel bilgi hastalık tanısı, iler....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aşağıdaki üç TMS yöntemi aşağıda açıklanmıştır. İlk olarak, iki yöntem çift siteli transkraniyal manyetik stimülasyon (dsTMS) kullanarak kortiko-kortikal bağlantı ölçmek için açıklanmıştır katılımcılar ya 1) istirahat (dinlenme durumu) veya 2) bir nesne yönelimli erişim-kavrama hareketi gerçekleştirerek ( görev bağımlı). İkinci olarak, kortikal eşleştirilmiş bir assosiyatif stimülasyon (cPAS) yöntemi, fonksiyonel güçlendirmek için kortikal uyaranları (örn. posterior parietal ve primer motor korteksleri) eşleştirerek iki beyin bölgesi arasındaki etkileşimi kontrollü bir şekilde modüle etmek için tanımlanmıştır. TMS ile spesifik nöral yollar ve kortikal uyarılabilirlik ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Şekil 5, katılımcı istirahatteyken (üst panelde) veya bir nesneye (alt panel) hedefe yönelik kavrama eylemi planlarken, koşulsuz bir test uyaranları (TS'den M1'e, mavi iz) veya PPC'den koşullu uyaranlar (TS- mavi iz) için TMS tarafından DYY kaslarında ortaya çıkan örnek bir MEP yanıtının boyutunu gösterir. Istirahatte, PPC ipsilateral M1 üzerinde inhibitör etkisi uygular, MEP genlikleri azalma gösterildiği gibi PPC üzerinden teslim bir alt eşik CS tarafından potentiated 5 ms M1 üzerinde bir .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada açıklanan çift siteli TMS yöntemi, bir katılımcı istirahatte yken veya hedefe yönelik bir eylem planlarken, birincil motor korteksle bağlantılı farklı kortikal alanlar arasındaki fonksiyonel etkileşimleri araştırmak için kullanılabilir. Beyin görüntüleme sorkan etiolmakla birlikte, çift siteli TMS yöntemlerinden elde edilen temel bilgiler kortiko-kortikal devrelerde ki değişikliklerle ilişkili nedensel beyin davranışı ilişkilerini ortaya çıkarabilir. Buna ek olarak, hareket kontrolü için işlevsel olarak spesifik b.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma Michigan Üniversitesi: MCubed Scholars Programı ve Kinesiyoloji Okulu tarafından desteklenmiştir.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Alpha B.I. D50 bobin (kaplamalı)Magstim50mm bobin
BrainSight 2.0 YazılımıRogue ResearchNöronavigasyon yazılımı
BrainSight çerçevesiz Stereotaktik SistemRogue ResearchNöronavigasyon ekipmanı
D702 BobinMagstim70mm bobin
Discovery MR750Genel Elektrikli3.0T MRI makinesi
Tek Kullanımlık Kulak Tıkaçları3MKöpük kulak tıkaçları
EKG Elektrotları 30mm x 24mmCoviden-KendallH124SGTek kullanımlık elektrotlar
Dört Kanallı İzole AmplifikatörIntronix Technologies Corporation2024FEMG amplifikatörü
gGAMMAcapg.tec Tıp MühendisliğiEEG kafa kapağı
Micro1401-3Cambridge Elektronik TasarımBilimsel veri kaydedici ve işleme makinesi
Nuprep Cilt Hazırlama JelDokumacı ve ŞirketCilt hazırlama aşındırıcı jel
Signal v.7Cambridge Elektronik TasarımVeri toplama ve analiz yazılımı
Magstim BiStim2MagstimTranskraniyal manyetik stimülatör (iki adet 2002 ünitesi)

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Ni, Z., Chen, R. Transcranial magnetic stimulation to understand pathophysiology and as potential treatment for neurodegenerative diseases. Translational Neurodegeneration. 4 (1), 1-12 (2015).
  2. Koch, G., Martorana, A., Caltagirone, C.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Transcranial Magnetic StimulationDual site TMSCortical Paired Associative StimulationMotor evoked PotentialResting Motor ThresholdNeuro navigation SystemPosterior Parietal CortexPrimary Motor CortexFunctional ConnectivityBrain Circuit Modulation

Related Articles