Yöntem makalesi

Transkraniyal Manyetik Stimülasyon Kullanılarak Uzun Süreli Güçlendirme Benzeri Kortikal Plastisitenin Standartlaştırılmış İndüksiyonu ve Değerlendirilmesi

DOI:

10.3791/69425

⸱

7 Kasım 2025

 ,  ,  ,  , 
1Department of Rehabilitation Medicine, The First Affiliated Hospital with Nanjing Medical University, 2School of Rehabilitation Medicine, Nanjing Medical University

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

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

Bu makale, tekrarlayan stimülasyon protokolleri kullanılarak Uzun Süreli Güçlendirme benzeri kortikal plastisitenin standartlaştırılmış indüksiyonunu ve ardından sinaptik plastisiteyi değerlendirmek için bir nöronavigasyon sistemi tarafından yönlendirilen tek darbeli transkraniyal manyetik stimülasyonun uygulanmasını açıklamaktadır.

Özet

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

Son yıllarda, transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS), beyindeki sinaptik değişiklikleri değerlendirmek için non-invaziv, düşük maliyetli ve etkili bir teknik olarak ortaya çıkmıştır. Sinaptik plastisite, beynin deneyime veya çevresel uyaranlara yanıt olarak sinaptik bağlantıların gücünü ve etkinliğini değiştirme yeteneğini yansıtan temel bir nöral plastisite mekanizmasıdır. Uzun vadeli güçlendirme (LTP), sinaptik plastisite mekanizmalarını incelemek için baskın deneysel model olarak hizmet eder ve sinaptik plastisitenin ve genel beyin fonksiyonunun anlaşılmasında kritik bir rol oynar. Spesifik stimülasyon paternleri, özellikle aralıklı teta patlaması stimülasyonu (iTBS) gibi tekrarlayan veya patlama paternleri, sinaptik plastisiteyi değerlendirmek için uygulanabilir bir non-invaziv yaklaşım sağlayarak LTP benzeri kortikal plastisiteyi indükleyebilir. Ancak bu tekniklerin uygulanması, sonuçların doğruluğunu ve güvenilirliğini sağlamak için standartlaştırılmış protokollere sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektirir. Bu nedenle, bu makale, iTBS kullanılarak LTP benzeri plastisiteyi indüklemek için standartlaştırılmış bir yaklaşım göstermeyi ve ardından her iki prosedürün de bir nöronavigasyon sistemi tarafından yönlendirildiği tek darbeli TMS ile sinaptik plastisitenin değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Bu makalenin odak noktası, kortikal plastisitenin hassas ve güvenilir ölçümlerini elde etmek için gerekli olan temel teknik prosedürler ve operasyonel hususlar olacaktır.

Giriş

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

Son yıllarda, transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS), insan beynindeki nöral aktiviteyi araştırmak ve modüle etmek için non-invaziv, uygun maliyetli ve verimli bir teknik olarak ortaya çıkmıştır1. Çeşitli stimülasyon paradigmaları arasında, aralıklı teta patlaması stimülasyonu (iTBS), insan motor korteksi2'de uzun vadeli güçlenme (LTP) benzeri plastisiteyi indükleme yeteneği nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Spesifik olarak, iTBS, sinaptik plastisite3 ile ilişkili endojen teta-gama eşleşme modellerini taklit ederek teta aralıklarında yüksek frekanslı patlamalar sağlar. N-metil-D-aspartat reseptörlerini (NMDAR'lar)4 aktive ederek LTP benzeri plastisiteyi indükler, bu daMg2+ bloğunu rahatlatır veCa2+'nın postsinaptik nöron5'e girmesine izin verir. BuCa2+ akışı, fosforilasyonu6 ve α-amino-3-hidroksi-5-metil-4-izoksazolepropiyonik asit reseptörlerinin (AMPAR'lar) eklenmesini destekleyen kalsiyum/kalmodulin ile uyarılan protein kinaz II'nin (CaMKII) aktivasyonu dahil olmak üzere aşağı akış sinyal kaskadlarını tetikler, böylece sinaptik iletimiarttırır 7. Tekrarlanan transkraniyal manyetik stimülasyon (rTMS) veya transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS) gibi diğer non-invaziv yaklaşımlarla karşılaştırıldığında, iTBS, daha kısa stimülasyon süresi ve daha düşük yoğunluk ile LTP benzeri kortikal plastisiteyi indükleyebilir ve bu da onu deneklerde daha iyi tolere edilen bir seçenek haline getirir 8,9,10. iTBS'nin neden olduğu nöroplastik etkileri değerlendirmek için, araştırmacılar genellikle elektromiyografi (EMG) yoluyla kaydedilen ve gelişmiş kortikospinal uyarılabilirliği yansıtan motor uyarılmış potansiyel (MEP) genliklerindeki değişiklikleri ölçerler11. Çalışmalar, bu MEP geliştirmelerinin stimülasyondan sonra 60 dakikaya kadar devam edebileceğini göstermiştir, bu da kortikal uyarılabilirliğin geçici ancak sağlam modülasyonunu gösterir10,12. Kısa uygulama süresi ve köklü güvenlik profili nedeniyle, iTBS hem deneysel hem de klinik bağlamlarda tekrarlanan uygulamalar için özellikle uygundur10. Spesifik olarak, standart bir iTBS protokolü (600 darbe, 192 s) ve geleneksel 10 Hz rTMS protokolleri (1.200-1.500 darbe, 15-20 dakika), karşılaştırılabilir LTP benzeri plastisite etkilerini güvenilir bir şekilde indükler 8,13. Bu nedenle, sağlıklı bireylerde ve hasta popülasyonlarında sinaptik plastisiteyi araştırmak için giderek daha fazla kullanılmakta ve Alzheimer hastalığı (AD), felç ve depresyon gibi nörolojik bozukluklarda plastisiteyle ilişkili eksiklikler hakkında değerli bilgiler sağlamaktadır.

Nöral plastisitenin temel bir mekanizması olan sinaptik plastisite, öğrenme ve hafıza gibi kritik süreçlerin temelini oluşturur. Beynin deneyime veya çevresel uyaranlara yanıt olarak sinaptik bağlantıların gücünü ve etkinliğini değiştirme yeteneğini yansıtır14. Sinaptik plastisitenin çeşitli biçimleri arasında, LTP, sinaptik iletimin15 geliştirilmesi yoluyla öğrenme ve hafıza için köklü bir modeldir. Biriken kanıtlar, LTP benzeri plastisitedeki bozuklukların, AD16 gibi nörolojik bozukluklardaki bilişsel ve davranışsal eksikliklerle yakından ilişkili olduğunu göstermektedir. Bu bozukluklar, LTP17'nin indüksiyonu, ekspresyonu veya bakımındaki değişiklikler dahil olmak üzere sinaptik sinyalleme ve plastisite ile ilgili moleküler yollardaki hastalığa özgü bozulmaları yansıtabilir. Bu nedenle, sinaptik plastisiteyi anlamak ve ölçmek, bilişsel işlevi, motor kontrolü, duyusal bütünleşmeyi ve duygusal düzenlemeyi yeniden sağlamak ve etkili nörorehabilitasyonu kolaylaştırmak için terapötik stratejiler geliştirmek için gereklidir.

LTP benzeri plastisiteyi indüklemek için iTBS ve kortikal plastisiteyi değerlendirmek için tek darbeli TMS gibi teknikler heyecan verici bir potansiyel sunarken, bunların uygulanması, doğruluk ve tekrarlanabilirliği sağlamak için standartlaştırılmış protokollere sıkı sıkıya bağlı kalmayı gerektirir. Tutarsız yöntemler değişkenliğe yol açabilir ve bu da bulguların güvenilirliğini engelleyebilir. Ayrıca, stimülasyon yoğunluğu, bobin konumlandırması ve sonuç ölçümlerinin zamanlamasındaki farklılıklar da dahil olmak üzere çalışmalar arasındaki metodolojik tutarsızlıklar, TMS'nin neden olduğu plastisite bulgularının tekrarlanabilirliğini sınırlamaktadır. Uygulamada, iTBS tipik olarak dinlenme motor eşiğinin (RMT)18% 80'inde uygulanır ve LTP benzeri plastisitenin güvenilir indüksiyonu, en yaygın olarak nöronavigasyon rehberliği19 ile elde edilen hassas bobin konumlandırmasına da bağlıdır. Buna göre, bu makale, iTBS yoluyla LTP benzeri plastisiteyi indüklemek için standartlaştırılmış, nöronavigasyon kılavuzluğunda bir protokolü göstermeyi ve ardından tek darbeli TMS kullanılarak kortikal plastisitenin değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Bu makalenin odak noktası, kortikal plastisitenin hassas ve güvenilir ölçümlerini elde etmek için gerekli olan temel teknik prosedürler ve operasyonel hususlar olacaktır.

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

Protokol

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

Nanjing Tıp Üniversitesi'ne Bağlı İlk Hastanenin Etik Komitesi protokolleri onayladı (2023-SR-789 numaralı) ve protokol Çin Klinik Araştırma Siciline (ChiCTR2400082549 numaralı) kaydedildi. Tüm prosedürler Helsinki Bildirgesi'ne uygun olarak yürütüldü. Çalışmaya kaydolmadan önce yazılı bilgilendirilmiş onam alındı.

1. Onay süreci

  1. Herhangi bir değerlendirmeden önce, değerlendirmenin amaç(lar)ını, ana deneysel prosedürleri ve çalışmayla ilişkili potansiyel risk faktörlerini açıklayın. Sorularınızı veya endişelerinizi yanıtlayın. Onay sürecinin onaylanmasını ve bilgilendirilmiş onam formunun imzalanmasını isteyin.
  2. TMS güvenlik kriterlerinin karşılanmaması, dışlanma gerekçesi oluşturur. Aşağıdaki soruları belgelenmiş yanıtlarla sorun. Herhangi bir kritere verilen evet yanıtı, hariç tutulma gerekçesi oluşturur:
    TMS ile uyumlu olmayan metal implantlarınız veya cihazlarınız (örn. kalp pilleri, koklear implantlar, anevrizma klipsleri) var mı?
    Epilepsi veya nöbet geçmişiniz veya ailenizde epilepsi öyküsü var mı?
    Şu anda nöbetlere neden olabilecek herhangi bir ilaç alıyor musunuz?
    Çalışmaya katılımı engelleyecek ciddi bilişsel veya iletişim eksiklikleriniz var mı?
    Ciddi servikal omurga bozukluklarınız var mı (örn. servikal stenoz veya omurga instabilitesi)?
    Stimülasyon alanında herhangi bir doğrudan yaralanmanız veya kafatası kusurunuz var mı?
    Çocuk doğurma potansiyeli olan bir kadınsanız: Hamile misiniz veya muhtemelen hamile misiniz? Hamilelikten şüpheleniliyorsa, kan veya idrar HCG testi yapın ve pozitif vakaları dışlayın.

2. Nöronavigasyon sistemi kullanılarak kafa modelinin hazırlanması

  1. RMT belirleme ve iTBS stimülasyonu sırasında bobin konumlandırmasını yönlendirmek, anatomik işaretleri kaydetmek, bobini kalibre etmek ve tutarlı bobin yerleşimini sürdürmek için protokol boyunca nöronavigasyon sistemini (sürüm 2.5.3.50294) kullanın.
  2. Nöronavigasyon sistemi kurulumu: TMS bobini konumu ve anatomik yer işaretlerine göre hizalanması hakkında gerçek zamanlı görsel geri bildirim elde etmek için sistemi kullanın ve kontralateral hedef kas20'ye karşılık gelen birincil motor korteksteki (M1) motor sıcak noktasının fonksiyonel tanımlanması sırasında doğru hedeflemeyi sağlayın.
  3. Üç boyutlu (3D) kafa modelinin oluşturulması: Nöronavigasyon yazılımında sağlanan standart beyin şablonlarını kullanarak veya bireysel manyetik rezonans görüntüleme (MRI) taramalarından oluşturulan 3D kafa modelini oluşturun. Bireysel MRI veya standart şablon modundan birini seçerek, eksenel, sagital ve koronal düzlemler boyunca anatomik işaretleri kaydedin. Üç boyutlu bir kafa modeli oluşturmak için kafa derisi yüzey segmentasyonu gerçekleştirin.
  4. Bobin kalibrasyonu
    1. Kafa modeli kaydı tamamlandıktan sonra, nöronavigasyon sistemi içinde hassas gerçek zamanlı izleme sağlamak için bobin kalibrasyonu yapın. TMS Ayarları'nda gezinin, Bobin Seçimi> Takım Yüzlerini Kalibre Et'e tıklayın. Yansıtıcı işaretleyicilerle donatılmış TMS bobinini belirlenmiş bir kalibrasyon bloğuna yerleştirin. Fiziksel bobin üzerindeki referans noktalarını, yazılım rehberliği altında kalibrasyon bloğundaki karşılık gelen noktalarla hizalayın.
    2. İlk kalibrasyondan sonra, doğruluğu onaylamak için bobini kalibrasyon bloğunun üzerine konumlandırmak için sistem istemini izleyin. Otomatik kalibrasyonu başlatmak için Kalibre Et'e tıklayın. Yalnızca uzamsal hatası 3mm'nin altında olan kalibrasyonları kabul edin 21. Aksi takdirde, yeniden kalibrasyon gerçekleştirin. Bobinin konumunun, yönünün ve eğim açısının tüm TMS oturumu22 boyunca güvenilir bir şekilde izlenebildiğinden emin olun.

3. Motor etkin nokta tanımlaması

  1. Katılımcı konumlandırma: Baş ve vücut hareketini en aza indirmek için katılımcıdan sırt ve kol destekli rahat bir sandalyeye oturmasını isteyin. İşlem sırasında her iki elinizi de tamamen rahat ve hareketsiz tutun. Hedeflenmemiş elin ölçümleri karıştırabilecek hareketlerinden kaçının.
  2. Baş izleme kurulumu: Seans sırasında baş pozisyonunun gerçek zamanlı takibini sağlamak için kızılötesi yansıtıcı işaretleyicileri alnına takın. İşaretleyicileri yapışkan yamalarla sabitleyin ve yeşil işaretlerle gösterilen nöronavigasyon sistemi tarafından tanındıklarından emin olun (tanınmayan işaretler kırmızı görünür).
  3. Yer işareti kaydı: Kafa derisindeki üç anatomik yer işaretini sırayla işaretlemek için izlenen bir işaretçi kullanın: nasion, sol supratrajik çentik ve sağ supratrajik çentik. Nöronavigasyon sisteminin, 3D kafa modeli23 ile gerçek kafa pozisyonunu uzamsal olarak kaydetmesini saglayin.
  4. Kafa şekli örneklemesi: Kayıt doğruluğunu artırmak için kafa derisinde yaklaşık 200 ila 300 ek nokta toplamak için işaretçiyi kullanın24. MRI görüntüleri ile gerçek koordinat sistemi25 arasındaki hizalamayı optimize etmek için yazılımın bu noktalara dayalı olarak kişiselleştirilmiş bir kafa şekli modelini otomatik olarak sığdırmasına izin verin.
  5. EMG kaydı: Kayıt elektrodunu hedef abdüktör pollicis brevis (APB) kasının göbeğinin üzerine ve referans elektrodu başparmağın interfalangeal ekleminin yakınına, yaklaşık 2 cm aralıklarlayerleştirin 26. Elektrot empedansları 100 kΩ'un altında tutulurken, minimum <0.2 μV çözünürlük ve 1-25 kHz frekans yanıt aralığı ile MEP'leri 5 kHz örnekleme hızında kaydedin. 27'ye devam etmeden önce temel EMG sinyalinin minimum gürültü, sabit bir dalga biçimi gösterdiğinden ve belirgin bir sapma veya elektriksel parazit göstermediğinden emin olun.
  6. Motor sıcak noktasını belirleyin
    1. Maksimum MEP genliğini ortaya çıkarmak için hedef kasın kontralateralinde, maksimum MEP genliğini ortaya çıkarmak için hedef kasın kontralateralinde tek darbeli TMS (sekiz rakamı bobini, 70 mm) yaklaşık 5 cm yanal ve 0-1 cm önde,28 mm uygulayarak M1 koordinatlarını belirleyin ve motor sıcak noktasının hassas lokalizasyonunu kolaylaştırın. MEP ölçümlerini engelleyebilecek istemli kas kasılmasını önlemek için elinizi tamamen rahat tutun.
    2. Elektromanyetik akımı merkezi sulkusa 29 dik olarak iletmek için bobinin sapını orta hattın45° arkasına yönlendirin. Bobini, işaretli M1 bölgesi etrafında, ön, arka, medial ve lateral30 dahil olmak üzere her yönde, 5 s aralıklarla31 cm'lik adımlarla sistematik olarak hareket ettirin. Motor etkin noktasını, rahat APB32'de en büyük MEP genliğini üreten site olarak tanımlayın.
  7. Motor sıcak nokta işaretlemesi: İşlevsel olarak tanımlanmış motor sıcak nokta tanımlandıktan sonra, bunu hemen nöronavigasyon sistemi içinde işaretleyin. İşaretlemenin ardından sistemin, bobin ile hedef nokta arasındaki mesafe, eğim sapması ve dönüş sapması dahil olmak üzere önemli uzamsal parametreleri otomatik olarak kaydetmesine izin verin. Stimülasyon prosedürü33 boyunca hassas ve tekrarlanabilir bobin yerleşimi sağlamak için bu ölçümleri kullanın.

4. RMT belirleme

  1. Adım 3.5'te açıklanan aynı EMG kurulumunu ve parametrelerini uygulayarak MEP'i elde etmek için yüzey EMG verilerini kullanarak tepeden tepeye genliği ölçün. RMT'yi, ardışık on tek darbeli TMS denemesinden en az beşinde tepeden tepeye genlikleri 50 μV'den büyük olan bir MEP'yi ortaya çıkaran minimum uyaran yoğunluğu olarak tanımlayın28.

5. LTP benzeri plastisitenin değerlendirilmesi

  1. Temel değerlendirmeler: Motor sıcak noktasında 20 saniye aralıklarla 5 ardışık TMS ile uyarılmış MEP'yi kaydedin. MEP'lerin uyaran yoğunluğunu, yaklaşık 1 mV34'lük MEP'leri çağrıştıran %120 RMT'ye ayarlayın.
  2. LTP benzeri plastisitenin indüksiyonu: Bir TMS cihazı (sekiz rakamlı bobin, 70 mm) kullanarak stimülasyon sağlayın. LTP benzeri plastisiteyi indüklemek için iTBS'yi motor sıcak noktası üzerine %80 RMT yoğunluğunda uygulayın. 5 Hz'de tekrarlanan 50 Hz'de üç uyaran patlamasından oluşan iTBS protokolünü kullanın. Bu nabız uyaranının 2 sn'lik bir trenini ve ardından toplam 200 sn (600 darbe)10 için 8 sn dinlenmeyi tekrarlayın.
  3. Plastisite değerlendirmesi: Plastisiteyi değerlendirmek için aynı stimülasyon yoğunluğunu (%120 RMT) kullanarak iTBS müdahalesinden 5 dakika, 10 dakika, 15 dakika ve 30 dakika sonra 20 MEP'yi kaydedin35.
  4. LTP benzeri plastisite ölçümü: Kortikal uyarılabilirliği nicel olarak yansıtmak için her zaman noktasında (başlangıç, 5 dakika, 10 dakika, 15 dakika ve iTBS sonrası 30 dakika) kaydedilen 20 MEP'nin ortalama tepeden tepeye genliğini hesaplayın36. Stimülasyon sonrası MEP genlikleri, seanslar ve bireyler arasında uyarılabilirlik ölçümlerini standartlaştırmak için taban çizgisine göre normalleştirilmiş bir oran olarak ifade edilir. Sonuç, tedavi etkisini37 temsil eden, iTBS sonrası son zaman noktasında ham MEP genliği ve normalleştirilmiş MEP genliğidir.
  5. Her zaman noktasında normalleştirilmiş MEP genliğini şu şekilde hesaplayın:
    Denklem 1
    Büyük ortalama normalleştirilmiş MEP değeri >1.1 olan bireyleri, her iTBS koşulunu takiben <0.9 inhibe edilmiş olarak ve 0.9 ile 1.1 arasında değişmeyen olarak sınıflandırın38.

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

Sonuçlar

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

Gösteri sırasında, TMS bobininin motor sıcak noktası üzerinde doğru konumlandırılmasına rehberlik etmek, gerçek zamanlı uzamsal geri bildirim sağlamak ve bobin yerleştirme değişkenliğini en aza indirmek için bir nöronavigasyon sistemi kullanıldı. Bir TMS cihazı (sekiz rakamlı bobin, 70 mm) seans boyunca stimülasyon sağladı. Prosedürü göstermek için, bir katılımcının temsili sonuçları aşağıda sunulmuştur. Kaydedilen MEP genlikleri, tek darbeli denemelerde kararlı ve tutarlı yanıtlar sergiledi ve bu, nöronavigasyon tarafın...

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

Tartışma

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

Sinaptik plastisiteyi araştırmak için TMS'nin uygulanması, nörofizyolojik araştırmaları ilerletmek için büyük bir potansiyele sahiptir. Spesifik olarak, tek darbeli TMS, LTP benzeri plastisiteyi değerlendirmek için kullanılabilirken, rTMS, onu indüklemek için pratik, invaziv olmayan bir yöntem sunar. Bununla birlikte, bu bulguların doğruluğu ve tekrarlanabilirliği büyük ölçüde prosedürel parametrelerin standardizasyonuna bağlıdır. Buna göre, bu protokol, bir nöronavigasyon sistemi tarafı...

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

Açıklamalar

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

Yazarların bu çalışma uyarınca herhangi bir rakip mali çıkarı veya başka çıkar çatışması yoktur.

Teşekkürler

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

Bu çalışma, Jiangsu Eyaletinin Temel Araştırma ve Geliştirme Programının Rekabetçi Projesi olan Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No.82372582, 82503067) tarafından desteklenmiştir (No.BE2023034).

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

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
70 mm TMS bobiniYiruide Co., Wuhan, Çin
Elektromiografi yüzey elektrotlarıCathay, Şanghay, ÇinCM25R
Elektromiografi sistemiYiruide Co., Wuhan, Çin
Nöronavigasyon göstergesiANT Neuro, Almanya
Nöronavigasyon yansıtıcı belirteçleriANT Neuro, Almanya
Nöronavigasyon sistemiANT Neuro, AlmanyaVisor2, version 2.5.3.50294
TMS stimulatörüYiruide Co., Wuhan, ÇinNS5000

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Motta, C., et al. Transcranial magnetic stimulation predicts cognitive decline in patients with Alzheimer's disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 89 (12), 1237-1242 (2018).
  2. Di Lorenzo, F., et al. Effects of Cerebellar Theta Burst Stimulation on Contralateral Motor Cortex Excitability in Patients with Alzheimer's Disease. Brain Topogr. 33 (5), 613-617 (2020).
  3. Trebbastoni, A., et al. Altered Cortical Synaptic Plasticity in Response to 5-Hz Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation as a New Electrophysiological Finding in Amnestic Mild Cognitive Impairment Converting to Alzheimer's Disease: Results from a 4-year Prospective Cohort Study. Front Aging Neurosci. 7, 253(2015).
  4. Sharbafshaaer, M., Cirillo, G., Esposito, F., Tedeschi, G., Trojsi, F. Harnessing Brain Plasticity: The Therapeutic Power of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) and Theta Burst Stimulation (TBS) in Neurotransmitter Modulation, Receptor Dynamics, and Neuroimaging for Neurological Innovations. Biomedicines. 12 (11), 2506(2024).
  5. Lüscher, C., Malenka, R. C. NMDA receptor-dependent long-term potentiation and long-term depression (LTP/LTD). Cold Spring Harb Perspect Biol. 4 (6), a005710(2012).
  6. Lisman, J., Yasuda, R., Raghavachari, S. Mechanisms of CaMKII action in long-term potentiation. Nat Rev Neurosci. 13 (3), 169-182 (2012).
  7. Nowacka, A., Getz, A. M., Bessa-Neto, D., Choquet, D. Activity-dependent diffusion trapping of AMPA receptors as a key step for expression of early LTP. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 379 (1906), 20230220(2024).
  8. Blumberger, D. M., et al. Effectiveness of theta burst versus high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with depression (THREE-D): a randomised non-inferiority trial. Lancet. 391 (10131), 1683-1692 (2018).
  9. Gan, T., Nikolin, S., Loo, C. K., Martin, D. M. Effects of High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation and Theta Burst Stimulation for Modulating the Posterior Parietal Cortex. J Int Neuropsycho Soc. 25 (9), 972-984 (2019).
  10. Huang, Y. Z., Edwards, M. J., Rounis, E., Bhatia, K. P., Rothwell, J. C. Theta burst stimulation of the human motor cortex. Neuron. 45 (2), 201-206 (2005).
  11. Tomeh, A., et al. Height-dependent variation in corticospinal excitability modulation after active but not sham intermittent theta burst stimulation. IBRO Neurosci Rep. 18, 498-511 (2025).
  12. Wischnewski, M., Schutter, D. J. Efficacy and Time Course of Theta Burst Stimulation in Healthy Humans. Brain Stimul. 8 (4), 685-692 (2015).
  13. Yu-Lei, X., et al. Theta burst stimulation versus high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation for poststroke dysphagia: A randomized, double-blind, controlled trial. Medicine (Baltimore). 101 (2), e28576(2022).
  14. Magee, J. C., Grienberger, C. Synaptic Plasticity Forms and Functions. Annu Rev Neurosci. 43, 95-117 (2020).
  15. Chen, X., et al. CaMKII autophosphorylation is the only enzymatic event required for synaptic memory. Proc Natl Acad Sci U S A. 121 (26), e2402783121(2024).
  16. Zhang, H., et al. Role of Aβ in Alzheimer's-related synaptic dysfunction. Front Cell Dev Biol. 10, 964075(2022).
  17. Lepeta, K., et al. Synaptopathies: synaptic dysfunction in neurological disorders - A review from students to students. J Neurochem. 138 (6), 785-805 (2016).
  18. Lu, J., et al. Effect of intermittent theta burst stimulation on upper limb function in stroke patients: a systematic review and meta-analysis. Front Neurol. 15, 1450435(2024).
  19. Jannati, A., Oberman, L. M., Rotenberg, A., Pascual-Leone, A. Assessing the mechanisms of brain plasticity by transcranial magnetic stimulation. Neuropsychopharmacology. 48 (1), 191-208 (2023).
  20. Nieminen, A. E., et al. Accuracy and precision of navigated transcranial magnetic stimulation. J Neural Eng. 19 (6), (2022).
  21. Herwig, U., et al. The navigation of transcranial magnetic stimulation. Psychiatry Res. 108 (2), 123-131 (2001).
  22. Kim, W. J., Hahn, S. J., Kim, W. S., Paik, N. J. Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia. J Vis Exp. (111), e53345(2016).
  23. Syrov, N., et al. Single-Subject TMS Pulse Visualization on MRI-Based Brain Model: A precise method for mapping TMS pulses on cortical surface. MethodsX. 10, 102213(2023).
  24. Whalen, C., Maclin, E. L., Fabiani, M., Gratton, G. Validation of a method for coregistering scalp recording locations with 3D structural MR images. Hum Brain Mapp. 29 (11), 1288-1301 (2008).
  25. Schlesinger, O., et al. Scalp surface estimation and head registration using sparse sampling and 3D statistical models. Comput Biol Med. 178, 108689(2024).
  26. Sasaki, R., et al. Presence and Absence of Muscle Contraction Elicited by Peripheral Nerve Electrical Stimulation Differentially Modulate Primary Motor Cortex Excitability. Front Human Neurosci. 11, 146(2017).
  27. Nazarova, M., et al. Mapping of multiple muscles with transcranial magnetic stimulation: absolute and relative test-retest reliability. Hum Brain Mapp. 42 (8), 2508-2528 (2021).
  28. 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. Clin Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  29. Brasil-Neto, J. P., et al. Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J Clin Neurophysiol. 9 (1), 132-136 (1992).
  30. Kim, Y. K., Shin, S. H. Comparison of effects of transcranial magnetic stimulation on primary motor cortex and supplementary motor area in motor skill learning (randomized, cross over study). Front Human Neurosci. 8, 937(2014).
  31. 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. Clin Neurophysiol. 127 (1), 621-628 (2016).
  32. Kim, H., et al. Optimal stimulation site for rTMS to improve motor function: Anatomical hand knob vs. hand motor hotspot. Neurosci Lett. 740, 135424(2021).
  33. Reijonen, J., Säisänen, L., Könönen, M., Mohammadi, A., Julkunen, P. The effect of coil placement and orientation on the assessment of focal excitability in motor mapping with navigated transcranial magnetic stimulation. J Neurosci Methods. 331, 108521(2020).
  34. Young-Bernier, M., Tanguay, A. N., Davidson, P. S., Tremblay, F. Short-latency afferent inhibition is a poor predictor of individual susceptibility to rTMS-induced plasticity in the motor cortex of young and older adults. Front Aging Neurosci. 6, 182(2014).
  35. Diao, X., et al. Cortical Inhibition State-Dependent iTBS Induced Neural Plasticity. Front Neurosci. 16, 788538(2022).
  36. Chang, W. H., et al. Optimal number of pulses as outcome measures of neuronavigated transcranial magnetic stimulation. Clin Neurophysiol. 127 (8), 2892-2897 (2016).
  37. Dai, W., et al. Timing Matters: Preconditioning Effects of Cathodal Transcranial Direct Current Stimulation on Intermittent Theta-Burst Stimulation-Induced Neuroplasticity in the Primary Motor Cortex. Neuromodulation. 28 (3), 520-531 (2025).
  38. Tse, N. Y., et al. The effect of stimulation interval on plasticity following repeated blocks of intermittent theta burst stimulation. Sci Rep. 8 (1), 8526(2018).
  39. Patton, M. H., et al. Synaptic plasticity in human thalamocortical assembloids. Cell Rep. 43 (8), 114503(2024).
  40. Di Lorenzo, F., et al. LTP-like cortical plasticity is associated with verbal memory impairment in Alzheimer's disease patients. Brain Stimul. 12 (1), 148-151 (2019).
  41. Pereyra, G., et al. SFRP1 upregulation causes hippocampal synaptic dysfunction and memory impairment. Cell Rep. 44 (4), 115535(2025).
  42. Di Lazzaro, V., et al. Motor cortex plasticity predicts recovery in acute stroke. Cereb Cortex. 20 (7), 1523-1528 (2010).
  43. Grippe, T., et al. Plasticity-Induced Effects of Theta Burst Transcranial Ultrasound Stimulation in Parkinson's Disease. Mov Disord. 39 (8), 1364-1374 (2024).
  44. Murakami, T., et al. Abnormal motor cortical plasticity as a useful neurophysiological biomarker for Alzheimer's disease pathology. Clin Neurophysiol. 158, 170-179 (2024).
  45. Larson, J., Munkácsy, E. Theta-burst LTP. Brain Res. 1621, 38-50 (2015).
  46. Suppa, A., et al. Lack of LTP-like plasticity in primary motor cortex in Parkinson's disease. Exp Neurol. 227 (2), 296-301 (2011).
  47. Vergallito, A., Feroldi, S., Pisoni, A., Romero Lauro, L. J. Inter-Individual Variability in tDCS Effects: A Narrative Review on the Contribution of Stable, Variable, and Contextual Factors. Brain Sci. 12 (5), 522(2022).
  48. Minkova, L., et al. Determinants of Inter-Individual Variability in Corticomotor Excitability Induced by Paired Associative Stimulation. Front Neurosci. 13, 841(2019).
  49. Caulfield, K. A., et al. Neuronavigation maximizes accuracy and precision in TMS positioning: Evidence from 11,230 distance, angle, and electric field modeling measurements. Brain Stimul. 15 (5), 1192-1205 (2022).
  50. Dannhauer, M., et al. Electric Field Modeling in Personalizing Transcranial Magnetic Stimulation Interventions. Biol Psychiatry. 95 (6), 494-501 (2024).
  51. 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. Clin Neurophysiol. 132 (1), 269-306 (2021).

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

Sinaptik PlastisiteTeta Burst Stim lasyonuN rnavigasyon SistemiMotor Evoke PotansiyellerMotor Korteks HaritalamaElektromiyografi KurulumuDinlenim Motor E i i

İlgili makaleler