Birincil Motor Cortex Metabolizması Üzerindeki Bi-hemisferik Transkraniyal Elektrik Stimülasyon Etkileri Ölçüm Aracı Olarak Manyetik Rezonans Spektroskopisi Kullanımı

Bu makale, bilateral stimülasyonun primer motor korteks metabolizması üzerindeki etkilerini araştırmak için transkraniyal doğru akım stimülasyonunu (^tDCS) proton manyetik rezonans spektroskopisi (1 H-MRS) ölçümleriyle birleştirmek için temel bir protokolü tanımlamayı amaçlamaktadır.

Bu prosedürün genel amacı, bilateral stimülasyonun primer motor korteks metabolizması üzerindeki etkilerini araştırmak için transkraniyal doğru akım stimülasyonunu proton MRS ölçümleri ile birleştirmektir. Bu, önce uyarıcı elektrotların hedef alan üzerine dikkatlice yerleştirilmesi ve katılımcı tarayıcının dışındayken katılımcının kafa derisine sabitlenmesiyle gerçekleştirilir. Katılımcı beynin anatomik taraması kullanılarak MRS vokselinin konumu belirlendikten sonra, bir MRS mega pres dizisi ile 64 metabolit taramasından oluşan dört blok çalıştırılır.

Daha sonra, katılımcılar hala MRI tarayıcısındayken, birincil motor korteksin iki taraflı stimülasyonu, bir miliamperlik bir yoğunlukta 20 dakika boyunca gerçekleştirilir. Burada son adım, pre transkraniyal doğru akım stimülasyonu veya pre TDCS taraması ile aynı metabolit taramalarını çalıştırmaktır. Sonuç olarak, transkraniyal doğru akım stimülasyonunu manyetik rezonans spektroskopisi ile birleştirmek, primer motor korteksin bilateral stimülasyonu ile ilişkili GABA ve GLX konsantrasyonlarındaki modülasyonları göstermek için kullanılır.

Bu yöntem, hangi nörotransmiterlerin spesifik stimülasyon protokollerinden etkilendiği gibi nöromodülasyon alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Stimülasyonun etkileri ne kadar odaklıdır? İki taraflı stimülasyon, tek taraflı stimülasyondan daha büyük etkilere neden olur mu?

Ve TDCS'nin etkileri ne kadar sürer? Bu tekniğin etkileri de kliniktir, çünkü TDCS'nin depresyon semptomlarını hafifletebileceği gösterilmiştir. TDCS'nin nasıl çalıştığının daha iyi anlaşılması, stimülasyon parametrelerinin daha iyi tanımlanmasına yardımcı olabilir ve ayrıca bireyselleştirilmiş tedaviye yol açabilir.

Ayrıca, hangi hastaların tekniğe yanıt vereceğini ve hangilerinin vermeyeceğini daha iyi tahmin etmenin bir yolu olarak da hizmet edebilir. Bu protokole, metin protokolünde açıklandığı gibi hazırlık adımlarıyla başlayın, elektrot kablosunun ve direncin düzgün çalıştığını doğrulamak için bir multimetre kullanın. Elektrotların konumlarını belirledikten sonra, uyarılacak hedeflenen alanlardan mümkün olduğunca fazla saçı uzaklaştırın.

Hedeflenen alanları temizlemek için pamuklu çubukla EEG tipi bir peeling jeli uygulayın. Elektrot temasını artırmak için hedeflenen alanları %70 izopropil alkol ve pomza hazırlama pedi ile daha fazla temizleyin. Daha sonra tüm elektrodu cömertçe EEG tipi iletken bir macunla kaplayın.

Macunun tüm yüzey boyunca yaklaşık beş milimetre kalınlığında olduğundan emin olun. Tüm kauçuk alanın macunla kaplandığından emin olun. Hedef bölgeleri ve elektrotlar üzerindeki iletken macunu tuzlu su çözeltisi ile hafifçe ıslatın.

Elektrotları burada gösterildiği gibi konumlandırın ve elektrotları hedeflenen alanlara sıkıca bastırın. Elektrotların optimum stabilitesini sağlamak için katılımcının başının etrafına bir lastik bant yerleştirin. Katılımcının tarama oturumu sırasında herhangi bir ağrı veya rahatsızlık hissetmeyeceği şekilde ayarlayın.

Ardından transkraniyal doğru akım stimülasyon cihazını açın ve test stimülasyon ayarlarını metin protokolünde açıklandığı gibi yükleyin. Stimülasyonu başlatmak için birinci düğmeye basın. Ekran empedans seviyesini gösterecek ve 20 kilo ohm'un üzerine çıkarsa otomatik olarak duracaktır.

Empedans seviyesi 20 kilo ohm'un üzerindeyse, elektrot kablolarını iç kutudan çıkarın ve elektrotların yerleşimini doğrulayın. İyi bir empedans seviyesine ulaşıldığında test stimülasyonunu yeniden yapın ve test stimülasyonu bittiğinde elektrotları iç kutudan çıkarın. TDCS cihazını ve dış kutuyu tarayıcı kontrol odasına yerleştirin.

Dış kutu kablolarını TDCS cihazına takın ve ardından uzun kutu kablosunu dış kutuya takın. TDCS kutu kablosunu tarayıcı kontrol odasından manyetik rezonans görüntüleme veya MRI odasına geçirin. MRI odasının duvarı boyunca herhangi bir bükülme veya döngüden kaçınarak bu kabloyu mümkün olduğunca düz bir şekilde çalıştırdığınızdan emin olun.

MRI tarayıcısının arkasına doğru. Stabilitesini sağlamak için kablonun üzerine birden fazla MR uyumlu kum torbası koyun. İç kutuyu MRI odasına getirin ve uzun kutu kablosunu içine takın.

Katılımcıya verilen talimatlarla MRI taraması hazırlığına başlayın ve katılımcının metin protokolünde açıklandığı gibi tarayıcıya yerleştirilmesini sağlayın, bobinin arkasının sağ tarafındaki elektrot kablosunu sabitlemek için tıbbi bant kullanın. Tarayıcının içinde bulunan elektrot kablolarını TDCS iç kutusuna takın. Maksimum stabilite için iç kutuyu tarayıcının sağ tarafına, üzerinde kum torbası olacak şekilde yerleştirin.

Tabloyu son konumuna geri getirin. Tüm MRI seansı boyunca TDCS'yi açık tutun ve elektrotları dış kutuya takılı tutun. T-D-C-S-M-R-S oturumu öncesi, kafanın doğru konumlandırıldığını doğrulamak için gereken görüntüleri elde etmek ve genel hareketi kontrol etmek için oturumun sonunda alınacak ikinci bir yerelleştirici ile karşılaştırmak için bir yerelleştirici dizisi çalıştırın.

Ardından, M1 vokselin konumlandırılması ve olası yapısal anormalliklerin tespiti için anatomik T one ağırlıklı MP öfke görüntüleri elde edin. Ardından, ilgilenilen spektroskopi hacminin görselleştirilmesi için daha uygun olan düzlemlerde görüntülerin çok düzlemli bir rekonstrüksiyonunu gerçekleştirin veya önce 3D kartta VOI, MP öfke ham görüntülerine göz atın. Ardından paralel aralıklar oluşturma penceresinden eksenel ikişer ikişer öğesini seçin.

Paralel çizgilerin konumunu ayarlayın ve paralel aralıklar oluşturma penceresinden eksenel ortogonal görünümü oluşturmak için kaydet'e tıklayın, ikişer ikişer koronal seçin. Paralel çizgilerin konumunu ayarlayın ve koronal ortogonal görünümü oluşturmak için kaydet'e tıklayın. Üç oryantasyon dilimi üzerinde sol M1 anatomik yer işaretlerini bulun.

Ardından, VOI'yi tarayıcı eksenine göre herhangi bir açılandırma olmadan alana yerleştirin. Çizgi genişliği taramasını edinin. Ardından, bu hat genişliği taramasından elde edilen sinyalin gerçek kısmındaki su hattı genişliğini ölçmek için spektroskopi kartını açın.

Satırı tarayıcıdan ham verilerle yükleyin. Ardından çizgi genişliği ölçüm protokolünü yükleyin. Ardından, tarayıcı yazılımı etkileşimli son işleme araçlarını kullanarak fazı ayarlayın.

Faz düzeltme bölümünü seçin ve imleç ile taban çizgisi için fazı ayarlayın. Çizgi genişliğini azaltmak için en hızlı harita dizisini üç kez çalıştırın. Çizgi genişliği taramasını ve çizgi genişliği ölçümünü tekrarlayın.

Son su hattı genişliğine dikkat edin. Ardından, buhar OVS'nin ve FIS'in ayrı ayrı depolanmasının etkinleştirildiği mega pres dizisi ile 64 metabolit taramasından oluşan dört blok başlatın. Buhar bastırma yalnızca RF kapalı olarak ayarlanmışken mega su bastırma olmadan ve sıfır PPM'de delta ölçümü ile yalnızca mega pres dizisini kullanarak bir su referansı elde edin.

Su referans taraması, 64 yerine dört metabolit taramasından oluşan tek bir blok içermelidir. Başlamak için, katılımcıya TDCS stimülasyonunun başlayacağını ve tarayıcının tüm stimülasyon boyunca sessiz kalacağını bildirin. Ardından, duruma göre önceden programlanmış iki parametreden birini seçin ve stimülasyonu başlatın.

20 dakikalık stimülasyon sırasında empedans ve voltajı takip edin. Stimülasyon bittiğinde, katılımcıya T-D-C-S-M-R-S sonrası oturumun başlayacağını bildirin. T-D-C-S-M-R-S oturumu sonrası için TDCS cihazını kapatmayın.

Ön TDCS taraması ile aynı metabolit taramalarını çalıştırın, ancak metabolitleri iki farklı zaman noktasında elde etmek için edinme bloklarını iki katına çıkarın. TDCS sonrası TDCS öncesi oturumda olduğu gibi, aynı parametreleri kullanarak bir su referans taraması edinin. Oturumu bir yerelleştirici dizisiyle bitirin.

Görüntüleme kartına erişin ve tarayıcı menüsüne gidin. Birinci ve ikinci yerelleştirici ham görüntülerini seçin. Her iki görüntüyü karşılaştırmak için görüntüleri görüntüleme kartına yükleyin.

Ardından, görüntüleri, kafa hareketinin bir indeksi olarak tarama oturumunun başında elde edilen yerelleştirici ile görsel olarak karşılaştırın. Son olarak, verileri sunucu aracılığıyla DICOM biçiminde dışa aktarın. Burada gösterilen veri analizi için metin protokolüne bakın, tüm MRS önlemlerinin alındığı birincil motor korteksteki ilgilenilen hacmin konumudur.

Bir 3D, varsayılan birincil motor korteks temsilcisi üzerinde kafa derisine yerleştirilmiş TDCS elektrotlarının net bir temsilini gösterir ve M1'de elde edilen farklı spektrumlar, GLX, GABA artı makromoleküllere karşılık gelen zirveler ve ayrıca NAA'nın net bir şekilde görülebileceği gösterilir. Tek bir katılımcıdaki üç farklı koşul için MRS edinimi, TDCS öncesi ve TDCS sonrası arasındaki değişim yüzdesi gösterilir. TDCS sonrası oturumdan elde edilen sonuçlar iki zaman noktasına ayrılır.

Değişimin zaman içindeki evrimini göstermek için, sahte stimülasyon ve iki taraflı stimülasyonda GLX'teki değişim yüzdesi için kayda değer bir modülasyon yoktur. Bir. Bilateral stimülasyonda stimülasyonu takip eden ikinci zaman noktasında GLX konsantrasyonunda hafif bir azalma gözlenir. İki. GABA konsantrasyonu, sahte stimülasyonda veya bilateral stimülasyonda kayda değer bir modülasyon göstermez. İki.

Buna karşılık, iki taraflı stimülasyondan sonraki ikinci zaman noktasında GABA konsantrasyonunda kayda değer bir artış görülür. Bu teknik, uygun şekilde yapılırsa iki saat içinde yapılabilir. Bu videoyu izledikten sonra, TTC S'nin GABA ve glutamat gibi belirli beyin metabolitleri üzerindeki etkilerini nasıl ölçeceğinizi iyi anlamış olmalısınız.