Eşzamanlı Transkranial Alternatif Akım Uyarma ve Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme

Transkraniyal alternatif akım stimülasyonu (tACS) etkileri tam olarak anlaşılamasa da, beyin salınımlarının invaziv olmayan incelenmesi için umut verici bir araçtır. Bu makale, tACS'yi, fonksiyonel manyetik rezonans görüntülemeyle eşzamanlı olarak uygulamanın güvenli ve güvenilir bir kurulumunu tanımlamakta ve bu da, salınımlı beyin fonksiyonlarını ve tACS'nin etkilerini anlamayı artırabilmektedir.

Bu deneysel protokolün genel amacı, transkraniyal elektriksel stimülasyon sırasında indüklenen kan oksijen seviyesine bağlı aktivitedeki değişiklikleri ölçmektir. Transkraniyal alternatif akım stimülasyonunu fonksiyonel manyetik rezonans ile birleştirmek, bilişsel sinirbilimdeki temel soruları yanıtlama potansiyeline sahiptir. Bu teknikleri birleştirmenin temel avantajı, nöro salınımları frekansa özgü bir şekilde manipüle ederken beyin fonksiyonlarını ölçme olasılığıdır.

Bu tekniğin etkileri, anormal senkronizasyon ile ilişkili nörolojik bozuklukların tanı ve tedavisine kadar uzanır. Bu teknik, insanın görsel bilişi hakkında fikir verebilse de, motor, davranış ve hafıza gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Genel olarak, bu yönteme yeni olan kişiler, gürültüsüz olmasını sağlamak ve senkronize deneyleri tetiklemek için gereken kurulumun karmaşıklığıyla mücadele edebilir.

TCS ile ilgilenmeye başladık çünkü onu bilinçli algılara yapılan tüm salınımların nedenini incelemenin bir yolu olarak gördük. MRI teknisyenimiz Ilona Pfahlert, Paule Wunsch ise denek gönüllümüz olarak görev yapıyor. MR taramasının yanı sıra transkraniyal alternatif akım stimülasyonuna herhangi bir kontrendikasyon için tüm denekleri önceden tarayın.

Denek geldiğinde, deneyin ayrıntılarını açıklayın ve bilgilendirilmiş onay alın. Deneğin kafasındaki nasiondan iniona olan mesafeyi belirlemek için bir mezura kullanarak başlayın. Ve sonra kulaktan kulağa, başın üstünden.

Bu uzunlukların kesişimini 10-20 EEG sistemine göre C-Z pozisyonu olarak işaretleyiniz. Şimdi, elektrotsuz EEG başlığını, C-Z işaretli konuma hizalanmış şekilde deneğin kafasına yerleştirin. Ardından, deneysel tutarlılığı sağlamak için tüm denekler için aynı yerleşimi kullanarak elektrotlar için istenen yerleri belirleyin ve işaretleyin.

Daha sonra, alkol ve pamuklu pedler kullanarak, yağları ve saç ürünlerini çıkarmak için kafa derisindeki işaretli noktaların üzerindeki ve çevresindeki saçı ve cildi temizleyin. Daha sonra, kauçuk elektrotların üzerine jel sürün ve her bir elektrotu bu konumlara sıkıca bastırın, elektrottan iletken jele ve minimum empedans ile kafa derisine tam temas sağlayın. Filtre kutularını stimülatöre ve kauçuk elektrotlara bağlamak için korumalı bir LAN kablosu ve MR güvenli kablolar kullanın.

Ardından, stimülatörü açın ve empedansı test edin. 20 kilo ohm'un altında değilse, elektrotları kafa derisine bastırın. Veya gerektiği gibi elektrot jeli ekleyin.

Elektrot jeli kapsamını elektrotlarla yaklaşık olarak aynı yüzey alanıyla sınırlamaya dikkat edin ve alandaki fazla jeli çıkarın. Ardından, konuyu duyusal deneyime alıştırmak için stimülatörün birkaç saniye akım vermesine izin verin. Bu test sırasında, herhangi bir karıncalanma hissini hissedip hissedemeyecekleri ve bunlara dayanıp dayanamayacakları ve stimülasyon sırasında herhangi bir fosfinin kapsamı ve yeri de dahil olmak üzere duyusal algı hakkında sorular sorun.

Bu noktada, kabloyu özne üzerindeki kauçuk elektrotlara takılı bırakın, ancak nesnenin tarayıcıya hareket edebilmesi için uyarıcıyı, yedek LAN kablosunu ve dış ve iç filtre kutularını çıkarın. Şimdi, dış filtre kutusunu dalga kılavuzundan geçen LAN kablosuna bağlayın ve dalga kılavuzunun dışında mümkün olduğunca az kablo bırakın. Ardından, stimülatör kablosunu bağlayın.

Ayrıca stimülatörün sunum bilgisayarı tetik çıkışına bağlı olduğunu iki kez kontrol edin. Deneğin manyetik materyallerden arınmış olduğundan ve MRI deneyine hazır olduğundan emin olduktan sonra, onları tarayıcı odasına götürün. İşitme koruması için kulak tıkaçları sağlayın ve ardından deneğin tarayıcı yatağına yatırılmasını sağlayın.

Elektrot kablosunu, deneğin deney süresince rahat yatabileceği bir konuma düz bir şekilde yerleştirin ve ardından başının etrafına ve altına yastıklar yerleştirin. Ayrıca, rahatlık sağlamak ve hareketi azaltmak için deneğin bacaklarının altına bir yastık yerleştirin. Bir düğmeye basmak için minimum hareket gerektirecek şekilde konumlandırılmış bir MRI güvenli yanıt düğmesi kutusunun yanı sıra alarm topu sağlayın ve alarm verin.

Şimdi, kafa bobinini, öznenin projeksiyon ekranını doğru yönde göreceği şekilde takılı bir ayna ile sabitleyin. Ardından, elektrot kablosunun serbest ucunu, kauçuk elektrotlardan gelen kafa bobinine, yatak hareket ederken yakalanmayacak şekilde geçici olarak sabitleyin. Tarayıcı yatağını yerine getirin.

Ardından, tarayıcı deliğinin arka ucundan, kauçuk elektrotlardan gelen elektrot kablosunu LAN kablosuna bağlanan iç filtre kutusuna bağlayın. Taramalar sırasında aşırı hareketi önlemek için, kabloları ve filtre kutusunu tarayıcı yatağı korkuluğu boyunca deliğin sağına bant ve kum torbalarıyla sabitleyin. Ardından, projektör ekranını tarayıcı deliğinin arka ucuna yerleştirin.

Son olarak, deneye başlamadan önce tüm kablo bağlantılarının düzgün şekilde yapıldığından emin olmak için stimülatör üzerindeki empedansı tekrar test edin. Konu yanıt düğmelerine bastığında sunum bilgisayarının kayıt yapıp yapmadığını test ederek başlayın. Ardından, bir milimetre izotropik çözünürlüğe sahip yüksek çözünürlüklü T1 ağırlıklı bir anatomik görüntü elde edin.

Bir kez alındıktan sonra, stimülatör kurulumundan kaynaklanabilecek gürültüyü görsel olarak algılamak için bu görüntüdeki kontrast ve pencereleme seviyelerini düşük ve yüksek uç noktalara ayarlayın. İşlevsel görüntüleme edinimi sırasında bu izlemeye devam edin. Şimdi, tarayıcı tetiği ile başlayacak şekilde sunum bilgisayarında deneyi başlatın ve bu bilgisayarın çıkış tetikleyicisini beklemek için stimülatörü başlatın.

Bu noktada, FMRI satın alımını başlatın. Stimülatörün açık ve kapalı koşulları arasındaki zamansal sinyal-gürültü oranındaki farklılıkları önlemek için FMRI deneyi boyunca stimülatörü açık ve bağlı bırakın. Ayrıca, deney çalışmaları boyunca akımın istenen zamanlarda gönderildiğinden emin olmak için stimülatör ekranını izleyin.

Tarama tamamlandıktan sonra, iç filtre kutusunu kauçuk elektrotlara bağlı kablodan çıkarın. Denek tarayıcıdan çıktıktan sonra, elektrotları çıkarın ve deneği saçlarını yıkamak için serbest bırakın. Bu şekil, merkezi çapraz fiksasyon sırasında 16 hertz CZOZTACS'ın akım gücünün kalın sinyal üzerindeki etkilerinin test edilmesinin sonuçlarını göstermektedir.

İstatistiksel olarak anlamlı kümeler için sinyalin olayla ilgili ortalamaları, artan akım gücü ile sinyal üzerinde artan etki ile gösterilir. Burada, etkilerin bölgesel özgüllüğünü gösteren mevcut güce özgü T skoru haritalarının yanı sıra, artan akım gücü ile cesur aktivite üzerindeki artan etkileri görüyoruz. Bu şekil, bir görsel algı görevi sırasında TACS efektlerinin frekans bağımlılığını test eden temsili sonuçları göstermektedir.

Bu şema, görsel sunum ve merkezi çapraz fiksasyon blokları arasındaki TACS periyotları ile deney zamanlamasını göstermektedir. TACS durum ve frekans etkisi etkileşim haritaları ve küme post-hoc testleri, 10 hertz TACS azalan ve 60 hertz artan sinyal ile parietal kortekste frekansa özgü etkileri gösterir. Bu T skoru haritaları, bazı oksipital ve frontal bölgeleri içerecek şekilde parietal korteksin ötesine uzanan 60 hertz TACS'nin spesifik etkilerini göstermektedir.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu deney, deney tasarımının uzunluğuna bağlı olarak iki saat gibi kısa bir sürede yapılabilir. Bu prosedürü denerken, stimülatörün MRG alım süresi ile uygun şekilde senkronize edildiğinden emin olmak özellikle önemlidir. Bu videoyu izledikten sonra, kombine TACS FMRI deneylerinin nasıl gerçekleştirileceğini iyi anlamış olmalısınız.