结合经颅磁刺激和功能磁共振成像检查默认模式网络

Neuroscience

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Summary

在这篇文章中,我们研究的方法和注意事项有关的TMS和功能磁共振成像相结合,研究脑刺激的影响,默认的网络。

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Halko, M. A., Eldaief, M. C., Horvath, J. C., Pascual-Leone, A. Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network. J. Vis. Exp. (46), e2271, doi:10.3791/2271 (2010).

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Abstract

默认模式网络是一个组的大脑区域是活跃的,当一个人是不是集中在外面的世界,大脑在“ 清醒休息。”1,2,3它被认为是默认模式网络对应的自我指涉或“内部心理状态。”2,3

据推测,在人类中,在默认模式下的网络活动是与某些病症(例如相关,超激活已与精神分裂症4,5,67,而网络的低激活了自闭症谱系障碍被认为与阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病8)。因此,这个网络的非侵入性的调制可能代表了一种潜在的治疗干预与网络激活异常的神经和精神病的病状。一个可能的工具,对这种调制是经颅磁刺激:一种非侵入性neurostimulatory和neuromodulatory技术,可以短暂或持久的应用本地化的磁场脉冲通过调节大脑皮层兴奋性(增加或减少 ) 9。

为了探索默认模式网络的倾向,对和宽容的调制,我们将结合TMS(左下顶叶)功能磁共振成像(fMRI)。通过这篇文章,我们会研究的协议,并考虑必要的成功结合这两种神经科学的工具。

Protocol

1。制备

  1. 首先,获得一个基线解剖扫描你的主题。这项工作应在数天前的实际实验。
  2. 接下来,加载到您的无框架立体定向软件包的扫描。
  3. 最后,定位和目标刺激坐标。在这种情况下,我们将针对左顶下小叶。

2。初始扫描

  1. 在实验的日子,你的主题将再次开始在MRI机器。
  2. 首先解剖扫描。
  3. 接下来,进行三种功能的实验运行。在这个实验中,任务很简单:一个固定点是在主体场中央的视野,和他/她是简单地被动地盯着它。

3。 TMS的制备

  1. 因为RTMS的影响是暂时的,时间是相结合时,TMS和功能磁共振成像的精髓。当务之急是,你尽快停止刺激后进入扫描仪主题回。正因为如此,你要使用一台便携式的TMS的设备驻扎在一个房间相邻或接近尽可能扫描托架。在这种情况下,我们使用一台便携式扫描仪观察套件隔壁。
  2. 负载主体的前有针对性的基线MRI立体软件包。
  3. 最后,与立体定向设备的连接和校准你的刺激线圈 - 在这种情况下,我们对齐红外传感器线圈的中心注册。

4。确定TMS的参数

  1. 主体到达时,坐在他/她的舒适椅子。
  2. 下一步,校正拍摄对象的头部与sterotaxy设备。在这种情况下,我们将使用红外线传感器,注册几个定位锚:两只耳朵,鼻子,鼻根。
  3. 确定你的主题的休息运动阈值。
  4. 如果我们要激发主体的皮质,我们将设置20赫兹的TMS机与一个110%运动阈值的刺激能力。如果我们要抑制主体的皮质,我们将设置为1 Hz的TMS机110%运动阈值。虽然你将要探讨这两个参数,整个一个完整的研究过程中,我们只会看20赫兹兴奋RTMS链这篇文章。
  5. 最后,设置了2秒列车的刺激模式,以28秒的休息时间。

5。 TMS的刺激

  1. 刺激前,准备的题目,直接在扫描仪下面的TMS的。这包括清除金属和确保主体使用的厕所。
  2. 保持线圈相切的头皮,使用您的立体定向设备定位和目标主体的刺激部位。
  3. 打开本机的线圈冷却系统。
  4. 开始刺激!对于这个协议,我们将进行45个刺激火车。 2秒28的第二个休息的列车,我们将有一个23分钟的总STIM时间。

6。回到扫描仪

  1. 刺激完成后,重要的是尽快进入扫描器的主题。为了使这一过渡尽可能无缝,确保您的扫描仪是准备和蓄势待发。我们的建议是提高机体的平台,和定位器扫描的数量和持续时间减少到最低限度。

7。最终扫描

  1. 因为RTMS的影响是暂时的,最终的扫描会话开始与功能运行。同样,我们将进行三,6分钟的被动固定运行。
  2. 实验运行完成后,解剖扫描完成。

8。代表性的成果

图1
图1的数据表明,20赫兹RTMS刺激左顶下小叶,虽然促进当地的兴奋性,行为,以减少在默认的网络功能连接。

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Discussion

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Disclosures

没有利益冲突的声明。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MRI Equipped for fMRI (pictured in video is a Philips)
TMS Device Capable of Repetitive Stimulation (pictured in video is a Magstim)
Frameless Stereotaxy Equipment (pictured in video is Brainsight)
Ear Plugs
Chair for Subject during Stimulation
Back Projection Screen or MRI Compatible Goggles
Blank Stimuli Screen

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References

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