التبعية للدولة التأثيرات على TMS : نظرة على سلوك الدافع وبصة

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

في هذه المقالة ، أن ندرس الآثار المترتبة على تبعية الدولة ذات الصلة البصر الناجم عن TMS العروض phosphenic الدافع.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Najib, U., Horvath, J. C., Silvanto, J., Pascual-Leone, A. State-Dependency Effects on TMS: A Look at Motive Phosphene Behavior. J. Vis. Exp. (46), e2273, doi:10.3791/2273 (2010).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (تي ام اس) هو neurostimulatory غير الغازية والتقنية التي يمكن أن neuromodulatory عابر أو دائم تعدل القشرية استثارة (زيادة أو خفضه) عن طريق تطبيق المترجمة نبضات الحقل المغناطيسي ، 1،2 ضمن مجال TMS ، فإن مصطلح تبعية الدولة يشير إلى الشرط ، الأساس الأولي لمنطقة معينة تستهدف العصبية التحفيز. كما يمكن الاستدلال ، لا يمكن للآثار TMS (وتفعل) تختلف وفقا لهذه القابلية والقدرة على الاستجابة الأولية من المنطقة المستهدفة القشرية. 3،4،5

في هذه التجربة ، وسوف ندرس هذا المفهوم من الاعتماد على الدولة من خلال الاستنباط والتجربة الشخصية للphosphenes الدافع. وينظر بصريا Phosphenes ومضات من المصابيح الصغيرة الناجمة عن النبضات الكهرومغناطيسية إلى القشرة البصرية. يمكن لهذه المصابيح الصغيرة تحمل خصائص متنوعة تبعا الذي يجري تحفيز نوع من القشرة البصرية. في هذه الدراسة بصفة خاصة ، ونحن سوف تستهدف phosphenes الدافع انتزع من خلال تحفيز V1/V2 والمناطق V5/MT + المعقدة البصرية. 6

Protocol

1) إعداد

  1. لتبدأ ، ومقعد للموضوع في كرسي مريح أمام شاشة الكمبيوتر.
  2. استخدام شريط قياس لضمان المسافة بين الشاشة وnasion هذا الموضوع هو 60 سم.
  3. أخيرا ، وضع قناع خفيف على حجب عيني الشخص.

2) تحديد عتبة بصة على V1/V2

  1. مع العلم عتبة هذا الموضوع ليكون من المهم عندما بصة استكشاف السلوك phosphenic في وقت لاحق في هذا البروتوكول. لتحديد هذه العتبة ، أولا تعيين الجهاز TMS الى السلطة 70 ٪.
  2. عقد لفائف ذلك الجزء العلوي من خط الوسط الرقم 8 وجوه الجمجمة.
  3. تبدأ واحدة نبض التحفيز عند نقطة حوالي 3 سم فوق inion.
  4. بعد كل نبضة ، وطرح هذا الموضوع للإبلاغ عن أي تجربة phosphenic.
  5. بدء التحرك لفائف في شبكة البحث حول هذه المنطقة الصغيرة (V1/V2).
  6. تحديد الموقع حيث التحفيز وبصة يتسبب تقارير متسقة واضحة عن الموضوع. فقد كان من نظرية أن TMS لن تكون قادرة على انتزاع phosphenes في حوالي 40 ٪ من السكان ، لذلك هناك فرصة في الموضوع لن تقرير أي شيء. إذا كان هذا هو الحال ، للأسف ، فإن هذه التجربة لم تنجح. وينبغي أن يسمح هذا الموضوع للمغادرة.
  7. حالما يقع phosphenic "النقاط الساخنة" ، وضبط انتاج الطاقة TMS صعودا ونزولا حتى phosphenes تقارير عن الموضوع بالضبط 3 من 6 نبضات متتالية. هذا المستوى هو موضوع السلطة في V1/V2 العتبة. إذا كانت متوفرة ، ويمكن استخدامها لتحقيق الدقة neuronavigation المكاني أكبر عند تحديد واستهداف V1/V2 الساخنة.

3) تحديد عتبة Phosphenic على مجمع + V5/MT

  1. استخدام نفس الإجراء المذكور أعلاه والمعلمات ، وبإمكاننا الآن أن نحدد عتبة بصة على V5/MT + المعقدة. لتحديد موقع هذه المنطقة ، تبدأ عند نقطة 3 سم الظهرية والجانبية 5 سم إلى inion الشخص المعني.
  2. بعد كل نبضة ، وطرح هذا الموضوع للإبلاغ عن أي تجربة phosphenic.
  3. مرة أخرى ، وذلك باستخدام نبضات واحدة ، تبدأ شبكة صغيرة نمط البحث حتى يتم استخلاصها phosphenes لا لبس فيه وثابت.
  4. أخيرا ، وضبط انتاج الطاقة TMS صعودا ونزولا حتى phosphenes تقارير عن الموضوع بالضبط 3 من 6 نبضات متتالية. هذا هو مستوى طاقة V5/MT هذا الموضوع ل+ عتبة المعقدة. مرة أخرى ، إذا كان يمكن استخدام المتاحة ، لتحقيق الدقة neuronavigation المكاني أكبر عند تحديد واستهداف V5/MT + الساخنة.

4) تحديد خط الأساس سلوك بصة

  1. مرة واحدة وقد تم تحديد عتبة بصة لكلا المناطق البصرية ، ونحن بحاجة إلى قياس خط الأساس phosphenic السلوك. للقيام بذلك ، أولا إزالة هذا الموضوع في ضوء حظر القناع.
  2. المقبل ، وتوجيه هذا الموضوع إلى التحديق في تثبيت الاستقرار عبر المعروضة في مركز شاشة الكمبيوتر لمدة 60 ثانية.
  3. استبدال القناع ، وعلى الفور V1/V2 الساخنة ، وإنشاء القطار نبض واحد للثانية - 3 على 120 ٪ V1/V2 العتبة.
  4. الانتظار خمس ثوان ، وسلوك آخر القطار.
  5. مرة أخرى ، انتظر خمس ثوان ، وإجراء تدريب ثالث.
  6. بعد القطار نبض واحد الثالثة ، نسأل موضوع لوصف خصائص الموقع والدافع وراء أي أثار phosphenes. وسوف يكون هذا هو الأساس.
  7. كرر هذا الإجراء نفسه خلال V5/MT + بقعة ساخنة (تذكر لإعادة السلطة إلى TMS 120 ٪ من الحد الأدنى + V5/MT).

5) عدد شرط واحد

  1. مرة واحدة وقد تم تحديد خط الأساس phophenic ، إزالة هذا الموضوع في ضوء حظر القناع مرة أخرى.
  2. إرشاد رهنا عبر التحديق في تثبيت استقرار قدم في وسط شاشة الكمبيوتر لمدة 60 ثانية. هذه المرة ، بدلا من شاشة فارغة ، سوف نقوم بادخال سلسلة من النقاط المتحركة في مواقع عدة حول الصليب.
    الشكل 1
    الشكل 1 التأقلم مع المحفزات لشرط واحد :. متعدية اقتراح بسيط. جميع النقاط التحرك متماسك إما إلى اليسار أو اليمين.
    تأكد من أن جميع النقاط تسير في نفس الاتجاه. هذا يجب أن تعمل على تحفيز التكيف البصرية تولد : ظاهرة التغيرات التي في استثارة العصبية والناجمة عن التعرض لفترات طويلة إلى محفزات للانحياز يخدم التصور من المحفزات المقدمة لاحقا.
  3. بعد مرور 60 ثانية ، واستبدال القناع ، وعلى مدى V1/V2 الساخنة ، وتوليد قطار نبض واحد لمدة 3 ثوان على 120 ٪ V1/V2 العتبة.
  4. الانتظار خمس ثوان وكرر مرتين أخريين.
  5. بعد ثلاثة قطارات ، وطرح هذا الموضوع في تقرير المواقع والخصائص الدافع وراء أي أثار phosphenes. إذا كانت متوفرة ، ويمكن استخدام نظام حركة العين تتبع في غرفة مظلمة يساعد على تحقيق قدر أكبر من الدقة والرصد الكمي للحركات العين التي بذلتها خلال الموضوعات الاستخراجات بصة.
  6. يستمر هذا التسلسل three-train/report حتى phosphene السلوك يعود إلى النشاط الأساسي.
  7. كرر هذا الإجراء لV5/MT الساخنة + المعقدة.

6) عدد اثنان حالة

  1. في هذا الشرط الثاني ، كرر نفس الإجراء استخدامها لشرط واحد. هذه المرة ، ولكن ، بدلا من تقديم هذا الموضوع مع سلسلة من النقاط تتحرك في اتجاه واحدة ، تقديم الموضوع مع سلسلة من النقاط كل يتحرك في اتجاهه الكاردينال النسبي بعيدا عن النقطة المركزية -- مشابهة لنمط "نجمة انفجر" .
    الشكل 2
    الشكل 2 التكيف مع منبهات للالشرط الثاني : الحركة الشعاعية. نقاط التحرك في اتجاهات أساسية منها إما نحو أو بعيدا عن نقطة مركزية.
  2. كما كان من قبل ، وبعد 60 ثانية ، يستعاض عن القناع ، إجراء سلسلة من ثلاثة قطارات عتبة 120 ٪ خلال V1/V2 ، طلب تقريرا الموضوع ، ويستمر حتى يعود الأساس.
  3. كرر ل+ V5/MT.

7) رسم تخطيطي

  1. كخيار ، بعد كل حالة (أو بعد اكتمال جميع الشروط) ، وطرح هذا الموضوع لرسم المناطق والسلوك الدافع وراء سلسلة من كل phopsphenes على الرسم البياني. هذه ليست خطوة لا يتجزأ ولكن سوف نورد لكم مع مجموعة أخرى من البيانات للتفسير.

8) الممثل النتائج

يجب التكيف مع المثيرات البصرية إلى الدافع أحادي الاتجاه انتزاع حركة مماثلة على phosphenic V1/V2.
الشكل 3
الشكل 3 أمثلة على phosphenes الناجم من V1/V2 في نصف الكرة اليمين واليسار خلال حالة واحدة (على أساس الرسوم من الموضوعات).
وينبغي أيضا V5/MT + phosphenes معقدة تتأثر ، على ان يكون بصة الآن سوف تظهر في شكل مبلغ من اتجاه الحركة في التكيف مع التحفيز وبصة الأساس.

ومع ذلك ، يجب التكيف البصري للنمط نجمي نجمي فتستحث phosphenic حركة مماثلة من V5/MT + معقدة ، ولكن لا ينبغي أن يغير خط الأساس V1/V2.
الشكل 4
الشكل 4. أمثلة phosphenes الناجم عن V5/MT + المعقدة في نصف الكرة اليمين واليسار خلال حالة اثنين (على أساس الرسوم من الموضوعات).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

هذه التجربة يحصل في القلب من التبعية للدولة. ويعتقد أن الخلايا العصبية في V1/V2 لتتوافق مع حركة بسيطة الاتجاه 7،8 لذلك ، والتكيف مع المنبهات الدافع أحادي الاتجاه زادت استثارة الخلايا العصبية تسجيل هذه الحركة -- على هذا النحو ، ينبغي أن يكون أول للرد على TMS النبض. وV5/MT + المجمع يحتوي أيضا الخلايا العصبية ضبطها لحركة متعدية بسيطة ، لذا ينبغي أيضا phosphenes الناجم من هذه المنطقة لن تتأثر التحفيز التكيف. ومع ذلك ، فإن V5/MT + ويعتقد أيضا معقدة تحتوي على الخلايا العصبية التي تسجل حركة متميزة شعاعي. 9،10 وبسبب هذا ، فإن نمط النجمي يجب تغيير حالة V5 V1/V2 لكن لا. من خلال التكيف مع الحركة البسيطة أو المعقدة متعدية شعاعي ، يمكننا السيطرة على نحو فعال مما السكان العصبية في V5/MT + معقدة يتفاعل أسرع لنبض TMS.

مع العلم أن تستعد مجموعة سكانية محددة العصبية لتكون أكثر استجابة لسكان المناطق المحيطة TMS من العصبية يحمل وعدا عن حقول لا يصدق كل من علم الأعصاب الإدراكي والعلاجية. استغلال الآثار التبعية الدولة ، وربما يمكن تقديم حجة لوصف العلاج الفيزيائي ، والعلاج النفسي ، أو غيرها من السلوكيات "فتيلة" العلاجات قبل بالإدارة العلاجية TMS القطارات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Light Blocking Eye Mask
Ear Plugs
Swim Cap
Marker
Tape Measure
Blank Graph Paper
Stimuli Developed & Presented on Computer using Adobe Photoshop
Any Single Pulse Capable TMS Device
Any Figure-of-Eight Coil

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. Edward Arnold. London. (2002).
  2. Walsh, V., Pascual-Leone, A. Transcranial Magnetic Stimulation: A Neurochronometrics of Mind. MIT Press. Cambridge. (2005).
  3. Silvanto, J., Muggleton, N. G., Cowey, A., Walsh, V. Neural adaptation reveals state-dependent effects of transcranial magnetic stimulation. European Journal of Neuroscience. 25, 1874-1881 (2007).
  4. Silvanto, J., Pascual-Leone, A. State-Dependency of Transcranial Magnetic Stimulation. Brain Topography. 21, 1-10 (2008).
  5. Silvanto, J., Cattaneo, Z., Battelli, L., Pascual-Leone, A. Baseline cortical excitablility determines whether TMS disrupts or facilitates behavior. Journal of Neurophysiology. 99, 2725-2730 (2008).
  6. Silvanto, J., Muggleton, N. G. Testing the validity of the TMS state-dependency approach: targeting functionally distinct motion-selective neural populations. Neuroimage. 40, 1841-1848 (2008).
  7. Tootell, R. B., Rappas, J. B., Kwong, K. K., Malach, R., Born, R. T., Brady, T. J., Rosen, B. R., Belliveau, J. W. Functional analysis of human MT and related visual cortical areas using magnetic resonance imaging. Journal of Neuroscience. 15, 3215-3230 (1995).
  8. Singh, K. D., Smith, A. T., Greenlee, M. W. Spatiotemporal frequency and direction sensitivities of human visual areas measured using fMRI. Neuroimage. 12, 550-564 (2000).
  9. Rutchmann, R. M., Schrauf, M., Greenlee, M. W. Brain activation during dichoptic presentation of optic flow stimuli. Exp Brain Res. 134, 533-537 (2000).
  10. Morrone, M. C., Tosetti, M., Montanaro, D., Fiorentini, A., Cioni, G., Burr, D. C. A cortical area that responds specifically to optic flow revealed by fMRI. Nat. Neuroscience. 3, 1322-1328 (2000).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics