המדינה תלות השפעות על TMS: מבט על התנהגות Phosphene מניע

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

במאמר זה, נבחן את ההשפעות של תלות המדינה הרלוונטיים חזותית על TMS המושרה phosphenic מצגות מניע.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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

גירוי מגנטי Transcranial (TMS) הוא neurostimulatory פולשני וטכניקה neuromodulatory שיכולים transiently לאורך זמן רב או לווסת את רגישות קליפת המוח (או להגדיל או להקטין אותו) באמצעות יישום מקומי פולסים השדה המגנטי. 1,2 בתחום של TMS, המונח תלות המדינה מתייחס למצב, הבסיס הראשוני של האזור העצבי בפרט ממוקד לגירוי. כפי שניתן להסיק, את ההשפעות של TMS יכולים (ועושים) להשתנות על פי רגישות זו התגובה הראשוני של קליפת המוח באזור ממוקד. 3,4,5

בניסוי זה, נבחן את המושג הזה של תלות המדינה דרך ההתמחרות ועל החוויה הסובייקטיבית של phosphenes מניע. Phosphenes נתפסים חזותית הבזקים של אורות קטנים מופעלת על ידי פולסים אלקטרומגנטיים לקליפת המוח הראייתית. אלה אורות קטנים יכולים להניח מאפיינים שונים תלוי איזה סוג של קליפת המוח החזותית היא להיות מגורה. במחקר זה בפרט, נהיה מיקוד phosphenes המניע כפי שהושרו על ידי גירוי של v1/v2 ואת V5/MT + מורכב אזורים ויזואליים. 6

Protocol

1) הכנה

  1. כדי להתחיל, במושב בנושא על כסא נוח מול מסך מחשב.
  2. השתמש סרט מדידה על מנת להבטיח את המרחק בין המסך nasion של הנבדק הוא 60 ס"מ.
  3. לבסוף, במקום מסכה חסימת אור על העיניים של הנבדק.

2) קביעת סף Phosphene על v1/v2

  1. הידיעה סף phosphene של הנבדק יהיה חשוב כאשר בוחנים התנהגות phosphenic מאוחר יותר בפרוטוקול זה. כדי לקבוע לסף זה, להגדיר תחילה את המכונה TMS לשלטון 70%.
  2. החזיקו את הסליל כך את החלק העליון של קו האמצע דמות-8 פנים הגולגולת.
  3. בגין גירוי יחיד הדופק בנקודה על 3 ס"מ מעל inion.
  4. אחרי הדופק בכל, לשאול את הנושא לדווח על כל ניסיון phosphenic.
  5. בגין העברת סליל ברשת חיפוש קטן סביב האזור הזה (v1/v2).
  6. קבע את המיקום שבו גירוי מעורר דוחות phosphene עקבי וחד משמעי מהנושא. זה כבר שיערו כי TMS לא יוכלו להפיק phosphenes ב -40% מהאוכלוסייה, כך יש סיכוי הנושא לא ידווח דבר. אם זה המקרה, למרבה הצער, הניסוי הזה לא יעבוד. הנושא צריך להיות מותר לעזוב.
  7. לאחר phosphenic "נקודה חמה" כבר נמצא, ולהתאים את תפוקת החשמל TMS למעלה ולמטה עד phosphenes דיווחים נושא בדיוק 3 מתוך 6 פולסים רצופים. רמה זו היא כוח v1/v2 של הנבדק הסף. אם זמין, neuronavigation ניתן להשתמש כדי להשיג דיוק רב יותר מרחבית כאשר איתור מיקוד hotspot v1/v2.

3) קביעת סף Phosphenic על V5/MT + קומפלקס

  1. באמצעות ההליך הנ"ל זהה ופרמטרים, כעת אנו קובעים סף phosphene על V5/MT + מורכבת. כדי לאתר את האזור הזה, להתחיל בנקודה 3 ס"מ הגבי ו 5 ס"מ לרוחב inion של הנושא.
  2. אחרי הדופק בכל, לשאול את הנושא לדווח על כל ניסיון phosphenic.
  3. שוב, באמצעות פולסים אחת, להתחיל דפוס קטן רשת החיפוש עד phosphenes חד משמעית ועקבית הם עוררו.
  4. לבסוף, להתאים את תפוקת החשמל TMS למעלה ולמטה עד phosphenes דיווחים נושא בדיוק 3 מתוך 6 פולסים רצופים. רמה זו היא כוח V5/MT של נושא + סף מורכבים. שוב, אם neuronavigation זמין, ניתן להשתמש כדי להשיג דיוק רב יותר מרחבית כאשר איתור מיקוד V5/MT + נקודה חמה.

4) קביעת Phosphene התנהגות Baseline

  1. לאחר סף phosphene נקבע הן אזורים ויזואליים, אנחנו צריכים למדוד phosphenic התנהגות בסיסית. כדי לעשות זאת, להסיר תחילה את אור חסימה של הנבדק מסכה.
  2. לאחר מכן, להורות את הנושא לבהות צלב קיבוע יציב הציגה במרכז מסך המחשב למשך 60 שניות.
  3. החלף את המסכה מעל נקודה v1/v2 החם, ליצור רכבת הדופק יחיד עבור 3 שניות ב 120% v1/v2 הסף.
  4. המתן חמש שניות אחר התנהלות הרכבת.
  5. שוב, לחכות חמש שניות והתנהגות רכבת השלישי.
  6. לאחר הרכבת הדופק השלישי יחיד, לשאול את הנושא כדי לתאר את המיקום ואת המניע המאפיינים של כל עורר phosphenes. זה יהיה הבסיס.
  7. חזור על נוהל זה זהה על V5/MT + נקודה חמה (זוכרים לאפס את כוח TMS עד 120% הסף V5/MT +).

5) תנאי מספר אחד

  1. לאחר ההתחלה phophenic נקבע, להסיר אור חוסם את הנושא המסכה שוב.
  2. הדריכו את הנושא לבהות צלב קיבוע יציב הציגה במרכז מסך המחשב למשך 60 שניות. הפעם, במקום מסך ריק, נוכל להטביע סדרה של נקודות נעות במקומות שונים ברחבי הצלב.
    איור 1
    איור 1 עבור התאמת גירויים בתנאי אחד:. Translational תנועה פשוטה. נקודות כל מהלך קוהרנטי או שמאלה או ימינה.
    ודא שכל הנקודות נעות באותו כיוון. גירוי זה צריך לשמש כדי עיבוד חזותי לעורר: תופעה שבה שינויים רגישות עצבית כמו הנגרם על ידי חשיפה ממושכת לגירוי משמש הטיה התפיסה של גירויים שהוצגו לאחר מכן.
  3. לאחר 60 שניות, להחליף את המסכה מעל נקודה חמה v1/v2, ליצור רכבת הדופק אחד למשך 3 שניות ב 120% v1/v2 הסף.
  4. המתן חמש שניות וחזור פעמיים נוספות.
  5. אחרי שלוש רכבות, לשאול את נושא הדיווח מקומות ומאפיינים המניע של כל עורר phosphenes. אם זמין, השימוש במערכת עין התנועה מעקב בחדר חשוך יכול לעזור להשיג דיוק רב יותר ניטור כמותי של תנועות עיניים שנעשו על ידי הנבדקים במהלך elicitations phosphene.
  6. המשך רצף three-train/report עד phospהתנהגות hene חוזר לפעילות בסיסית.
  7. חזור על הליך זה עבור V5/MT + hotspot מורכבים.

6) תנאי מספר שתיים

  1. במצב השני, לחזור על אותו הליך מנוצל בתנאי אחד. הפעם, לעומת זאת, במקום להציג את הנושא עם סדרה של נקודות נעות בכיוון יחיד, להציג את הנושא עם סדרה של נקודות כל אחד בכיוון הקרדינל היחסי במרחק נקודה מרכזית - בדומה לדפוס "פרץ כוכבים" .
    איור 2
    איור 2 התאמת גירויים עבור מצב שני:. תנועה רדיאלי. נקודות לנוע בכיוונים הקרדינל בהתאמה גם כלפי או הרחק נקודה מרכזית.
  2. כמו בעבר, לאחר 60 שניות, להחליף את המסכה, לערוך סדרה של שלושה, רכבות סף 120% מעל v1/v2, לבקש דו"ח בנושא, וממשיכים עד חוזר הבסיס.
  3. חזור עבור + V5/MT.

7) תרשים

  1. כאופציה, אחרי כל תנאי (או אחרי כל התנאים הושלמו), לשאול את הנושא כדי לצייר את אזורים התנהגות המניע של כל סדרה של phopsphenes על גבי הגרף. זה לא צעד בלתי נפרד אבל יספק לך סדרה נוספת של נתונים לפירוש.

8) נציג תוצאות

עיבוד חזותי של חד כיוונית גירויים המניע צריך לעורר תנועה phosphenic זהה על v1/v2.
איור 3
איור 3. דוגמאות phosphenes הנובעים v1/v2 בחצי הכדור ימינה ושמאלה במהלך בתנאי אחד (מבוסס על הרישומים של נושאים).
V5/MT + phosphenes מורכב צריך גם להיות מושפע, כך phosphene כעת יופיע סכום של תנועה לכיוון הגירוי הסתגלות phosphene הבסיס.

עם זאת, עיבוד חזותי לדפוס מהספרים צריך לעורר מהספרים זהה phosphenic התנועה מן V5/MT + מורכב, אבל לא צריך לשנות את הבסיס v1/v2.
איור 4
איור 4. דוגמאות phosphenes הנובעים V5/MT + מורכב בחצי הכדור ימינה ושמאלה במהלך מצב שני (על סמך הרישומים של נושאים).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ניסוי זה נעשה בלב תלות המדינה. נוירונים v1/v2 נחשבים להתכתב עם התנועה, פשוט כיוונית 7,8 לכן, הסתגלות חד כיוונית גירויים מניע הגדילו את רגישות של נוירונים רישום תנועה זו -. ככאלה, הם צריכים להיות הראשונים להגיב על TMS הדופק. V5/MT + מורכב מכיל גם נוירונים מכוון תנועה translational פשוטה, ולכן phosphenes המושרה מאזור זה צריך להיות גם מושפע הגירוי הסתגלות. עם זאת, V5/MT + מורכב הוא חשב גם מכילים נוירונים שונים אשר לרשום תנועה רדיאלי. 9,10 בגלל זה, את דפוס מהספרים צריך לשנות את מצב V5 אך לא v1/v2. על ידי הסתגלות תנועה רדיאלי translational פשוט או מורכב, אנו יכולים לשלוט ביעילות שבה האוכלוסייה העצבית V5/MT + מורכב מגיב המהירה ביותר הדופק TMS.

בידיעה אוכלוסייה עצבי ספציפי יכול להיות דרוך להיות קשובים יותר מ TMS סביב אוכלוסיית נוירונים טומן בחובו הבטחה מדהימה הן בתחומי הנוירולוגיה הקוגניטיבית לטיפול רפואי. ניצול תלות תופעות המדינה, אולי ויכוח יכול להתבצע קביעת טיפול בפסיכותרפיה גופנית, טיפולים התנהגותיים או אחרים "תחול" בטרם מתן טיפולי רכבות TMS.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

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