依赖国家对TMS的:一看动机幻视行为

Neuroscience

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Summary

在这篇文章中,我们研究诱导动机phosphenic演示的TMS的视觉有关的国家依赖的影响。

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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).

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Abstract

经颅磁刺激(TMS)是一种非侵入性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),在TMS的领域 ,长期1,2 国家的依赖 ,是指初始,为刺激神经 ​​的特定目标区域的基线状况。可以推断,TMS的影响可以(并)根据这个首要的易感性和有针对性的皮层区域的反应 。3,4,5

在这个实验中,我们会研究这个国家依赖的概念,通过启发和主观动机幻视经验。幻视视觉感知的视觉皮层的电磁脉冲引发的小灯闪烁。这些小灯可以承担不同的特点,根据刺激类型的视觉皮层是。在这项研究中,我们将目标锁定为引起动机幻视通过刺激V1/V2和V5/MT +复杂的视觉区域。

Protocol

1)准备

  1. 首先,在电脑屏幕前舒服的椅子座位的主题。
  2. 用一个卷尺,以确保屏幕和主体的鼻根60厘米之间的距离。
  3. 最后,将一个主体的眼睛,光屏蔽掩模。

2)确定幻视阈值超过V1/V2

  1. 知道主体的光幻视的门槛将是重要的探索phosphenic行为时,在本议定书。要确定这道门槛,第一组的TMS机70%的电力。
  2. 保持线圈,图8张脸孔颅中线顶部。
  3. 开始约3厘米以上的枕外隆凸尖点单脉冲刺激。
  4. 每个脉冲后,问的主题报告任何phosphenic经验。
  5. 开始移动的线圈,在解决这个地区的小的搜索网格(V1/V2)。
  6. 确定位置的刺激诱发主体的一致和明确的幻视报告。据推测,TMS将无法引起约40%的人口的幻视,所以有机会的主题将不会报告任何。如果是这种情况,不幸的是,这个实验将无法正常工作。主体应被允许离开。
  7. 一旦phosphenic的“热点”已经找到,调整的TMS的输出功率,直到问题的报告幻视了连续6个脉冲3。此功率级为主体的V1/V2门槛。如果可用,神经导航定位和定位的V1/V2热点时,可以用来实现更大的空间精度。

3)在V5/MT +配合Phosphenic阈值确定

  1. 使用上述相同的程序和参数,我们现在将确定幻视阈值V5/MT +复杂。要查找本地区,开始在一个点背3厘米和5厘米的外侧为主体的枕外隆凸尖。
  2. 每个脉冲后,问的主题报告任何phosphenic经验。
  3. 同样,使用单脉冲,开始一个小的搜索格子图案,直到明确的和一贯的幻视引起。
  4. 最后,TMS输出功率调整和幻视的主题报告,直到3连续6脉冲。此功率级为主体的V5/MT +复杂的门槛。再次,如果有的话,神经导航定位和目标的V5/MT +热点时,可以用来实现更大的空间精度。

4)确定基准幻视行为

  1. 一旦幻视门槛已经确定为视觉领域,我们需要来衡量基准phosphenic行为。要做到这一点,首先删除主体的光屏蔽掩模。
  2. 下一步,指示受盯在一个稳定的固定跨中心的电脑屏幕上的时间为60秒。
  3. 更换口罩,在V1/V2热点,产生一个3秒的单脉冲V1/V2阈值在120%的列车。
  4. 等待5秒,并进行另一列火车。
  5. 再次,等待5秒,并进行第三次列车。
  6. 第三单脉冲列车后,问的主题来描述任何的位置和动机特点引起幻视。这将是基线。
  7. 以上的V5/MT重复相同的过程+热点(记得要重置的TMS权力V5/MT +阈值的120%)。

5)条件数

  1. 一旦phophenic基线已经确定,再次删除主体的光屏蔽掩模。
  2. 指示受盯在一个稳定的固定在中心的电脑屏幕上的时间为60秒的跨。这一次,而不是一个空白的屏幕,我们将在几个地点周围的交叉嵌入一系列的移动点。
    图1
    图1适应的刺激为条件之一:简单的平移运动。所有点连贯要么向左或向右移动。
    确保所有的点都在同一个方向移动。这刺激应能产生视觉适应:一个现象,在长时间暴露在一个刺激神经兴奋引起的变化为偏置随后提出的刺激的​​感知。
  3. 60秒后,更换口罩,并在V1/V2热点,产生一个3秒的单脉冲V1/V2阈值在120%的列车。
  4. 等待5秒,重复两次以上。
  5. 三列火车后,问的主题报告的地点和任何动机的特点引起幻视。如果可用,在黑暗的房间使用眼球运动跟踪系统可以帮助实现更高的精度和定量监测科目在幻视elicitations的眼球运动。
  6. 继续这个three-train/report序列,直到phosp氦氖行为返回基线活动。
  7. 重复V5/MT +复杂的热点此过程。

6)条件数

  1. 在这第二个条件,重复使用相同的程序,条件之一。然而,这一次,提出了一系列的奇异方向移动点主题,而不是目前的一系列点每一个在其相对的基本方向移动,从一个中心点的主题 - “星爆”的格局类似。
    图2
    图2适应的两个条件刺激:径向运动。点上或从一个中心点在各自的基本方向移动。
  2. 像以前一样,60秒后,更换口罩,进行了一系列的120%三,V1/V2门槛列车,要求为主题的报告,并继续下去,直到基线返回。
  3. 为V5/MT +重复。

7)图

  1. 作为一个选项,每个条件后(或所有条件都完成后),要求主题画到图中的地区和每个系列phopsphenes的行为动机。这是一个必不可少的一步,但将提供您另一套解释数据。

8)代表性的成果

视觉适应的单向的动机刺激应引起过V1/V2相同的phosphenic运动。
图3
图3。V1/V2诱导幻视的例子,在左,右半球在条件之一(根据科目图纸)。
V5/MT +复杂的幻视,也将受到影响,如幻视现在会出现作为一个运动方向的适应刺激和基线幻视的总和。

然而,视觉适应的爆模式应引起相同的V5/MT +复杂爆phosphenic运动,但不应改变V1/V2基线。
图4
图4。例子幻视V5/MT诱导+复杂,在左,右半球在两个条件(根据科目图纸) 。

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Discussion

这个实验得到国家依赖的心。在V1/V2神经元被认为是符合简单,定向运动 7,8因此,适应单向的动机刺激增加注册这项运动的神经元的兴奋性-正因为如此,他们应该首先做出反应的TMS脉冲。 V5/MT +配合物还包含了调整,以简单的平移运动神经元,因此,从本地区引起的幻视,也应适应刺激的影响。然而,V5/MT +复杂也被认为是包含不同的注册径向运动神经元9,10正因为如此,爆模式应该改变V5的状态,但不V1/V2 。适应简单的翻译或复杂的径向运动,我们可以有效地控制在V5/MT神经人口+复杂的反应最快的TMS脉冲。

知道一个特定的神经元的人口可以准备好,比周围的神经元群的响应TMS拥有令人难以置信的认知神经科学领域和治疗的承诺。利用状态依赖的影响,也许是一个参数可以处方管理列车治疗TMS前​​,物理治疗,心理治疗,或其他行为“吸”疗法。

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Disclosures

没有利益冲突的声明。

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

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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).
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  4. Silvanto, J., Pascual-Leone, A. State-Dependency of Transcranial Magnetic Stimulation. Brain Topography. 21, 1-10 (2008).
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