एक साथ Transcranial बारी वर्तमान उत्तेजना और कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग

Behavior
 

Summary

ट्रांस्क्रानियल बारीक मौजूदा उत्तेजना (टीएसीएस) मस्तिष्क के दोलनों की जांच के लिए एक आशाजनक उपकरण है, हालांकि इसका प्रभाव पूरी तरह से समझ नहीं है। यह आलेख टीएसीएस को कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग के साथ एक साथ लागू करने के लिए एक सुरक्षित और विश्वसनीय सेटअप का वर्णन करता है, जो ओसीकेरलेटरी मस्तिष्क समारोह और टीएसीएस के प्रभाव को बढ़ा सकता है।

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Williams, K. A., Cabral-Calderin, Y., Schmidt-Samoa, C., Weinrich, C. A., Dechent, P., Wilke, M. Simultaneous Transcranial Alternating Current Stimulation and Functional Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (124), e55866, doi:10.3791/55866 (2017).

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Abstract

ट्रांससीनियल बारी बारी से वर्तमान उत्तेजना (टीएसीएस) मस्तिष्क दोलनों की गैर-विवेकपूर्ण जांच के लिए एक आशाजनक उपकरण है। टीएसीएस, मानव मस्तिष्क की वर्तमान आवृत्ति-विशिष्ट उत्तेजना को वर्तमान इलेक्ट्रोड से सतह के साथ खोपड़ी के लिए लागू करती है। तकनीक का अधिकांश वर्तमान ज्ञान व्यवहारिक अध्ययन पर आधारित है; इस प्रकार, मस्तिष्क इमेजिंग के साथ विधि के संयोजन में टीएसीएस के तंत्र को बेहतर ढंग से समझने की संभावना है। मस्तिष्क इमेजिंग के साथ टीएसीएस का संयोजन चुनौतीपूर्ण हो सकता है, हालांकि, एक मस्तिष्क इमेजिंग तकनीक जो एक साथ टीएसीएस के साथ एक साथ लागू होती है, कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई) है। हमारी प्रयोगशाला में, हमने सफलतापूर्वक टीएसीएस को एक साथ एफएमआरआई माप के साथ जोड़ दिया है ताकि यह दिखा सकें कि टीएसीएस प्रभाव राज्य, वर्तमान और आवृत्ति पर निर्भर हैं, और मस्तिष्क गतिविधि के उस मॉडुलन इलेक्ट्रोड से सीधे क्षेत्र तक सीमित नहीं हैं। यह आलेख एक सुरक्षित और विश्वसनीय सेट का वर्णन करता हैदृश्य कार्य एफएमआरआई अध्ययन के साथ साथ टीएसीएस को लागू करने के लिए, जो मस्तिष्क पर ओएससीभेटरी मस्तिष्क समारोह के साथ-साथ टीएसीएस के प्रभाव को उधार दे सकती है।

Introduction

ट्रांस्क्रानियल बारीक मौजूदा उत्तेजना (टीएसीएस) स्वस्थ व्यक्तियों में तंत्रिका दोलनों और आवृत्ति-विशिष्ट मस्तिष्क कार्यों की जांच के साथ-साथ नैदानिक ​​आबादी में दोलनों का अध्ययन और विनियमन करने के लिए वादे के साथ एक गैर-मस्तिष्क उत्तेजना तकनीक है। खोपड़ी पर रखे दो या अधिक प्रवाहकीय इलेक्ट्रोड का उपयोग करना, कम वर्तमान (1-2 एमए चोटी से चोटी) साइनसॉइडल तरंगें मस्तिष्क को चलने वाले तंत्रिका दोलनों के साथ बातचीत करने के लिए वांछित आवृत्ति पर लागू होती हैं टीएसीएस के अध्ययन ने आवृत्ति और कार्य-विशिष्ट व्यवहार या संज्ञानात्मक मॉड्यूल को मापा है जिसमें मोटर फंक्शन 2 , काम करने वाले स्मृति प्रदर्शन 3 , सोमैटोसेंसेशन 4 और दृश्य धारणा 5 , 6 , 7 शामिल हैं , लेकिन इसमें सीमित नहीं है। नॉन-इनवेसिव तरीके से वैकल्पिक चालू को लागू करने के परिणामस्वरूप भी कार्यात्मकन्यूरोलॉजिकल मरीजों में सुधार, जैसे पार्किंसंस रोग 8 में कंपन में कमी, ऑप्टिकल न्यूरोपैथी 9 में सुधार की दृष्टि, और स्ट्रोक 10 के बाद भाषण, संवेदी और मोटर की सुधार की दर में सुधार। क्लिनिकल सेटिंग्स में चिकित्सीय क्षमता के अनुसंधान और साक्ष्य के लिए टीएसीएस का उपयोग करने वाले अध्ययनों की बढ़ती संख्या के बावजूद, इस तकनीक का प्रभाव पूरी तरह से वर्णित नहीं है, और इसकी तंत्र पूरी तरह से समझ नहीं है।

अनुकरण और जानवरों के अध्ययन से नियंत्रित परिस्थितियों 11 , 12 के तहत सेलुलर या तंत्रिका नेटवर्क के स्तर पर मौजूदा उत्तेजना को बदलने के प्रभावों को अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं, लेकिन प्रभावी उत्तेजना तकनीक 13 , 14 के राज्य-निर्भरता को देखते हुए, ऐसे अध्ययन पूरी तस्वीर प्रकट नहीं करते हैं । न्यूरोइमेजिंग तकनीकों के साथ टीएसीएस का संयोजनइलेक्ट्रोएन्सेफ़ेलोग्राफी (ईईजी) 15 , 16 , 17 , मैग्नेटोएन्सेफेलोग्राफी (एमईजी) 18 , 1 9 , 20 या कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एफएमआरआई) 21 , 22 , 23 , 24 की तरह मस्तिष्क समारोह के सिस्टम-स्तर के मॉड्यूलेशन के बारे में सूचित कर सकते हैं। हालांकि, प्रत्येक संयोजन तकनीकी चुनौतियों के साथ आता है, मुख्य रूप से रुचियां 15 की आवृत्तियों की माप में उत्तेजना से प्रेरित कलाकृतियों के कारण। हालांकि एफएमआरआई का अस्थायी संकल्प ईईजी या एमईजी मापन से मेल नहीं खा सकता है, हालांकि इसके स्थानिक कवर और कॉर्टिकल और सबक्लेक्टिकल मस्तिष्क क्षेत्रों में संकल्प श्रेष्ठ है।

हाल ही में, एक संयुक्त टीएसीएस-एफएमआरआई अध्ययन में, हमने दिखाया कि रक्त ऑक्सीजन स्तर पर टीएसीएस के प्रभाव घएफएमआरआई के साथ मापा संकेत (बोल्ड) सिग्नल आवृत्ति और कार्य विशिष्ट हैं, और यह जरूरी नहीं कि इलेक्ट्रोड के नीचे सीधे अपने सबसे बड़े प्रभाव को लागू करता है, लेकिन क्षेत्रों में इलेक्ट्रोड 22 से अधिक दूर है। निम्नलिखित अध्ययन में, हमने टीएसीएस इलेक्ट्रोड स्थिति और आवृत्ति पर नेटवर्क फंक्शन पर आवृत्ति की जांच की, जो कि कम आवृत्ति में उतार-चढ़ाव और विश्रांती-राज्य कार्यात्मक कनेक्टिविटी का उपयोग करते हुए, सबसे सीधे प्रेरित क्षेत्र के सहसंबंध बीज का उपयोग करते हुए, विषय-आधारित वर्तमान घनत्व से प्राप्त होता है। सिमुलेशन। विशेष रूप से इस अध्ययन में, अल्फा (10 हर्ट्ज) और गामा (40 हर्ट्ज) उत्तेजनाओं ने अक्सर नेटवर्क कनेक्टिविटी या क्षेत्रीय मॉड्यूलेशन 23 में विपरीत प्रभाव हासिल किया था। इसके अतिरिक्त, आराम से-राज्य नेटवर्क जो सबसे ज्यादा प्रभावित था, वह बाएं फ़्रंटो-पैरिअटल कंट्रोल नेटवर्क था। इन अध्ययनों में एफएमआरआई प्रभावी, नियंत्रित एसटीआई के लिए इष्टतम मापदंडों को निर्धारित करने के लिए संभावितता को उजागर करती हैmulation। इसके अलावा, वे सबूतों में योगदान करते हैं कि, नियंत्रण परिमाप्यों, जैसे कार्य की स्थिति और समय, उत्तेजना आवृत्ति और इलेक्ट्रोड पदों से अलग, टीएसीएस की सफलता को प्रभावित करने वाले विषय-विशिष्ट कारक हैं। उत्तेजना मानकों को अनुकूलित करने में अनियंत्रित चर के रूप में अनुवाद करने वाले विषय विशेषताओं के उदाहरण आंतरिक कार्यात्मक कनेक्टिविटी, अंतर्जात दोलन पीक आवृत्ति ( जैसे , व्यक्तिगत अल्फा आवृत्ति), और खोपड़ी और त्वचा की मोटाई 25 है । टीएसीएस से संबंधित साहित्य के वर्तमान शरीर को ध्यान में रखते हुए, न्यूरोइमेजिंग जैसे तंत्रिका मापों के साथ टीएसीएस के संयोजन में अधिक अध्ययन प्रभावी मस्तिष्क उत्तेजना तकनीकों के लिए व्यापक प्रक्रियाएं स्थापित करने के लिए आवश्यक हैं।

इस प्रकार, हम टीएसीएस को एक दृश्य कार्य के एफएमआरआई के साथ एक साथ लागू करने वाले प्रयोगों के लिए एक सुरक्षित और विश्वसनीय सेटअप का वर्णन करते हैं, सेटअप और निष्पादन के पहलुओं पर ध्यान केंद्रित करते हुए जो सफलतापूर्वक सिंक्रनाइज़ किए गए टीएसीएस एफएमआरआई डेटा के कलाकृष्ण मुक्त अधिग्रहण के साथ।

Protocol

संस्थागत नैतिकता समिति के दिशानिर्देशों के अनुसार सभी प्रयोगों का संचालन करें। इस पांडुलिपि में वर्णित सभी अध्ययनों के लिए, हेलसिंकी की घोषणा के अनुसार सभी प्रक्रियाएं निष्पादित की गईं और विश्वविद्यालय मेडिकल सेंटर गौटिंगेन की स्थानीय आचार समिति द्वारा अनुमोदित किया गया।

प्रयोग से पहले उत्तेजना और कंप्यूटर सेटअप

  1. उत्तेजक सेटअप
    नोट: इस एफएमआरआई प्रयोग के लिए इस्तेमाल किया गया उत्तेजक एक एमआर-सुरक्षित इनर फिल्टर बॉक्स, एक बाहरी फिल्टर बॉक्स, सुरक्षा प्रतिरोधों, युग्मित केबल और एमआर-सुरक्षित सामग्री से लैस एक विशेष रूप से डिजाइन किए चुंबकीय अनुनाद (एमआर) -संगत प्रणाली है। कुछ निर्देश विशेष रूप से निर्माता के निर्देशों से संबंधित होते हैं, और ये एक दूसरे उत्तेजनाकार का उपयोग करते समय भिन्न हो सकते हैं, इसलिए निर्माता द्वारा प्रदान किए गए उपकरण के निर्देशों का पालन करने के लिए ध्यान रखना, जो इस सेटअप के अपवादों को बना सकते हैं। चित्रा 1 ए उत्तेजक औजार दिखाता हैइस प्रयोगात्मक सेटअप में उपयोग किए जाने वाले घटकों
    1. वांछित प्रयोगात्मक मापदंडों के कार्यक्रम के लिए उत्तेजक द्वारा दिए गए मेनू के माध्यम से नेविगेट करें (विवरण के लिए उपयोगकर्ता के मैनुअल को देखें) उदाहरण के लिए, 10 हर्ट्ज की उत्तेजना आवृत्ति के लिए, 1 एस के रैंप-अप / डाउन समय के लिए प्रोग्राम 10 चक्र, 30 एस उत्तेजना के लिए 300 sinusoidal चक्र, 1000 μA के बराबर वर्तमान ताकत, और दोहराए ट्रिगर मोड, जैसा कि हमारे जब तक अन्यथा नोट नहीं किया गया तब तक प्रयोग प्रत्येक बार जब प्रयोग चलाया जाता है तो लोड करने के लिए प्रोग्राम को सहेजें।
    2. एक BNC केबल का उपयोग कर उत्तेजना करने के लिए उत्तेजना प्रस्तुति कंप्यूटर ट्रिगर आउटपुट को कनेक्ट करें।
    3. स्कैनर कमरे के अंदर से रेडियो आवृत्ति (आरएफ) तरंगगुएड ट्यूब के माध्यम से एक गैर-चुंबकीय, परिरक्षित स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (लैन) केबल रखें। गुंजयमान कैपेसिटिव युग्लेशन से बचने के लिए, यह सुनिश्चित करें कि केबल लूप से मुक्त है और कमरे की दीवार के साथ रखा गया है, जिससे चुंबक बोर के पीछे और दाएं-ओर स्कैनर बेड रेललाइनबोर के अंदर जी, आंतरिक फिल्टर बॉक्स की स्थिति के लिए अग्रणी ( चित्रा -1 सी देखें और केबल नंबर के बारे में चरण 2.4 में सुरक्षा नोट) टेप के साथ केबल को उस की लंबाई के साथ रुक रखा गया
  2. दृश्य प्रोत्साहन कार्यक्रम को एक निर्दिष्ट प्रस्तुति कंप्यूटर पर लोड करें जो स्कैनर नियंत्रण कंप्यूटर से अलग है। चित्रा 1 सी में दर्शाए गए अनुसार, ऑप्टिकल-टू-इलेक्ट्रिक कन्वर्टर के माध्यम से और आउटपुट डिवाइस ( यानी , प्रोजेक्टर) के माध्यम से स्कैनर ट्रिगर आउटपुट के लिए प्रस्तुति कंप्यूटर को कनेक्ट करें जो कि परिरक्षित मामले में या चुंबक कक्ष के बाहर स्थित है स्कैनर बोर के अंदर एक स्क्रीन पर प्रक्षेपण निर्देशित करने के लिए गैर-चुंबकीय दर्पण का उपयोग करें।

2. विषय आगमन और तैयारी

  1. एमआर स्कैनिंग के लिए किसी भी मतभेद के लिए पूर्व-स्क्रीन पर भर्ती विषयों ( जैसे , कोई धातु प्रत्यारोपण, कोई क्लेस्ट्रोफोबिया, प्रयोग-विशिष्ट विषय की किसी और चीज की आवश्यकता नहीं है)अच्छी तरह से टीएसीएस ( जैसे , दौरे का इतिहास, पुरानी सिरदर्द, गर्भावस्था) 26 , 27
  2. जब विषय आता है, एफएमआरआई प्रयोग के विवरण के बारे में विषय को निर्देशित करें और उम्मीद के अनुभव का वर्णन करें ( उदाहरण के लिए , दृश्य उत्तेजना, झुनझुनी या टीओएएस से फ़ॉफीन, विशेष कार्य निर्देश)
  3. 10-20 ईईजी प्रणाली और उत्तेजक तैयारी तैयारी के अनुसार इलेक्ट्रोड रखें।
    1. टेप के उपाय का उपयोग करना, सिर के ऊपर सिर के ऊपर, सिर के किनारे पर आंगन से, और कान से कान तक की दूरी को मापें। 10-20 ईईजी सिस्टम के अनुसार, दोनों लंबाई का चौराह सीज़ के लिए सिर पर स्थित है। मार्कर का उपयोग करके खोपड़ी पर सीज़ के लिए स्पॉट को चिह्नित करें।
    2. विषय के सिर पर इलेक्ट्रोड के बिना ईईजी कैप रखें, सीज़ द्वारा विषय की खोपड़ी पर निशान के साथ गठबंधन के साथ इलेक्ट्रोड के वांछित स्थान को निर्धारित करें और उन्हें चिह्नित करें।
      नहींई: यह महत्वपूर्ण है कि सभी प्रयोगकर्ता सभी प्रयोगों के माध्यम से निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए एक ही प्लेसमेंट सिस्टम का उपयोग करें; 10-20 ईईजी सिस्टम, जो आमतौर पर ट्रांससीनियल उत्तेजना प्रयोगों में उपयोग किया जाता है, में विशिष्ट इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट 26 , 28 को बनाए रखने के लिए विशिष्ट दिशानिर्देश हैं।
    3. शराब और कपास पैड का इस्तेमाल करते हुए, विषय की खोपड़ी पर चिह्नित स्पॉट के आसपास और आसपास बाल और त्वचा को साफ करें; तेल और बाल उत्पादों को हटा दें
    4. रबर इलेक्ट्रोड पर कुछ जेल फैलाएं और प्रत्येक इलेक्ट्रोड को मजबूती से विषय के खोपड़ी पर चिह्नित और साफ स्थानों पर दबाएं, इलेक्ट्रोड से प्रवाहकीय जेल को न्यूनतम प्रतिबाधा के साथ खोपड़ी में पूरा करने के लिए सुनिश्चित करें।
    5. एक अतिरिक्त परिरक्षित लैन केबल का उपयोग करके, चित्रा 1 ए में दिखाए गए अनुसार उत्तेजक औजार और रबर इलेक्ट्रोड के लिए फिल्टर बक्से और एमआर-सुरक्षित केबल्स को कनेक्ट करें।
    6. उत्तेजक औजार को चालू करें और प्रतिबाधा का परीक्षण करें (उपयोगकर्ता का देखेंविवरण के लिए मैनुअल) यदि प्रतिबाधा 20 k not से कम नहीं है, तो स्केल पर इलेक्ट्रोड को दबाएं या इलेक्ट्रोड जेल को तब तक जरूरी न दें जब तक कि यह प्रतिबाधा दिशानिर्देश पूरा न हो जाए।
    7. जब प्रतिबाधा 20 k is से कम है, संवेदी अनुभव के साथ इस विषय को परिचित करने के लिए उत्तेजक को कुछ सेकंड के लिए वर्तमान में उत्पादन की अनुमति दें। इस परीक्षण के दौरान संवेदी धारणा के बारे में विषय से पूछें, जिसमें झुनझुनी सनसनी मौजूद है और इसके साथ पीड़ित हो सकती है, और उत्तेजना के दौरान phosphenes की सीमा या स्थान।
    8. इस बिंदु पर, विषय स्कैनर बिस्तर पर जाने के लिए तैयार है। विषय पर रबर इलेक्ट्रोड में प्लग किए गए इलेक्ट्रोड केबल को छोड़कर, उत्तेजक औलाद, अतिरिक्त लैन केबल, और बाह्य और आंतरिक फिल्टर बक्से काट लें।
    9. बाहरी फिल्टर बॉक्स को लैन केबल से कनेक्ट करें, जो कि वेवगाइड के माध्यम से एमआर स्कैनर पर चलाता है, जिससे संभवतया वेवगाइड के बाहर थोड़ा उजागर लैन केबल ( चित्र 1 बी देखें) के रूप में छोड़ दें। कनेक्ट करेंStimulator केबल का उपयोग कर बाहरी फिल्टर बॉक्स के लिए उत्तेजक और दोहराएँ कि उत्तेजक औपचारिकता कंप्यूटर ट्रिगर आउटपुट से जुड़ा हुआ है।
  4. एमआर स्कैनर के अंदर विषय तैयार करें।
    नोट: प्रयोग के दौरान चित्रा -1 सी पूर्ण टीएसीएस-एफएमआरआई सेटअप दिखाता है। स्कैनर बिस्तर के विमान को लगभग 90 डिग्री कोण पर स्कैनर के दाईं ओर स्थित स्कैनर बिस्तर रेलिंग पर आराम करने वाले आंतरिक फिल्टर बॉक्स पर व्यवस्थित इलेक्ट्रोड केबल के साथ निर्दिष्ट के रूप में केबल और आंतरिक फिल्टर बॉक्स की व्यवस्था करना महत्वपूर्ण है उबा देना। ऐसा करने की उपेक्षा करने से इलेक्ट्रोड केबल के सुरक्षा सर्किट को नुकसान हो सकता है; यह विन्यास खुले और बंद आरएफ कॉइल दोनों के लिए लागू होता है।
    1. यह सुनिश्चित करने के बाद कि विषय चुंबकीय सामग्रियों से मुक्त हो और एमआरआई प्रयोग के लिए तैयार हो, इस विषय को स्कैनर कमरे में ले जाएं।
    2. विषय को सुरक्षा सुनाने के लिए कान प्लग दें, और विषय को झूठ के लिए निर्देश देंस्कैनर बिस्तर पर, सिर के नीचे और पैरों के नीचे आराम के लिए और आंदोलन को कम करने के लिए तकिए रखकर। जब विषय के सिर के पीछे तकिए रखे जाते हैं, तो इलेक्ट्रोड केबल को सपाट रखने के लिए विशेष ध्यान दें और उस स्थिति में प्रयोग करें, जो प्रयोग की अवधि के लिए विषय पर झूठ बोलने के लिए सहज है।
    3. प्रयोग में प्रतिक्रिया देने के लिए एक बटन दबाए जाने के लिए न्यूनतम आंदोलन आवश्यक होने के लिए इस विषय पर अलार्म गेंद और एमआर-सुरक्षित प्रतिक्रिया बटन बॉक्स दें।
    4. विषय के सिर पर आरएफ प्रमुख कुंडल सुरक्षित दर्पण के साथ सुरक्षित करें जैसे कि विषय प्रोजेक्शन स्क्रीन को सही दिशा में दिखाई देता है।
    5. अस्थायी रूप से रबड़ इलेक्ट्रोड से आने वाले इलेक्ट्रोड केबल के नि: शुल्क अंत को सुरक्षित रखें ताकि सिर को कुंडली में जगह मिल जाए, जब यह बिस्तर चलती है, तब यह पकड़ नहीं पाता है। चित्रा -1 डी विषय के सिर को कुंडली में दिखाता है, जिसमें तकिए, दर्पण और टीएसीएस केबल मौजूद हैंइमेजिंग के लिए केंद्र सिर कुंडल में बिस्तर हिलते समय स्कैनर बेड रेलिंग पर फ़िल्टर बॉक्स को भी दिखाया गया है, उदाहरण के तौर पर स्कैनर बेड माप की स्थिति में है, जहां यह सिर कुंडली के सापेक्ष बैठना चाहिए।
    6. स्कैनर बिस्तर को माप की स्थिति में ले जाएं। स्कैनर बोर के पीछे की ओर से, रबर इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रोड केबल को आंतरिक फिल्टर बॉक्स से कनेक्ट करें जो लैन केबल से जुड़ता है, जैसा कि चित्र 1 सी में दिखाया गया है। स्कैनिंग के दौरान अतिरिक्त गति को रोकने के लिए टेप और रेत बैग के साथ बोर के दायीं ओर स्कैनर बिस्तर रेलिंग के साथ केबल्स और फिल्टर बॉक्स सुरक्षित करें। स्कैनर बोर के पीछे के अंत में प्लेस प्रोजेक्टर स्क्रीन।
    7. यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक बार एक बार उत्तेजना पर प्रतिबाधा का परीक्षण करें, केबल, फिल्टर बक्से और उत्तेजक औजार के बीच सभी कनेक्शन ठीक से बने होते हैं।

3. एमआर स्कैनिंग और प्रयोग

  1. स्कैन शुरू होने से पहले, परीक्षण करें किप्रस्तुति कंप्यूटर रजिस्टरों जब विषय प्रतिक्रिया बटन धक्का
  2. उच्च संकल्प T1- भारित शारीरिक डेटा प्राप्त करें ( उदाहरण के लिए , त्रि-आयामी टर्बो तेज कम कोण शॉट, इको टाइम (ते): 3.26 एमएस, दोहराव का समय (टीआर): 2,250 एमएस, व्युत्क्रम का समय: 900 एमएस, फ्लिप कोण 9 डिग्री, 1 x 1 x 1 मिमी के आइसोट्रोपिक रिज़ॉल्यूशन 3 )
    1. अधिग्रहण के बाद, समायोजक सेटअप से परिणामस्वरूप स्कैनिंग के दौरान शोर का पता लगाने के लिए एंटोमिकल एमआरआई पर कम और उच्च चरम पर विज़िनींग और खिड़की समायोजित करें। कार्यात्मक इमेज अधिग्रहण के साथ शोर के इस दृश्य निगरानी को समवर्ती रूप से जारी रखें।
  3. प्रस्तुति कंप्यूटर पर प्रयोग शुरू करें, स्कैनर ट्रिगर से शुरू करने के लिए तैयार है, और प्रस्तुति कंप्यूटर आउटपुट ट्रिगर की प्रतीक्षा करने के लिए उत्तेजक उपकरण को प्रारंभ करें। उत्तेजक उत्तेजक के बीच अस्थायी सिग्नल-टू-शोर अनुपात (टीएसएनआर) में मतभेदों से बचने के लिए एफएमआरआई प्रयोग पर उत्तेजित करने वाले और जुड़े रहेंपर और बंद शर्तों 22
  4. एफएमआरआई स्कैन प्रारंभ करें ( जैसे , दो-आयामी टी 2 * भारित ढाल-इको इको-प्लानर इमेजिंग; TE: 30 एमएस, टीआर: 2,000 एमएस, फ्लिप कोण 70 डिग्री, 33-स्लाइस 3-एमएम मोटाई, स्लाइस के बीच कोई अंतर नहीं 3 x 3 मिमी 2 के एक इन-प्लेन रिज़ॉल्यूशन, स्कैनिंग के सात मिनट के लिए 210 वॉल्यूम), जो प्रस्तुति कंप्यूटर पर प्रयोग की शुरुआत को ट्रिगर करता है। उत्तेजक औजार को मॉनिटर करने की गारंटी देता है कि वर्तमान प्रयोगात्मक रनों में वांछित समय पर भेजा जाता है।

4. प्रयोग निष्कर्ष

  1. प्रयोग चलने और स्कैनिंग समाप्त होने के बाद, स्कैनर बिस्तर पर जाने से पहले रबर इलेक्ट्रोड से जुड़े केबल से आंतरिक फिल्टर बॉक्स को अनप्लग करें, स्कैनर से विषय हटा दें, और इलेक्ट्रोड हटा दें, विषय को अपने बाल धोने के लिए छोड़ दें।
  2. उत्तेजक औजार को बंद करें, और उसे रीचार्ज करने के लिए प्लग करें। रबर इलेक्ट्रोड को पानी के साथ साफ करेंटी का उपयोग करें

Representative Results

चित्रा 2 और चित्रा 3 , क्रमशः एक प्रेत में और मानव विषय में उपकरण शोर परीक्षणों के लिए प्राप्त प्रतिनिधि चित्र दिखाएं। प्रत्येक पंक्ति में, चित्रा 2 और चित्रा 3 , पंक्ति के ऊपर तदनुसार लेबल किए गए एक अधिगृहीत मात्रा या गणना वाले मानचित्र से प्रतिनिधि अक्षीय स्लाइस दिखाएं। प्रत्येक पंक्ति पर सबसे ऊपरी छवि, संबंधित वॉल्यूम या गणना वाला मानचित्र का बाण का प्रतिनिधित्व है, जिसमें अक्षीय टुकड़ा स्थान नीले रंग की रेखाओं के साथ दर्शाता है पहली पंक्ति के अलावा, जो कि इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट को सफेद में दिखाता है, वॉल्यूम प्रत्येक आकृति में T1- भारित छवि पर मढ़ा है। ध्यान दें कि टी 1-भारित छवियों में इलेक्ट्रोड से कोई विरूपण या संकेत छोड़ने वाला नहीं है चित्रा 2 की दूसरी पंक्ति में टीएसीएस सेटअप के साथ अधिग्रहीत प्रतिनिधि कार्यात्मक एमआरआई डेटा दिखाता है और चालू होता हैपर। चित्रा 2 में प्रेत में नोटिस, इलेक्ट्रोड की वजह से कुछ संकेत छोड़ने वाले और विरूपण हैं, हालांकि चित्रा 3 की पंक्ति 2 बताती है कि ये विकृति एक विषय में खोपड़ी से परे नहीं फैलती हैं। चित्रा 2 के तीन और चार पंक्तियों को वॉल्यूम में शोर माप दिखाएं, जो कि एफएमआरआई डेटा के समान मापदंडों का उपयोग कर हासिल कर ली गई हैं, लेकिन आरएफ उत्तेजना नाड़ी के बिना। चित्र स्कैनर के दौरान स्कैनर कमरे और एमआर हार्डवेयर में शोर का स्तर दिखाते हैं। पंक्ति तीन टीएसीएस बंद के साथ एक शोर माप है, और पंक्ति चार टीएसीएस के साथ एक है। चित्रा 2 की पांचवीं और छठी पंक्ति में क्रमशः टीएसीएस सेटअप और उत्तेजक औजार के साथ कार्यात्मक चलाने के लिए टीएसएनआर नक्शे हैं। मानव विषय में प्राप्त आंकड़ों की गणना से प्राप्त टीएसएनआर नक्शे चित्रा 3 पंक्तियों में तीन, टीएसीएस बंद के साथ, और चार, टीएसीएस ऑन के साथ दिखाई देते हैं। सूचना है कि कोई दृश्य अंतर नहीं हैउत्तेजना की स्थिति के बीच तुलना करते समय तीव्रता में फेंक जैसा कि हमने पिछले अध्ययन में दिखाया था, टीएसीएस उपकरण टीएएसएसआर सेटअप के बिना अधिग्रहीत लोगों की तुलना में छवियों में टीएसएनआर में करीब 5% की गिरावट का उत्पादन करता है, हालांकि टीएसएनआर स्टेम्यूलेशन पर और शर्तों 22 में स्थिर रहना चाहिए।

चित्रा 4 चित्रा 4 गैर-एमआर संगत इलेक्ट्रोड उपयोग किया जाता है जब हो सकता है कि संकेत छोड़ने वालों को दर्शाता है कि छवियों की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करता है इलेक्ट्रोड के साथ एक विषय के अधिग्रहण की गई एफएमआरआई वॉल्यूम से स्लाइस जो कि कुछ धातु के संदूषण हो सकते हैं, इलेक्ट्रिक के नीचे सिग्नल डॉकटायर को मोटे तौर पर प्राथमिक मोटर प्रांतस्था में रखा जाता है, जैसा कि लाल सर्किल से संकेत दिया गया है।

चित्रा 5 एक प्रयोग के परिणामों से पता चलता है कि उन विषयों में बोल्ड सिग्नल पर 16 हर्ट्ज सीज़-ओज टीएसीएस की वर्तमान ताकत के प्रभाव का परीक्षण किया गया है जिनके केवल टी पूछना केंद्रीय पार निर्धारण है। प्रयोग के दौरान, टीएसीएस की 12-सेकंड की अवधि गैर-उत्तेजना अवधि के साथ द्विगुणित हुई थी, जो 24 से 32 सेकंड तक होती थी। एक छद्म यादृच्छिक क्रम में, टीएसीएस को चार रनों में से प्रत्येक में अलग-अलग ताकत (500 μA, 750 μA, 1,000 μA, 1,500 μA) के साथ लागू किया गया था चित्रा 5 ए सांख्यिकीय ताकत वाले समूहों के लिए बोल्ड सिग्नल की घटना से संबंधित औसत दर्शाती है, जिससे बढ़ी हुई ताकत के साथ बोल्ड सिग्नल पर बढ़ती प्रभाव पड़ता है। इसके अतिरिक्त, चित्रा 5 बी वर्तमान ताकत वाले विशिष्ट टी-स्कोअर मानचित्रों को दर्शाता है जो प्रभाव की क्षेत्रीय विशिष्टता के साथ-साथ बढ़ती हुई ताकत के साथ स्थानिक प्रभाव को बढ़ाना है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि आगे वाले इलाकों में बोल्ड गतिविधि को काफी बदल दिया गया था, यह दर्शाते हुए कि मॉड्यूल हमेशा इलेक्ट्रोड के नीचे सीधे नहीं होते। विवरण के लिए, कैब्रल-काल्डेरिन और सहयोगियों 22 को देखें

ई_content "fo: keep-together.within-page =" 1 "> चित्रा 6 एक प्रयोग के प्रतिनिधि परिणामों को एक दृश्य धारणा कार्य के दौरान टीएसीएस प्रभावों की आवृत्ति निर्भरता का परीक्षण दिखाता है। विषयों ने एक बिस्टेबल घूर्णन क्षेत्र की कथित दिशा की सूचना दी। उसी समय, टीएसीएस तीन अलग-अलग सत्रों में से एक में तीन उत्तेजना आवृत्तियों (10 हर्ट्ज, 60 हर्ट्ज या 80 हर्ट्ज) में सीज़ और ओज पर लगाए गए इलेक्ट्रोड के साथ लागू किया गया था। चित्रा 6 ए, दृश्य प्रस्तुति और टीएसीएस अवधि के बीच प्रयोग के समय को दर्शाता है केंद्रीय क्रॉस निर्धारण के अवरोध टीएसीएस की स्थिति और आवृत्ति प्रभाव संपर्क नक्शे और क्लस्टर पोस्ट-हॉक टेस्ट 10 हर्ट्ज टीएसीएस घटते हुए और 60 हर्ट्ज के बढ़ते संकेत ( चित्रा 6 बी ) के साथ, पार्श्विक प्रांतस्था में आवृत्ति-विशिष्ट प्रभाव दिखाते हैं। चित्रा 6 सी टी-स्कोर से पता चलता है कुछ हरेक को शामिल करने के लिए पार्श्विक प्रांतस्था से परे विस्तारित 60 हर्ट्ज टीएसीएस के विशेष प्रभाव के नक्शेताल और ललाट क्षेत्र प्रयोग और विश्लेषण के विवरण के लिए, काब्राल-काल्डेरिन, एट अल देखें 22

आकृति 1
चित्रा 1: स्कैनर में टीएसीएस सेटअप ( ) सभी आवश्यक तत्वों के साथ टीएसीएस सेटअप उत्तेजक औजार और केबल एमआर परिरक्षित कमरे के बाहर जुड़े हुए हैं यह भी दिखाया गया है कि ईईजी कैप, टेप मापन, और इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला प्रवाहकीय जेल। ( बी ) स्कैनर कमरे के बाहर रखा बाहरी फिल्टर बॉक्स और उत्तेजक। लैन केबल (चित्रा में दिखाई नहीं दे रहा है) स्कैनर कमरे से आरएफ वेवग्गाइड ट्यूब के माध्यम से आता है और बाहरी फिल्टर बॉक्स से जुड़ जाता है, साथ ही संभवतः स्कैनर कमरे के बाहर बहुत कम लैन केबल का पर्दाफाश किया जाता है। उत्तेजक औजार बाहरी फिल्टर बॉक्स के साथ-साथ प्रस्तुति कंप्यूटर ट्रिगर आउटपुट केबल से जुड़ा होना चाहिए। ( सी )प्रायोगिक सेटअप के साथ स्कैनर पर्यावरण प्रस्तुति कंप्यूटर, स्कैनर कंप्यूटर और ट्रिगर आउटपुट और प्रोजेक्टर सहित टीएसीएस सेटअप का चित्रण। ( डी ) प्रयोग के लिए विषय स्थिति महत्वपूर्ण तत्वों में तकिया, केबल प्लेसमेंट, दर्पण और सिर का तार शामिल हैं। बोर के अंदर प्लेसमेंट के उदाहरण के रूप में स्कैनर बेड रेलिंग पर फ़िल्टर बॉक्स रखा गया है। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्र 2
चित्रा 2: गुणवत्ता आकलन एमआर छवियां एक प्रेत के निकाले गए पंक्ति 1: उच्च संकल्प संरचनात्मक टी 1-भारित छवि अक्षीय स्लाइसें, उनकी स्थिति के साथ दांतेदार टुकड़े के दायीं ओर नीली रेखाओं से इंगित की गई हैं (प्रत्येक पंक्ति में भी देखें)। दांतेदार विमान पर, इलेक्ट्रोड की स्थिति सचित्र हैं सफेद में रेटेड पंक्ति 2: टी 2 * भारित इको-प्लानर इमेज स्लाइस, मैगेंटा ऐरो के साथ, जो इलेक्ट्रोड और / या इलेक्ट्रोड जेल के कारण सिग्नल डॉकटाउन और विरूपण को दर्शाता है। दांतेदार विमान पर, संबंधित वॉल्यूम की स्थिति एक ओवरले के रूप में दिखायी जाती है (प्रत्येक निम्न पंक्ति में भी दिखाई देती है)। पंक्ति 3: एफएमआरआई प्रायोगिक मापदंडों से प्राप्त शोर छवि स्लाइस और आरएफ़ उत्तेजना नाड़ी नहीं, जबकि टीएसीएस सेटअप चालू है और चालू है, लेकिन उत्तेजक नहीं है। पंक्ति 4: टीएसीएस सेटअप के साथ कोई-आरएफ-उत्तेजना छवि ली गई और 16 हर्ट्ज पर उत्तेजक और उत्तेजक। पंक्ति 5: टीएसएनआर नक्शा जगह में टीएसीएस सेटअप के साथ अधिग्रहीत डेटा से गणना की गई और चालू हो गई, लेकिन उत्तेजक नहीं। पंक्ति 6: टीएसएनआर नक्शा जगह में टीएसीएस सेटअप के साथ हासिल आंकड़ों की गणना और 16 हर्ट्ज पर उत्तेजक। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्रा 3 "वर्ग =" एक्सफिगिम "src =" / फाइल / एफटीपी_अपलोड / 55866 / 55866fig3.jpg "/>
चित्रा 3: गुणवत्ता आकलन एमआर चित्र एक विषय प्राप्त पंक्ति 1: उच्च संकल्प रचनात्मक छवि अक्षीय स्लाइसें, उनकी स्थिति के साथ दांतेदार टुकड़े की दाईं ओर नीली रेखाओं (प्रत्येक पंक्ति में दिखाए गए अनुसार) के अनुसार दिखाई देती है। इलेक्ट्रोड स्थितियों को बाण के समान दृश्य पर सफेद में सचित्र किया गया है। पंक्ति 2: टी 2 * भारित इको-प्लानर इमेज स्लाइस, जो इलेक्ट्रोड और / या इलेक्ट्रोड जेल के कारण कोई सिग्नल डॉकटायर नहीं दिखाते। दांतेदार विमान पर, संबंधित वॉल्यूम की स्थिति एक ओवरले के रूप में दिखायी जाती है (प्रत्येक निम्न पंक्ति में भी दिखाई देती है)। पंक्ति 3: टीएसएनआर नक्शा जगह में टीएसीएस सेटअप के साथ अधिग्रहीत डेटा से गणना की गई और चालू, लेकिन उत्तेजक नहीं। पंक्ति 4: टीएसएनआर नक्शा जगह में टीएसीएस सेटअप के साथ हासिल आंकड़ों की गणना और 16 हर्ट्ज पर उत्तेजक। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें


चित्रा 4: एक दूषित इलेक्ट्रोड के कारण सिग्नल ड्रॉपआउट मोटर कंटैक्स के हाथों की घुंडी पर लगभग दूषित इलेक्ट्रोड का उपयोग करके किसी विषय के अधिग्रहण के एक एफएमआरआई मात्रा से स्लाइस। रेड मंडल सिग्नल डॉकआउट के साथ इलेक्ट्रोड के नीचे के क्षेत्रों को इंगित करते हैं। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

चित्रा 5
चित्रा 5: बोस सिग्नल के टीएसीएस मॉडुलन पर मौजूदा ताकत का प्रभाव ( ) एफ स्कोर मैप्स 16 हर्ट्ज टीएसीएस के प्रभाव पर वर्तमान ताकत का मुख्य प्रभाव दिखा रहा है। एक तरफा रानोवा में वर्तमान ताकत का एक महत्वपूर्ण मुख्य प्रभाव [भीतर कारक: वर्तमान शक्ति (500, 750, 1,000, 1,500 μA)] स्पष्ट है भूखंड प्रत्येक मौजूदा ताकत के लिए टीएसीएस-एम्स की अवधि के लिए बोल्ड सिग्नल के ईवेंट से संबंधित औसत समय पाठ्यक्रम दिखाते हैं। छायांकित क्षेत्रों मतलब भर में मतलब के मानक त्रुटि इंगित करते हैं। MedialFG = औसत दर्जे का लहराती गइरस, आईपीएस = इंट्रापरीएटल सल्क्सस, आईएफजी = अवर अवर लहराया, पीआरसी = प्रीसेंट्रल गइरस, एल = बाएं, आर = दाएं, * क्लस्टर कई तुलना के लिए सही नहीं है। ( बी ) प्रत्येक मौजूदा ताकत के लिए 16 हर्ट्ज टीएसीएस के दौरान बॉल गतिविधि परिवर्तन दिखा रहा है। 500 μA टीएसीएस के साथ कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं मिला। एलएच = बायां गोलार्ध; आरएच = सही गोलार्द्ध इस तस्वीर को कैबरल-काल्डेरिन एट अल से संशोधित किया गया है 29 इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

आईएमजी "src =" / फाइल / एफटीपी_उपलोड / 55866 / 55866fig6.jpg "/>
चित्रा 6: एक दृश्य धारणा कार्य में बोल्ड सिग्नल पर टीएसीएस का प्रभाव। ( ) प्रयोग के योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व। दृश्य प्रोत्साहन और टीएसीएस को ब्लॉक डिजाइन में लागू किया गया था, जिसमें 30 एस ऑन-ऑफ टीएसीएस ब्लॉक दृश्य उत्तेजना प्रस्तुति के 120 सेकंड ब्लॉकों के दौरान उत्पन्न होते थे। प्रत्येक आवृत्ति को एक अलग सत्र में परीक्षण किया गया था। एसएफएम = संरचना-से-गति ( बी ) टीएसीएस की स्थिति और फ़्रिक्वेंसी इंटरेक्शन प्रभाव। एफ-स्टैटिस्टिक मैप्स दो तरह से रानोवा में महत्व देते हैं [कारकों में: टीएसीएस (ऑन, ऑफ़), फ्रीक्वेंसी (10 हर्ट्ज, 60 हर्ट्ज, 80 हर्ट्ज)] और सेंट्रल ग्यूरस के बाद में दो प्रतिनिधि समूहों के लिए बीटा अनुमान। सतत रेखाएं और काले तारांकन टीएसीएस के लिए बाद के अंतर के लिए महत्वपूर्ण अंतर मानते हैं, 60 हर्ट्ज बनाम 10 हर्ट्ज और 80 हर्ट्ज बनाम 10 हर्ट्ज के इंटरैक्शन प्रभाव, और लाल तारकीय तदनुसार पोस्ट-हॉक टेस्ट से बनाम टीएसीएस के लिए महत्वपूर्ण अंतर दर्शाता है। पीओसी = पोस्ट सेंट्रल गैयरस, आईपीएस = इंट्रापरीएटल सल्क्सस ( सी ) टी-स्कोअर 60 हर्ट्ज टीएसीएस का नक्शा बनाम बंद पर 60 हर्ट्ज टीएसीएस की तुलना में महत्वपूर्ण अंतर। यह तस्वीर कैबरील-काल्डेरिन एट अल से पुनः प्रकाशित की गई है 29 इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें

Discussion

यहां, हमने एक एमआर संगत टीएसीएस सिस्टम का इस्तेमाल करते हुए एक साथ टीएसीएस-एफएमआरआई प्रयोग सेटअप और निष्पादन के लिए प्रक्रिया का वर्णन किया है। इस प्रक्रिया में कुछ कदम विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है, विशेष रूप से विषय सेटअप के संबंध में। इस प्रयोग में उपयोग किए जाने वाले एमआर-संगत stimulator और सेटअप केवल केबल, फिल्टर बक्से और इलेक्ट्रोड के साथ लगभग 12 k a का न्यूनतम प्रतिबाधा है, और निर्माता विषय से जुड़े इलेक्ट्रोड के साथ 20 kΩ न्यूनतम प्रतिबाधा की सिफारिश करता है; यह आवश्यकता उत्तेजक उत्पाद और निर्माता पर निर्भर करती है। जब विषय में इलेक्ट्रोड लगाने पर, प्रतिबाधा बहुत अधिक है, तो इलेक्ट्रोड को दबाने से इस मूल्य को कम करने के लिए कुछ कदम उठाए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, स्कैल्प पर इलेक्ट्रोड को दबाने से पहले बाल सहित, इलेक्ट्रोड जेल के साथ खोपड़ी पर चिह्नित और साफ़ स्थानों को पहले से भरना आसान हो सकता है। यह गैर-प्रवाहकीय सामग्री में वर्तमान प्रसार को सुनिश्चित करेगा; तथापि,इलेक्ट्रोड के रूप में एक ही सतह क्षेत्र को इलेक्ट्रोड जेल कवरेज को उत्तेजित करने के लिए वांछित क्षेत्र में मौजूदा प्रसार को प्रत्यक्ष करने के लिए सावधान रहें। इस पर विशेष ध्यान दें यदि इलेक्ट्रोड एक साथ बंद हो जाते हैं, क्योंकि इलेक्ट्रोड के बीच विद्यमान शंटिंग अतिरिक्त इलेक्ट्रोड जेल संपर्क के माध्यम से हो सकता है। यदि इलेक्ट्रोड सिर के पीछे है जहां विषय सीधे उस पर बिछा जाएगा, तो सिर के पीछे तकिए रखने के लिए विशेष देखभाल की जानी चाहिए जैसे कि प्रयोग जारी होने के दौरान विषय असुविधाजनक नहीं होगा; इस असुविधा विषय में शुरू में एक समस्या नहीं हो सकती है, हालांकि अनुभव से पता चलता है कि दर्द बढ़ता है और समय के साथ बढ़ जाता है। इसके अतिरिक्त, सभी एफएमआरआई प्रयोगों के साथ, विषय गति समस्याग्रस्त confounds का परिचय है, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि विषय जगह में सभी केबलों और इलेक्ट्रोडों के लिए सहज है।

सेटअप के बारे में विचार करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण पहलू शोर संभवत: में पेश किया गया हैएमआर पर्यावरण के लिए जो छवि कलाकृतियों और विकृतियां पैदा कर सकता है। प्रयोग से पहले, यह पूरी तरह से टीएसीएस सेटअप के साथ छवि कलाकृतियों के लिए परीक्षण करने के लिए विवेकपूर्ण है। इलेक्ट्रोड जेल के साथ इलेक्ट्रोड सुरक्षित रखने के लिए एक सामान्य गोलाकार प्रेत का उपयोग किया जा सकता है। इलेक्ट्रोड के बीच यात्रा करने के लिए वर्तमान के लिए कोई रास्ता उपलब्ध करना महत्वपूर्ण है, जिसे एक इलेक्ट्रोड से दूसरे में एक पथ में इलेक्ट्रोड जेल के उदार मात्रा में लगाने से पूरा किया जा सकता है। पूरे प्रयोग को चलाने के लिए, जैसा कि विषय के लिए योजनाबद्ध है, जिसमें पैरामीटर विविधताओं जैसे कि आवृत्ति और वर्तमान शामिल हैं स्कैनिंग सत्र के दौरान, एमआर स्कैनर नियंत्रण कंप्यूटर पर छवि व्यूअर में कंट्रास्ट और विंडोिंग के चरम सीमाओं को समायोजित करने से शोर का आसान दृश्य पता लग जाता है। जब प्रयोग के पहले और दौरान शोर के लिए नेत्रहीन निगरानी की जाती है, तो उच्च तीव्रता वाले पैटर्न में शोर को स्पाइक्स के रूप में हो सकता है, उदाहरण के लिए जहां संकेत मापा नहीं जाना चाहिए, या समय के साथ तीव्रता भिन्न हो, उदाहरण के रूप में आरएफ उत्तेजना के साथ एफएमआरआई डेटा प्राप्त करनाएन पल्स चालू स्कैनिंग के दौरान वास्तविक छवि संकेत प्राप्त किए बिना स्कैनर पर्यावरण शोर के बारे में जानकारी देता है ( चित्रा 2 देखें)। यह शोर परीक्षण हर स्कैनिंग सत्र में किया जा सकता है। यदि शोर में भिन्नताएं हैं, तो जांच लें कि सभी केबल स्थिर और उत्तेजक, इलेक्ट्रोड और फिल्टर बक्से से जुड़े हुए हैं। कोई केबल लूप में बैठे नहीं होना चाहिए। रबड़ में धातु के दूषित पदार्थों (एमआर-संगत के रूप में बेची जाने के बावजूद) और अन्य संभावनाओं के बीच दोषपूर्ण कनेक्शन के साथ टूटी हुई तारों, इलेक्ट्रोड से शोर या विरूपण उत्पन्न हो सकता है। उत्तेजनात्मक रूप से बैटरी के चालन को बिजली के शोर को कम करने के लिए प्रेरित किया जाता है; यह सुनिश्चित करें कि प्रत्येक प्रयोग के पहले यह पूरी तरह से चार्ज किया जाता है और यह पूरे प्रयोग पर रहता है और जुड़ा रहता है। कार्यात्मक छवियों में टीएसएनआर प्रेरित तंत्र से लगभग 5% कम हो जाएगा, हालांकि, मान उत्तेजना परिस्थितियों में स्थिर होना चाहिए 22 । एक साथ transcranial विद्युत उत्तेजना- fMRI परीक्षण ओएन कैडॉवर्स ने दिखा दिया है कि मौजूदा उत्तेजनाओं के साथ जुड़े कोई भी कलाकृतियों नहीं हैं, जो प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना 30 की तुलना में एक लाभ है। सैद्धांतिक रूप से, कलाकृतियों की कमी के बारे में समझाया जा सकता है, जब शून्य को शुद्ध रूप से 30 का अधिग्रहण किया जाता है, तो शुद्ध शून्य से। हालांकि, हमारी प्रयोगशाला में किए गए कुछ प्रयोगों के लिए, अधिग्रहण का समय या टीआर उत्तेजना आवृत्ति का एक बहुमान नहीं है। इस प्रोटोकॉल में उल्लिखित शोर परीक्षणों और कलाकृतियों के लिए चित्रों का परीक्षण करने के बाद, जो दिखाई नहीं दे रहे थे, हमने निष्कर्ष निकाला है कि शून्य से शुद्ध वर्तमान में कोई अंतर छोटा है और कलाकृतियों को प्रेरित करने के लिए बहुत ही नगण्य है।

सफल प्रयोगों के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण बिंदु यह है कि प्रस्तुति कंप्यूटर स्कैनर के ट्रिगर आउटपुट को प्राप्त करता है और उत्तेजक उपकरण प्रस्तुति कंप्यूटर से ट्रिगर प्राप्त करता है। प्रयोग से पहले, दृश्य उत्तेजना डिजाइन और समय का इस्तेमाल करते समयई वांछित सॉफ्टवेयर इस प्रोग्राम को एमआर स्कैनर और उत्तेजक औजार के साथ दृश्य प्रेरणा प्रस्तुति को सिंक्रनाइज़ करने के लिए ट्रिगर का उपयोग करना चाहिए; यह एक ट्रिगर के साथ शुरू होता है जो एमआर स्कैनर से आउटपुट होता है और वांछित उत्तेजना के समय उत्तेजना को आउटपुट भेजता है। सेटअप के दौरान ट्रिगर संचार की जांच करने का एक आसान तरीका है स्कैनर ट्रिगर आउटपुट के साथ-साथ प्रस्तुति कंप्यूटर आउटपुट के लिए एक बीएनसी केबल से जुड़े ऑसिलोस्कोप का उपयोग करना। हमारे सेटअप में, एमआर स्कैनर प्रत्येक फ़ंक्शनल वॉल्यूम के लिए ट्रिगर (टॉगल) का उत्पादन करता है, और प्रस्तुति कंप्यूटर प्रस्तुति सॉफ़्टवेयर के माध्यम से क्रमादेशित संकेत देता है। एक अच्छी तरह से डिजाइन किए गए प्रयोग का विश्लेषण उचित रूप से समय पर उत्तेजना पर गंभीर रूप से आता है।

प्रयोगशाला सेटिंग आवश्यकताओं के लिए आवश्यकतानुसार इस प्रयोग के कुछ चरणों को अनुकूलित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यह सेटअप एक प्रोजेक्टर और विज़ुअल प्रेरणा प्रस्तुत करने के लिए दर्पण का उपयोग करने का वर्णन करता है, हालांकि दृश्य उत्तेजना कहांTput डिवाइस एमआर-सुरक्षित लिक्विड-क्रिस्टल डिस्प्ले चश्मे या एक एमआर-सुरक्षित मॉनिटर हो सकता है, प्रयोग और प्रयोग की प्राथमिकताओं या सीमाओं के आधार पर चुना जा सकता है। इसके अलावा, एमआरआई स्कैन पैरामीटर प्रयोग के अनुरूप होना चाहिए। यह ध्यान देने योग्य है कि टीएसीएस के लिए प्रयोगात्मक नियंत्रण की उचित पसंद पर ध्यान देना चाहिए, हालांकि एक सीधा जवाब मौजूद नहीं है। 30 सेकंड का एक छोटा सा मुंह उत्तेजना टीएसीएस द्वारा प्रेरित somatosensation की नकल कर सकता है जो अंततः लंबे समय तक उत्तेजना के साथ कम हो जाती है; हालांकि, कुछ अध्ययनों से पता चलता है कि उत्तेजना की भी थोड़ी सी अवधि ओसील्लेटरी entrainment 12 को प्रेरित कर सकती है। टीएसीएस के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है एक और संभव नियंत्रण एक गैर प्रभावी आवृत्ति का उपयोग कर उत्तेजित है, या, दूसरे शब्दों में, ब्याज में से एक से एक अलग आवृत्ति। यहां अपवाद यह होगा कि स्मोलेशन आवेश 31 के अनुसार सोमैटोसेंसेशन और फिस्फ़िन की धारणा अलग-अलग होती है। अंत में, stim के व्यक्तिपरक अनुभवों के बारे मेंइयूलेशन, टीएसीएस-प्रेरित फॉस्फ़िन्स अलग-अलग लोगों में बदलती हैं, इसलिए विषय पर परिवर्तनशीलता को सर्वश्रेष्ठ पर कब्जा करने के लिए, phosphene धारणा के लिए विस्तृत रेटिंग प्रणाली का उपयोग करने पर विचार करें, और phosphenes ( जैसे , स्थान, तीव्रता) के विभिन्न विशेषताओं का वर्णन करने वाले विषय के साथ कुछ समय व्यतीत करें उत्पन्न हो सकता है ताकि विषय उत्तेजना 32 , 33 के दौरान उसके अनुभव को ध्यान से मूल्यांकन कर सके।

यहां दिखाए गए प्रतिनिधि परिणाम बताते हैं कि टीएसीएस प्रभाव वर्तमान आश्रित, आवृत्ति पर निर्भर हैं, और उस मॉड्यूलेशन को इलेक्ट्रोड के नीचे के क्षेत्रों तक सीमित नहीं है, लेकिन दूर से, संभवतः कार्यात्मक रूप से जुड़े क्षेत्रों तक फैली हुई है। इस तकनीक का एक सीमा एफएमआरआई के साथ-साथ बोल्ड प्रतिक्रिया के अस्थायी संकल्प है। डेटा अधिग्रहण और हेमोडायनामिक प्रतिक्रिया मस्तिष्क की उत्तेजना आवृत्ति या विद्युत गतिविधि के रूप में उतनी ही तेजी से नहीं होती है, इसलिए आवृत्ति के साथ प्रत्यक्ष बातचीतटीएसीएस के विशिष्ट प्रभाव को मापा नहीं जा सकता। हालांकि, यह देखते हुए कि टीएसीएस प्रभावों के वैज्ञानिक साहित्य का सबसे बड़ा हिस्सा व्यवहारिक अध्ययनों का है, और यह टीएसीएस स्पष्ट रूप से पूरे, जटिल तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करता है, यह स्पष्ट है कि एक साथ टीएसीएस-एफएमआरआई प्रयोगों में हमें टीएसीएस प्रभाव के बारे में जानकारी देने के लिए बहुत कुछ है दिमाग। ईईजी और एमईजी ऑफ़र अंतर्दृष्टि जो स्तर संबंधी प्रस्तावों के स्तर पर होती हैं जो कि तंत्रिका गतिविधि से मेल खाते हैं हालांकि, ईईजी और एमईजी स्थानिक संकल्प से ग्रस्त हैं और कॉर्टिकल गहराई सीमाएं या कम्प्यूटेशनल गहन स्त्रोत-पुनर्निर्माण तकनीक एक ही आवृत्तियों पर दर्ज ब्याज के मस्तिष्क के संकेतों को ओवरराइड करने वाले उत्तेजना आवृत्ति और हार्मोनिक कलाकृतियों से ईईजी और एमईजी विश्लेषण को जटिल बनाते हैं। इनमें से कुछ चुनौतियों से निपटने के लिए अभिनव कार्यवाही लागू की गई हैं हेल्रफिच एट अल टीएसीएस कलाकृतियों को ईईजी डेटा से एक आर्टिफैक्ट टेम्पलेट घटाव और सिद्धांत घटक विश्लेषण का उपयोग करने के लिए उपन्यास तकनीक का इस्तेमाल किया 34 के एमईजी आधारित cortical नक्शे बनाया। सामान्य और असामान्य मस्तिष्क समारोह को बेहतर समझने के लिए अनुसंधान में टीएसीएस लगाने के लक्ष्य के साथ, और अंततः नैदानिक ​​या चिकित्सा विज्ञान के लिए चिकित्सकीय रूप से, टीएसीएस को ईईजी, एमईजी और एफएमआरआई के साथ अलग से जोड़ा जाना चाहिए ताकि उन विशिष्ट वांछित प्रभावों के लिए बेहतर तरीके से स्थापित हो सकें जिन्हें विशेष रूप से व्यक्तियों के लिए जब इस तरह के व्यवहार स्थापित होते हैं, तंत्रिका दोलनों ( जैसे स्पष्ट रूप से कार्यात्मक भूमिकाओं और विभिन्न आवृत्ति बैंड के संबंधों को परिभाषित) और टीएसीएस के साथ उनके मॉडुलन के कार्य को समझने के लिए प्रभावी जांच की जा सकती है (उदाहरण के लिए, क्या तंत्र entrainment या प्लास्टिक के परिवर्तन के माध्यम से होता है 35 )।

भविष्य के निर्देशों को ध्यान में रखते हुए, यहाँ वर्णित सेटअप को धारणा या अनुभूति का अध्ययन करने वाले एफएमआरआई प्रयोगों के लिए तैयार किया गया है, जैसा कि संरचना-से-गति अध्ययन में वर्णित है और अन्य ने इसका प्रदर्शन किया है। कैब्रल-काल्डेरिन और उनके सहयोगियों ने दिखाया कि ओसीसीपॉर्टिक प्रांतस्था के क्षेत्रों में सक्रियण कार्य और टीएसीएस आवृत्ति पर वीडियो-बनाम बनाम उंगली-टैपिंग प्रयोग 22 पर निर्भर था। एक साथ टीएसीएस-आराम-राज्य एफएमआरआई अध्ययन में, कैब्रल-काल्डेरिन और सहकर्मियों ने आंतरिक कार्यात्मक कनेक्टिविटी पर टीएसीएस के आवृत्ति-निर्भर प्रभाव और राज्य नेटवर्क को आराम दिया। वोस्कुल्ल एट अल संयुक्त टीएसीएस और एफएमआरआई व्यक्तिगत अल्फा आवृत्ति उत्तेजना 24 में दृश्य सतर्कता कार्य के दौरान बोल्ड कमी दिखाने के लिए। अलेक्सीचुक और सहकर्मियों ने दिखाया कि तत्काल 1 के aftereffects0 हर्ट्ज टीएसीएस चेस्टर रिंग्स और वेजेज के दृश्य धारणा के दौरान बोल्ड सिग्नल को व्यवस्थित करता है, जो एक निष्क्रिय अवधारणा कार्य 36 के तंत्रिका चयापचय में बदलाव को दर्शाता है। इन अध्ययनों ने एक साथ टीएसीएस-एफएमआरआई अध्ययन के लिए मंच तैयार किया है जो चयापचय से लेकर अनुभूति तक कई स्तरों पर कार्यात्मक तंत्र की जांच करता है। अनुवादक अनुसंधान के लिए टीएसीएस के उपयोग में इस तरह के प्रारंभिक चरण में, एक साथ टीएसीएस-एफएमआरआई प्रयोगों के लिए बहुत उत्तेजित है ताकि दोनों उत्तेजना तकनीक और संज्ञानात्मक कार्यों में दोलनों का योगदान हो।

Disclosures

लेखकों के पास खुलासे के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

कार्यात्मक इमेजिंग प्रयोगों के दौरान और उत्कृष्ट कंप्यूटर सहायता के लिए सेवरिन हेमुल्लर के दौरान हम तकनीकी सहयोग के लिए इलोना पैफलर्ट और ब्रिटा पर्ल को धन्यवाद देते हैं। यह काम हरमन और लिली शिलिंग फाउंडेशन और नैनोस्केल माइक्रोस्कोपी और आण्विक फिजियोलॉजी ऑफ़ द ब्रेन (सीएनएमपीबी) के केंद्र द्वारा समर्थित था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
None
DC-Stimulator MR NeuroConn, Ilmenau, Germany includes: inner filter box, outer filter box, MR-safe electrode and stimulator cables (1 each), stimulator, 2 surface electrodes, and one shielded LAN cable; NOTE: This manuscript describes tACS-fMRI setup with NeuroConn's MR-safe stimulator, but such a stimulator from another manufacturer would be acceptable, with adaptations made based on manufacturer specifications.
3 tesla Tim Trio MR scanner Siemens, Erlangen, Germany
presentation computer
presentation software (e.g.;, Matlab) The Mathworks, Natick, USA
shielded LAN cable
projector InFocus Corporation, Wilsonville, USA IN-5108
Ten20 Electrode Paste Weaver and Co., Aurora, USA
EEG cap - EASYCAP 32-channel system Brain Products GmbH, Germany
tape measure
marker
pillows
button response box Current Designs, Philadelphia, USA
isopropyl alcohol
cotton pads
tape
MR-safe sand bags Siemens, Erlangen, Germany
MR-safe mirrors Siemens, Erlangen, Germany
MR-safe screen can be built in local machine shop to fit site-specific parameters
E-A-Rsoft ear plugs 3M, Bracknell, UK

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References

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