وأيد هذه الأعمال من المنح المقدمة من المعاهد الكندية لأبحاث الصحة والعلوم الطبيعية والهندسة مجلس البحوث كندا. وأيد ST من قبل على منحة دراسية فانييه كندا العليا من المعاهد الكندية لأبحاث الصحة. يعترف MM الدعم من مركز أبحاث التكنولوجيا الحيوية (BTRC) RR008079 منحة P41 P41 EB015894 و(NIBIB)، وNCC P30 NS076408. نود أن نعترف رومان Valabrègue (مركز دي دي NeuroImagerie بحوث - CENIR، باريس، فرنسا) وبرايس Tiret (مركز بحوث DE L&#39;معهد Universiatire دي Gériatrie (CRIUGM)، مونتريال، كندا؛ بمفوضية الطاقة الذري آخرون مدخل aux الطاقات البدائل (CEA)، باريس، فرنسا) لتطوير أدوات معالجة، وإدوارد J. أورباخ (مركز البحوث بالرنين المغناطيسي وقسم الأشعة، جامعة مينيسوتا، الولايات المتحدة الأمريكية). تم وضع تسلسل MEGA-PRESS وFASTESTMAPإدوارد J. أورباخ ومالجورزاتا Marjańska وقدمت من قبل جامعة مينيسوتا بموجب اتفاق C2P.

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

هذه الورقة تهدف لوصف بروتوكول قياسي للجمع بين tDCS و1 H-MRS باستخدام 3 T الماسح الضوئي. في القسم التالي، سوف تناقش العوامل المنهجية. خطوات حاسمة موانع الفحص سابقة على التجربة، لا بد من المشاركين الشاشة لأي م?...

وقد تمت دراسة فكرة تطبيق الكهرباء على الدماغ البشري لتعديل نشاطها منذ العصور القديمة. في الواقع، تم العثور على كتابات في وقت مبكر من القرن ال 11 التي تصف استخدام الأسماك الكهربائية طوربيد في علاج نوبات الصرع 1. ومع ذلك، فإنه ليس حتى وقت قريب أن تحفيز المخ غير الغازية وتلقى اهتماما واسعا في الأوساط العلمية كما تبين أن آثارا تغييري على الوظيفة المعرفية والاستجابة الحركية 2. في حين أن التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) وقد درس على نطاق واسع منذ مطلع عام 1980 3، ازداد الاهتمام مؤخرا في عبر الجمجمة التحفيز الحالية المباشر (tDCS) حيث أنها تعتبر الآن خيار العلاج قابلة للحياة لمجموعة واسعة من neuropathologies، مثل السكتة الدماغية 4، إدمان الكحول 5، 6 والألم المزمن. tDCS لديه العديد من المزايا أكثر من التقنيات تحفيزا عصبيا مثل TMS، على سبيل المثال،لأنها غير مكلفة نسبيا وغير مؤلمة، جيد التحمل من قبل المرضى، والمحمولة، مما يجعل من الممكن لإدارة في السرير 7. في الواقع، سوى نسبة صغيرة من المرضى تجربة إحساس بوخز خفيف خلال التحفيز 8. ولكن هذا الإحساس يختفي عادة بعد بضع ثوان 9. وبالتالي، يسمح tDCS والدراسات التي تسيطر عليها خدعة مزدوجة التعمية قوية منذ أن غالبية المشاركين لا يستطيعون التفريق تحفيز مزيف من التحفيز الحقيقي 9،10. tDCS ينطوي على تحريض تيار كهربائي المنخفضة التيار المستمر (1-2 مللي أمبير) تطبيقها على القشرة عن طريق وضع أقطاب كهربائية على سطح فروة الرأس من هذا الموضوع. عادة يتم وضع أقطاب كهربائية في الإسفنج غارقة في المياه المالحة أو مباشرة على فروة الرأس مع معجون من نوع EEG. لإجراء دراسة tDCS، تحتاج إلى رقابة من قبل المجرب أربعة معالم رئيسية هي: 1) مدة التحفيز. 2) شدة التحفيز. 3) حجم القطب. و4) المونتاج القطب. في بروتوكولات القياسية ويتم وضع قطب كهربائي &quot;نشط&quot; على المنطقة من الفائدة في حين عادة ما يوضع القطب المرجع على المنطقة فوق الحجاج. يتدفق التيار من القطب الموجب موجبة الشحنة نحو القطب السالب الشحنة السالبة. يتحدد تأثير tDCS على القشرة الحركية الأولية (M1) بنسبة قطبية حيث يعزز التحفيز التحفيز مصعدي استثارة السكان من الخلايا العصبية وتحفيز المهبطي يقلل ذلك 11. بخلاف TMS، التيار المستحث غير كاف لإنتاج إمكانات العمل في الخلايا العصبية القشرية. ويعتقد أن التغييرات في استثارة القشرية أن ذلك يعود إلى التشكيل الغشاء عتبة العصبية مما يؤدي إلى فرط الاستقطاب إما من إمكانات غشاء أو تسهيل الاستقطاب من الخلايا العصبية تبعا لاتجاه تدفق التيار 8،11. يمكن مدة التغييرات استثارة تستمر لمدة تصل إلى 90 دقيقة بعد إزاحةمن التحفيز، وهذا يتوقف على مدة التحفيز 11،12. tDCS وموتور التأهيل وقد استخدمت على نطاق واسع في M1 كهدف من التحفيز منذ استثارة التغييرات التي تسببها tDCS يمكن قياسها كميا من خلال محرك أثار إمكانات (أعضاء البرلمان) الناجم عن نبض واحد TMS 3. وقد استخدمت الدراسات المبكرة التي تبين إمكانية قياس التغييرات استثارة قطبية محددة يسببها tDCS M1 كهدف من التحفيز 11،12. منذ ذلك الحين، ظلت M1 واحدة من الأهداف الرئيسية لtDCS في الدراسات السريرية تشمل كلا من السكان ومواضيع صحية لما لها من أهمية في وظيفة الحركة، وتشكيل الذاكرة، وتعزيز المهارات الحركية 12. يعتمد الدماغ على تفاعل معقد بين المناطق الحركية لنصفي الكرة الأرضية لإجراء حركة 14. عند تلف منطقة واحدة، بعد اصابته بجلطة على سبيل المثال، بين الوكالاتيتم تغيير التفاعلات نصف الكرة الغربي. وقد أظهرت الدراسات على اللدونة الدماغ أن المناطق الحركية في الدماغ على التكيف مع هذا التعديل بطرق مختلفة 15. أولا، يمكن أن تمس، والمناطق المحيطة بها من المنطقة المتضررة تصبح overactived، مما يؤدي إلى تثبيط المنطقة المتضررة - عملية تسمى تثبيط داخل نصف الكرة الغربي. الثانية، المنطقة المتجانسة للمنطقة المتضررة يمكن أن يصبح مفرط النشاط وممارسة تثبيط على نصف الكرة المصابة - عملية تسمى تثبيط بين نصف الكرة الغربي. وبالتالي، يمكن للM1 المتضررين يعاقب مرتين: الأولى من قبل الآفة والثانية عن طريق تثبيط القادمة من كل من M1 يتأثر والمنطقة المحيطة بها من المتضررين M1 16. وقد أظهرت دراسة حديثة أن زيادة استثارة في نصف الكرة الأرضية لم تتأثر يرتبط أبطأ تأهيل 17، والتي وصفت بأنها غير القادرة على التأقلم المنافسة بين نصف الكرة الغربي (18). فهم اللدونة وقع بعدقد يؤدي لسكتة دماغية في تطوير بروتوكولات تعديل العمليات العصبية التي يمكن استعادة التفاعلات نصفي 19. لقد تم اقتراح ثلاثة علاجات tDCS الرئيسية في المرضى الذين يعانون من العجز الحركي التالية السكتة الدماغية 20،21. وتهدف المعالجة الأولى لإعادة تنشيط القشرة الحركية أصيب التحفيز مصعدي من جانب واحد (أ-tDCS). في هذه الحالة، يهدف إلى زيادة التحفيز مباشرة النشاط في مناطق محيط بالآفة، والتي يعتقد أنها ضرورية للانتعاش. في الواقع، أظهرت الدراسات تحسنا في الطرف العلوي أو السفلي الخزلي بعد هذا العلاج 22-26. تم تطوير العلاج الثاني بهدف الحد من الإفراط في تفعيل نصف الكرة contralesional من خلال تطبيق tDCS المهبطي الأحادية (ج-tDCS) على M1 سليمة. هنا، ويهدف إلى زيادة تحفيز النشاط غير مباشر في مناطق محيط بالآفة من خلال التفاعلات interhemispehric. وقد أظهرت نتائج هذه الدراسات تحسين functi السياراتعلى بعد ج-tDCS 4،27-29. أخيرا، تهدف المعالجة الثالثة في الجمع بين الآثار مثير لل-tDCS على M1 المصاب مع الآثار المثبطة للج-tDCS M1 على مدى تتأثر باستخدام tDCS الثنائية. وقد أظهرت النتائج تحسن في وظيفة الحركة بعد tDCS الثنائية 27،30،31. وعلاوة على ذلك، أظهرت دراسة واحدة تحسينات أكبر tDCS الثنائية التالية مقارنة كلتا الطريقتين من جانب واحد 32. الفسيولوجية آليات tDCS على الرغم من الاستخدام المتزايد للtDCS في علاج السكتة الدماغية، والآلية الفسيولوجية الكامنة آثاره ما زال مجهولا 33. فهم أفضل للتأثيرات فسيولوجية يمكن أن تساعد في تطوير خيارات العلاج أفضل ويمكن أن يؤدي إلى بروتوكولات موحدة. كما ذكر آنفا، يمكن أن آثار tDCS تستمر لمدة تصل إلى 90 دقيقة بعد إزاحة التحفيز 11،12. لذا، فرط الاستقطاب / الاستقطابعمليات لا يمكن أن يفسر تماما الآثار طويلة الأمد 33،34. وقد اقترح فرضيات مختلفة حول الآلية الفسيولوجية الكامنة tDCS بعد التأثيرات على M1 بما في ذلك التغيرات في الافراج عن الناقلات العصبيه، تخليق البروتين، وظيفة القناة الايونية، أو نشاط مستقبلات 34،35. وقد اكتسبت نظرة ثاقبة هذه المسألة أولا من خلال الدراسات الدوائية تظهر بعد قمع آثار مصعدي والتحفيز المهبطي على M1 استثارة قبل دإكسترومثورفن glutamatergic N-ميثيل مد اسبارتاتي (NMDA) مستقبلات 36،37 في حين تبين تأثير معاكس باستخدام مستقبلات ناهض NMDA 38. ويعتقد أن مستقبلات NMDA أن تشارك في التعلم والذاكرة وظيفة من خلال التقوية الطويلة الأمد (LTP) والطويل والاكتئاب (LTD)، وكلاهما بوساطة glutamatergic والخلايا العصبية GABAergic 39،40. الدراسات على الحيوانات تتماشى مع هذه الفرضية لأنها أظهرت أن يدفع LTP-tDCS 13. &lt;ف الطبقة = &quot;jove_content&quot;&gt; وعلى الرغم من التقدم المهم المحرز في فهمنا لآليات العمل الكامنة آثار tDCS والبروتوكولات الدوائية القيود المهمة الحالية. في الواقع، يمكن إجراء المخدرات لا تكون محددة مكانيا كما tDCS، وخاصة في سياق التجارب على البشر، و هو آلية عمل آثارها يرجع في معظمه إلى مستقبلات بعد متشابك 34. وبالتالي، هناك حاجة للتحقيق أكثر مباشرة آثار tDCS على الدماغ البشري. بروتون الرنين المغناطيسي الطيفي (1 H-MRS) هو مرشح جيد لأنه يسمح غير الغازية في الكشف فيفو تركيزات الناقلات العصبية في منطقة محددة من الفائدة. ويستند هذا الأسلوب على مبدأ أن كل الكيميائية العصبية التي تحتوي على بروتون في الدماغ لديه التركيب الجزيئي محددة وبالتالي تنتج الرنين محددة كيميائيا التي يمكن الكشف عنها بواسطة H-1 MRS 41. إشارة المكتسبة من حجم الدماغ لفييتم إنشاء المترتبة عليك من جميع البروتونات التي يتردد صداها بين 1 و 5 جزء في المليون. ويمثل نوروشيميكالس حصلت على الطيف وتآمر بوصفها وظيفة من التحول الكيميائي مع بعض قمم تمييزها بوضوح، ولكن حيث تتداخل العديد من الأصداء من نوروشيميكالس مختلفة. قوة إشارة كل ذروة يتناسب مع تركيز neurometabolite 41. كمية نوروشيميكالس التي يمكن قياسها كميا يعتمد على قوة المجال المغناطيسي 42،43. ومع ذلك، الأيض المنخفض التركيز، والتي تحجب الأصداء قوية جدا، من الصعب قياس في أقل قوة المجال مثل 3 T. طريقة واحدة للحصول على معلومات حول هذه الإشارات المتداخلة هو لإزالة الأصداء القوية عبر التحرير الطيفي. واحدة من هذه التقنيات هو سلسلة MEGA-PRESS، والذي يسمح الكشف عن حمض الغاما γ (GABA) إشارات 44،45. فقط حققت بعض الدراسات تأثير tDCS علىالأيض في المخ باستخدام 1 H-MRS في المناطق الحركية 34،46 وغير الحركية 47. ستاغ والمتعاونين 34 تقييم آثار-tDCS، ج-tDCS، وتحفيز مزيف على M1 الأيض. وجدوا انخفاضا كبيرا في تركيز GABA بعد-tDCS، وانخفاض كبير في الغلوتامات + الجلوتامين (GLX) وGABA التالية ج-tDCS. في دراسة أخرى، أفيد أن كمية التغيرات في تركيز GABA التي تحدثها على tDCS-M1 على مدى له علاقة التعلم الحركي 46. هذه الدراسات تسلط الضوء على إمكانية الجمع بين 1 H-MRS مع tDCS لزيادة فهمنا للآلية الفسيولوجية الكامنة وراء تأثير tDCS على وظيفة الحركة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام البروتوكولات السريرية مثل tDCS و-ج-tDCS خلال M1 هو مفيد لآثارها السلوكية هي مدروسة ويمكن أن يعزى مباشرة إلى النتائج الفسيولوجية. لذا، بروتوكول قياسي للجمع بين TDC الثنائيويتجلى S و 1 H-MRS في المشاركين الأصحاء باستخدام نظام T 3 MRI. وتقدم Bihemispheric tDCS على النقيض البيانات مع دراسة MRS السابقة حيث طبقت المهبطي من جانب واحد أو tDCS مصعدي الأحادية فوق القشرة الحركية 34. يوصف بروتوكول خصيصا لحفز مع مشجعا NeuroConn في سيمنز 3 T الماسح الضوئي أداء MEGA-PRESS 1 H-MRS.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>DC-stimulator plus</td>
			<td>NeuroConn</td>
			<td>30DCS01E</td>
			<td>MR compatible device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NuPrep preparation gel</td>
			<td>Weaver and Co.</td>
			<td>#10-61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ten20 conductive paste</td>
			<td>Weaver and Co.</td>
			<td>#10-20-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode prepping pad</td>
			<td>Grass technologies</td>
			<td>MD0017</td>
			<td>70% isopropyl alcohol and pumice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline solution</td>
			<td>Local drugstore sample</td>
			<td></td>
			<td>0.9% sodium chloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non permanent hydro-marker</td>
			<td>Sharpie</td>
			<td>SHPE20WH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYNGO MR VB17</td>
			<td>Siemens AG</td>
			<td></td>
			<td>MRI software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAGNETOM Trio A Tim System</td>
			<td>Siemens AG</td>
			<td></td>
			<td>MRI scanner version</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab 2013a (Version 8.1)</td>
			<td>MathWorks Inc</td>
			<td></td>
			<td>processing and analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LCModel 6.3</td>
			<td>LC MODEL inc</td>
			<td></td>
			<td>see: s-provencher.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FASTESTMAP</td>
			<td colspan="2">Developers: Edward J. Auerbach and Ma&#322;gorzata Marja&#324;ska</td>
			<td>shimming sequence</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEGA-PRESS</td>
			<td colspan="2">Developers: Edward J. Auerbach and Ma&#322;gorzata Marja&#324;ska</td>
			<td>MRS sequence</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the use of magnetic resonance spectroscopy as a tool for the measurement of bi-hemispheric transcranial electric stimulation effects on primary motor cortex metabolism

التحفيز الحالية المباشر عبر الجمجمة (tDCS) هي تقنية تعديل العمليات العصبية التي استخدمت بشكل متزايد على مدى العقد الماضي في علاج الاضطرابات العصبية والنفسية مثل السكتة الدماغية والاكتئاب. ومع ذلك، فإن الآليات الكامنة وراء قدرته على تعديل استثارة الدماغ لتحسين الأعراض السريرية لا تزال غير مفهومة 33. للمساعدة في تحسين هذا الفهم، بروتون الرنين المغناطيسي الطيفي (1 H-MRS) يمكن استخدامها لأنها تسمح الكمي في الجسم الحي من نواتج الأيض في المخ مثل حمض الغاما γ (GABA) والغلوتامات في المنطقة بطريقة محددة 41. في الواقع، أظهرت دراسة حديثة أن 1 H-MRS هو في الواقع وسيلة قوية لفهم أفضل للآثار tDCS على تركيز الناقل العصبي 34. وتهدف هذه المقالة لوصف بروتوكول كامل للجمع بين tDCS (NeuroConn MR مشجعا متوافق) مع 1 H-MRS في 3 T باستخدام يليها MEGA-PRESSuence. سنقوم بشرح تأثير بروتوكول التي أظهرت وعدا كبيرا لعلاج الاختلالات الحركية بعد السكتة الدماغية، التي تتألف من التحفيز الثنائي من القشور المحرك الأساسي 27،30،31. العوامل المنهجية للنظر وأيضا مناقشة التعديلات الممكنة على البروتوكول.

ويبين الشكل 6 موقف أصوات العراق تقع على تمثيل جنبا إلى M1 حيث اتخذت جميع التدابير MRS. في الشكل 6D، ويظهر التصور 3D تمثيل واضح للأقطاب tDCS وضعه على فروة الرأس خلال المفترضة القشرة الحركية الأولية. الشكل 7 يبين ممثل &quot;تحرير OFF&quot;، والفرق (&quot;مهرجا...

Watch this Scientific Journal Video about The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex M

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

This article aims to describe a basic protocol for combining transcranial direct current stimulation (tDCS) with proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) measurements to investigate the effects of bilateral stimulation on primary motor cortex metabolism.

استخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي كأداة لقياس ثنائي نصف الكرة الغربي عبر الجمجمة التحفيز الكهربائي التأثيرات على الابتدائية موتور اللحاء الأيض

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

the-use-magnetic-resonance-spectroscopy-as-tool-for-measurement-bi

Research

JoVE Journal

Neuroscience

20.0K Views.  University of Montréal. This article aims to describe a basic protocol for combining transcranial direct current stimulation (tDCS) with proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) measurements to investigate the effects of bilateral stimulation on primary motor cortex metabolism.

Video: The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

الجمع بين التنشيط المغناطيسي عبر الجمجمة والرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة وضع الشبكة الافتراضية

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

التبعية للدولة التأثيرات على TMS : نظرة على سلوك الدافع وبصة

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific frequency and in turn modulate ongoing cortical oscillatory activity. This neurotool allows the establishment of a causal link between endogenous oscillatory activity and behavior. Most of the tACS studies have shown online effects of tACS. However, little is known about the underlying action mechanisms of this technique because of the AC-induced artifacts on Electroencephalography (EEG) signals. Here we show a unique approach to investigate online physiological frequency-specific effects of tACS of the primary motor cortex (M1) by using single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to probe cortical excitability changes. In our setup, the TMS coil is placed over the tACS electrode while Motor Evoked Potentials (MEPs) are collected to test the effects of the ongoing M1-tACS. So far, this approach has mainly been used to study the visual and motor systems. However, the current tACS-TMS setup can pave the way for future investigations of cognitive functions. Therefore, we provide a step-by-step manual and video guidelines for the procedure.

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) allows the modulation of cortical excitability in a frequency-specific fashion. Here we show a unique approach which combines online tACS with single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) in order to "probe" cortical excitability by means of Motor Evoked Potentials.

آثار Transcranial التحفيز التيار المتردد في القشرة الحركية الأولية بنهج موحد على الإنترنت مع التحفيز المغناطيسي Transcranial

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic field pulses. The initiation of cortical activation or its modulation depends on the background activation of the neurons of the cortical region activated, the characteristics of the coil, its position and its orientation with respect to the head. TMS combined with simultaneous electrocephalography (EEG) and neuronavigation (nTMS-EEG) allows for the assessment of cortico-cortical excitability and connectivity in almost all cortical areas in a reproducible manner. This advance makes nTMS-EEG a powerful tool that can accurately assess brain dynamics and neurophysiology in test-retest paradigms that are required for clinical trials. Limitations of this method include artifacts that cover the initial brain reactivity to stimulation. Thus, the process of removing artifacts may also extract valuable information. Moreover, the optimal parameters for dorsolateral prefrontal (DLPFC) stimulation are not fully known and current protocols utilize variations from the motor cortex (M1) stimulation paradigms. However, evolving nTMS-EEG designs hope to address these issues. The protocol presented here introduces some standard practices for assessing neurophysiological functioning from stimulation to the DLPFC that can be applied in patients with treatment resistant psychiatric disorders that receive treatment such as transcranial direct current stimulation (tDCS), repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), magnetic seizure therapy (MST) or electroconvulsive therapy (ECT).

The protocol presented here is for TMS-EEG studies utilizing intracortical excitability test-retest design paradigms. The intent of the protocol is to produce reliable and reproducible cortical excitability measures for assessing neurophysiological functioning related to therapeutic interventions in the treatment of neuropsychiatric diseases such as major depression.

التحفيز المغناطيسي Transcranial مجتمعة والمخ من قشرة Dorsolateral Prefrontal

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Functional Magnetic Resonance Spectroscopy at 7 T in the Rat Barrel Cortex During Whisker Activation

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to technological developments over the last decade and the increase in magnetic field strength, it is now possible to obtain good resolution spectra in vivo in the rat brain. Neuroenergetics (i.e., the study of brain metabolism) and, especially, metabolic interactions between the different cell types have attracted more and more interest in recent years. Among these metabolic interactions, the existence of a lactate shuttle between neurons and astrocytes is still debated. It is, thus, of great interest to perform functional proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) in a rat model of brain activation and monitor lactate. However, the methyl lactate peak overlaps lipid resonance peaks and is difficult to quantify. The protocol described below allows metabolic and lactate fluctuations to be monitored in an activated brain area. Cerebral activation is obtained by whisker stimulation and 1H-MRS is performed in the corresponding activated barrel cortex, whose area is detected using blood-oxygen-level-dependent functional magnetic resonance imaging (BOLD fMRI). All steps are fully described: the choice of anesthetics, coils, and sequences, achieving efficient whisker stimulation directly in the magnet, and data processing.

After checking by blood-oxygen-level-dependent functional magnetic resonance imaging (BOLD fMRI) that the corresponding somatosensory barrel field cortex area (called S1BF) is correctly activated, the main goal of this study is to quantify lactate content fluctuations in the activated rat brains by localized proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) at 7 T.

مطيافية الرنين المغناطيسي الوظيفية في 7 ر في قشرة البرميل الجرذ أثناء تنشيط الخط الطولي

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans and can be assessed using transcranial magnetic stimulation (TMS). Given the role of distal leg muscles in upright postural and dynamic tasks, such as walking, a growing research interest in the assessment and modulation of the corticospinal tracts relative to the function of these muscles has emerged in the last decade. However, methodological parameters used in previous work have varied across studies making the interpretation of results from cross-sectional and longitudinal studies less robust. Therefore, use of a standardized TMS protocol specific to the assessment of leg muscles&#39; corticomotor response (CMR) will allow for direct comparison of results across studies and cohorts. The objective of this paper is to present a protocol that provides the flexibility to simultaneously assess the bilateral CMR of two main ankle antagonistic muscles, the tibialis anterior and soleus, using single pulse TMS with a neuronavigation system. The present protocol is applicable while the examined muscle is either fully relaxed or isometrically contracted at a defined percentage of maximum isometric voluntary contraction. Using each subject&#39;s structural MRI with the neuronavigation system ensures accurate and precise positioning of the coil over the leg cortical representations during assessment. Given the inconsistency in CMR derived measures, this protocol also describes a standardized calculation of these measures using automated algorithms. Though this protocol is not conducted during upright postural or dynamic tasks, it&#160;can be used to assess bilaterally any pair of leg muscles, either antagonistic or synergistic, in both neurologically intact and impaired subjects.

The present protocol describes the simultaneous, bilateral assessment of the corticomotor response of the tibialis anterior and soleus during rest and tonic voluntary activation using a single pulse transcranial magnetic stimulation and neuronavigation system.

تقييم الثنائية للممرات كورتيكوسبينال في عضلات الكاحل باستخدام أبحر Transcranial التحفيز المغناطيسي

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

Measuring and Manipulating Functionally Specific Neural Pathways in the Human Motor System with Transcranial Magnetic Stimulation

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has provided important insights into fundamental processes of the brain like cognition, learning, and motor control. However, this approach cannot provide causal evidence for the involvement of brain areas of interest. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a powerful, noninvasive tool for studying the human brain that can overcome this limitation by transiently modifying brain activity. Here, we highlight recent advances using a paired-pulse, dual-site TMS method with two coils that causally probes cortico-cortical interactions in the human motor system during different task contexts. Additionally, we describe a dual-site TMS protocol based on cortical paired associative stimulation (cPAS) that transiently enhances synaptic efficiency in two interconnected brain areas by applying repeated pairs of cortical stimuli with two coils. These methods can provide a better understanding of the mechanisms underlying cognitive-motor function as well as a new perspective on manipulating specific neural pathways in a targeted fashion to modulate brain circuits and improve behavior. This approach may prove to be an effective tool to develop more sophisticated models of brain-behavior relations and improve diagnosis and treatment of many neurological and psychiatric disorders.

This article describes new approaches to measure and strengthen functionally specific neural pathways with transcranial magnetic stimulation. These advanced noninvasive brain stimulation methodologies can provide new opportunities for the understanding of brain-behavior relations and development of new therapies to treat brain disorders.

قياس ومعالجة المسارات العصبية المحددة وظيفيا في نظام المحرك البشري مع التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has ...

﻿Participant Screening for Transcranial Magnetic Stimulation

Participant Screening for Transcranial Magnetic Stimulation  

To begin, screen the participant for any contraindications to transcranial magnetic stimulation, or TMS. Inform the participant about the study objectives and procedures. Review the risks outlined in the institution's ethics review board-approved consent document.Answer any questions about the potential risks and obtain written, informed consent before beginning any study procedures.

فحص المشاركين للتحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة

تطوير رسم خرائط القشرة البصرية لتعزيز تقييم اضطرابات الرؤية

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) of the Visual Cortex with Wide-View Retinotopic Stimulation

High-resolution retinotopic blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a wide-view presentation can be used to functionally map the peripheral and central visual cortex. This method for measuring functional changes of the visual brain allows for functional mapping of the occipital lobe, stimulating &gt;100&#176; (&plusmn;50&#176;) or more of the visual field, compared to standard fMRI visual presentation setups which usually cover &lt;30&#176; of the visual field. A simple wide-view stimulation system for BOLD fMRI can be set up using common MR-compatible projectors by placing a large mirror or screen close to the subject's face and using only the posterior half of a standard head coil to provide a wide-viewing angle without obstructing their vision. The wide-view retinotopic fMRI map can then be imaged using various retinotopic stimulation paradigms, and the data can be analyzed to determine the functional activity of visual cortical regions corresponding to central and peripheral vision. This method provides a practical, easy-to-implement visual presentation system that can be used to evaluate changes in the peripheral and central visual cortex due to eye diseases such as glaucoma and the vision loss that may accompany them.

تسليط الضوء على المؤلف: رؤى حول أبحاث القشرة البصرية من خلال رسم خرائط التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي واسع النطاق 

We have developed techniques for mapping the visual cortex function utilizing more of the visual field than is commonly used. This approach has the potential to enhance the evaluation of vision disorders and eye diseases.

التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) للقشرة البصرية مع تحفيز شبكية شبكية واسع الرؤية

High-resolution retinotopic blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a wide-view presentation can be ...