该作品是由来自健康研究的加拿大学院和加拿大自然科学和工程研究理事会的资助。 ST是由来自健康研究的加拿大学院一凡尼尔加拿大研究生奖学金的支持。 MM承认生物技术研究中心（BTRC）批P41 RR008079和P41 EB015894（NIBIB），以及NCC P30 NS076408的支持。 我们要感谢罗曼Valabrègue（中心德NeuroImagerie德RECHERCHE - CENIR，巴黎，法国）和布莱斯Tiret（中心RECHERCHE DE L&#39;学院Universiatire德Gériatrie（CRIUGM），加拿大蒙特利尔，小卖部A L&#39;大气能源等辅助能源替代品（CEA），法国巴黎）用于开发处理工具，和爱德华J·奥尔巴赫（中心磁共振研究及放射科，美国明尼苏达大学，美国）。该MEGA-PRESS和FASTESTMAP序列开发由爱德华·J·奥尔巴赫和马乌戈热塔Marjańska和明尼苏达大学下一个C2P协议提供的。

该研究是通过联合德Neuroimagerie Fonctionnelle和蒙特利尔大学的研究和社区伦理委员会，并做符合道德规范在赫尔辛基宣言规定。所有受试者签署知情同意书之后精心筛选了MRI的兼容性以及他们参与了经济补偿。 1. TDCS材料<ol><li>确保所有必要的材料都可以在实验开始（参见图1表）之前。 注：不同的电极尺寸可供TDCS。对于本研究中，两个5×7厘米的橡胶电极将被使用。其它尺寸可以根据刺激的区域和刺激48的所需focality来选择。 </li><li>请务必检查DC-刺激器的电池进行充电，并定期向他们收取，因为设备无法充电或插入的杜环刺激出于安全原因。 </li></ol> 2.规划条件刺激<ol><li>根据设备附带的说明打开TDCS设备上。预先设定的TDCS设备两种不同的刺激模式（主动和假）。 </li><li>因为一些设备不具有预先设定的模式下，选择开始刺激前适当假参数。 <ol><li>通过加载的设置预先定义的一组参数。按下按钮2或4，从主菜单中的“系统”选项中选择（ 见图2）。 </li><li>将光标移动到显示第2行上按下按钮3。 </li><li>按下按钮2或4，直到“加载设置”显示在显示屏上。按下按钮3。 </li><li>按下按钮2选择设定（A，B，C或D）的信4。 </li><li>移动光标向上的按钮1，显示屏将自动显示“参数”选项。 </li><l我&gt;设置TDCS装置1mA的电流。要做到这一点，按1键选择显示的“参数”菜单中的3号线。通过按下按钮2或4按下按钮3按按钮2或到达4号线和修改力度，1000μA选择“当前”选项4。 </li><li>按下按钮1回线路3.按下按钮2或4按下按钮3转到4号线选择“淡入”，从设备的屏幕菜单选项，然后按按键2和4来调​​整持续时间15秒。 注：淡入的持续时间可以修改。 </li><li>按按钮1返回到线3按按钮2或4.按按钮3转到线4从装置的屏幕菜单中的“淡出”选项，然后按下按钮2和4来调​​整持续时间15秒。 注：淡入的持续时间可以修改。 </li><li>按下按钮1回线3普雷斯S中的按钮2或4，直到“时间”选项显示在显示菜单上。按下按钮3转到管道4，然后按下按钮2和4来调整持续时间，以在设备上可用的最小持续时间（15秒用于本设备;参见图3b）。 注意：这将导致类似活动的刺激刺痛感。 </li></ol></li><li>按下按钮1和3同时保存设置的改变。 </li><li>预编程的活性的刺激参数。要做到这一点，请为假刺激的设定相同的指令，但程序持续时间为1200秒（20分钟，参见图3A）。 </li><li>前置程序的测试刺激参数。要做到这一点，请为假刺激的设定相同的指令进行编程，但持续时间为45秒。 注：测试的刺激将用于前实验的阻抗测量。 </li><li>伪然domly分配刺激的条件下，以参与者。 </li><li>号码指定给每三个条件的盲实验：1）双侧：anodal右，左阴极; 2）双侧：anodal左，右阴极; 3）假：anodal权，阴极左右。 </li></ol> 3.同意的参与者<ol><li>告知程序的参与者，并签署知情同意书。 <ol><li>验证参与者没有任何禁忌TDCS：一个精神或神经的历史，起搏器的存在，金属植入颅骨，昏厥病史，癫痫病史，药物滥用，癫痫家族史的历史，发热配合，在前面的一个晚上睡眠不足，皮肤敏感的历史，以及任何饮酒前一天的历史。 </li><li>通知的报道最多的副作用TDCS的参与者：轻度刺痛;中度疲劳;在电极下的瘙痒感轻;轻微烧灼感。 </li></ol></li><li>通知通常的MR禁忌症和副作用的参与者。 </li></ol> 4.用于测量电极放置<ol><li>用10/20的国际体系，找到参与者头以下的地标：鼻根和INION（ 图4a），耳前点，两个目标区域：C3和C4（ 图4b）。 <ol><li>找到鼻根为位于鼻子的两只眼睛之间的水平大桥鲜明贫困地区。定位INION如位于头骨的下部枕骨最突出的突起。找到每个耳朵靠近耳前点;它是上面颧骨切口压痕。定位，如下所述基于测量的C3和C4。 </li></ol></li><li>用卷尺测量沿所述头部的中线鼻根和INION之间的距离，并作出标记在距离机智的50％哈非永久水电标记。 </li><li>用卷尺测量两个耳前点之间的距离，并作出标记以非永久水电标记在与前一标记在线的距离的50％。这一点对应于直拉（顶点）。 </li><li>从锆石，沿耳前点之间形成的线，标记2点，每侧一个，与对应的总距离的20％的非永久水电标记。这些标记对应于所述目标区域（C3和C4， 图4b）。 注：其他的方法，例如TMS或神经导航也可以用于本地化M1。 </li></ol> 5.放置电极的<ol><li>移动尽可能多的头发尽量远离，这将刺激目标区域。用棉拭子擦拭目标领域的应用EEG型去角质凝胶。 </li><li>清洁用70％的异丙醇和浮石垫预学习目标区域，以提高电极接触。 </li><li>慷慨地覆盖一个脑电图型导电性糊的整个电极。确保该糊为约5毫米厚的整个表面上。确保整个区域的橡胶覆盖粘贴。轻轻润湿目标区域和与盐溶液的电极的导电性糊状物。 </li><li>放置电极， 如图4b和按电极牢固地到目标区域。周围放置的参加者的头部的橡胶带，以保证所述电极的最佳稳定性。调节它以这样的方式，参与者将扫描会话期间遇到没有疼痛或不适。 </li><li>确保该引线不来与皮肤接触，以避免潜在的灼伤。 </li></ol> 6. TDCS测试外扫描室<ol><li>用万用表来验证所述电极线和电阻的正常运作。 </li><li>打开TDCS设备并加载测试刺激设置。 <ol&gt; <li>按下按钮2或4，从主菜单中的“系统”选项中进行选择。将光标移动到显示屏上2号线通过按下按钮3.按下按钮2或4，直到“加载设置”显示在显示屏上。按下按钮3.按下按钮，选择预编程的测试设定（A，B，C或D）的信2或4。 </li><li>移动光标向上与1显示该按钮会自动显示“参数”选项。在第一行，按下按钮2，显示屏会显示“刺激？”使用不同的预编程参数。 </li></ol></li><li>按下按钮1，启动刺激。显示屏将显示该阻抗值，如果达到超过20kΩ的自动停止。如果阻抗电平是在20千欧，从内盒上拔下电极布线和退出该扫描室，以验证所述电极的定位。 </li><li>重做测试刺激。当impedan的良好水平策达到和当测试刺激结束后，从内盒上拔下电极。 </li></ol> 7.安装TDCS <ol><li> 如图5，放置TDCS设备和扫描仪中的控制室的外箱。 注意：TDCS设备和外箱是不磁共振兼容，不应被取入到磁体的环境。 </li><li>请将外包装盒导线插入TDCS设备，然后将长箱电缆入外箱。 </li><li>运行扫描仪控室到核磁共振室的TDCS箱电缆。一定要尽可能地直跑这个线，避免任何扭结或环路，沿朝MRI扫描仪背面的核磁共振室的墙上。放电缆的多个MR兼容的沙袋以确保其稳定性，如示于图5。 </li><li>把内盒到核磁共振室和插头的长方块电缆进去（ 图5）。 </li></ol> 8. MRI扫描镨eparation <ol><li>请参与者进入MRI室，如果不是已经在那里从TDCS测试，并把在耳塞。 </li><li>穿上薄薄的坐垫MRI表的线圈面积下。要求参与者躺在桌子上。把一个坐垫下参与者的舒适性和毯子的腿如果需要的话。使参加培训的报警按钮，安全的目的。 </li><li>把独立的耳机了两只耳朵，允许从扫描仪控室的参与者在核磁共振室的信息传输。 </li><li>定位参与者的头部尽可能地高，其中所述头部线圈将被定位（头尽可能地靠近该表的顶部，其中所述线圈将被置于顶部）下的面积。把电极布线沿着右侧的参与者的头部的，所推荐的TDCS设备公司。 </li><li>将32信道接收专用周围的参加者的头部线圈。通过运行该电极电缆右侧的线圈。使用红色定位激光（内置在扫描器的功能）定位的参加者的头部尽可能地直。 </li><li>请参与者移动胳膊和腿成一个舒适的位置，同时确保手不要触及。请务必提醒与会者留下尽可能保持整个会话期间。当参加者准备好，移动台越过中间线在扫描仪的后面到达电极布线。 </li><li>用医用胶带，以右侧的线圈的后面的稳定的电极线。请将位于扫描仪到TDCS内盒里面的电极线。把内箱的右侧扫描仪上有一个沙袋为最大稳定性。 </li><li>将表背到其最终位置。保持TDCS接通和电极插入整个MRI检查会话的外箱。 </li></ol> 9.前TDCS 1 H-MRS会议<ol&gt; <li>运行一个定位序列来获取所需的验证头的正确定位和可比性，后者将在会议结束时获得了检查整个运动的第二定位图像。 </li><li>掌握解剖牛逼1 -加权MPRAGE图像的体素M1的检测和可能的结构异常的定位（T R = 2300毫秒; T E = 2.91毫秒; FA：9°; FOV = 256×256毫米，256×256矩阵; T I：900毫秒，176片;方位：矢状;采集时间：4分12秒）。 </li><li>在这架飞机更适合的光谱感兴趣体积的（VOI）的可视化进行图像的多规划者重建。 <ol><li>在3D卡，浏览MPRAGE原始图像（矢状方向）。从“创造平行的范围”窗口中选择“轴2X2”。调整平行线的位置，然后单击保存以创建轴正交视图。 </li><li>从“创造平行的范围”窗口中选择“冠2X2”。调整平行线的位置，然后单击“保存”以创建冠状正交视图。 </li></ol></li><li>找到这三个方向切片的基础上Yousry左M1和合作者“49解剖标志。然后，在区域定位感兴趣体积（30×30×30mm的3），没有任何角度相对于所述扫描器轴（图6）。 </li><li>获取线宽扫描（21多个）。 <ol><li>选择光谱卡来测量来自该线宽度的扫描信号的实数部分水线宽。从浏览器中加载的线宽度的原始数据。加载线宽测量协议（协议菜单：选择协议）。 </li><li>通过调整扫描仪软件的交互式后处理工具的阶段。选择的相位校正部件，并调整相对于用光标基线。 </li><li>为了减小线宽，运行FAST（EST）50 MAP序列三次。重复线宽扫描和线宽度测量（步骤9.5）。注意最后的水线宽。 </li></ol></li><li>开始4块64的代谢产物扫描（32“EDIT OFF”和32个“EDIT ON”，交错）与MEGA-PRESS序列44,45，其中VAPOR 51，OVS 51和FID的个人存储启用（T R = 3 S，T E = 68毫秒，总采集时间：12分钟） </li><li>获取水参考使用MEGA-PRESS序列无MEGA水抑制，与抑制蒸汽（“RF只关”），并用三角测量为0 ppm的。收购4代谢产物的扫描，而不是64单块（采集时间：42秒）。 </li></ol> 10. TDCS程序<ol><li>通知参与者的TDCS刺激将启动，并且扫描仪会沉默整个刺激。 </li><li>选择两个先前前卫之一根据条件和启动刺激撞向参数。在刺激20分钟，保持跟踪的阻抗和电压。当刺激结束后，通知参与者的后TDCS MRS会议将开始。请不要关闭TDCS设备。 </li></ol> 11后TDCS 1 H-MRS会议<ol><li>运行相同的代谢物的扫描与MEGA-PRESS序列作为预TDCS扫描而获得双倍的块（8个块的64次扫描（32“EDIT OFF”，和32“EDIT ON”时，交织））获取的代谢产物在2不同时间点后TDCS。 </li><li>作为与预TDCS会话，获得使用相同的参数以水为参照物扫描。与定位序列完成的会话。 </li><li>直观地比较获得在扫描会话的开始和结束的头部运动的一个索引定位器的图像。 </li><li>访问收视卡，进入浏览器菜单。选择所述第一和第二局部izer RAW图像。加载在观看卡中的图像，并比较这两个图像。在通过服务器的DICOM格式导出数据。 </li></ol> 1 H-MRS数据分析12 <ol><li>使用编程和处理软件导入数据，并调整频率使用的2.85和3.40 ppm的TCR和TCHO信号单独存储的FID和相位。要做到这一点，使用该软件的lsqnonlin功能，以适应频率和每个傅里叶变换的FID（光谱）的阶段会话的平均光谱。 注：这是一个网站的具体方法和其他方法导入和分析数据不一定会影响数据质量。 </li><li>以获得最终的光谱，减去从备用的扫描信号与施加在百万分之4.7和7.5ppm的（“EDIT OFF”），并在1.9 ppm的和百万分之4.7（“EDIT ON”）（ 图7，该选择性的双层闭合脉冲）。 </li><li>使用LCModel 52两个差的分析和“EDIT OFF”光谱。默认情况下禁用模拟和建模的基础。 </li><li>进行光谱排除与从肩胛下脂质信号污染的会话的目视检查（请参见第F igure 9）。 </li><li>作为质量控制的一部分，不包括光谱与TCR-CH 3以上的10赫兹线宽。只有在分析中包括代谢物（GABA，采集Glx，TCR，的tnaA）的定量与克拉美罗下界（CRLB）低于35％。 注：CRLB提供代谢物的定量估计错误。 CRLB&gt; 50％是不可靠的，并且是推荐的截止由LCModel手册。许多在该领域已另外用一个CRLB低于35％作为标准。53-55，所述的CRLB应该解释结果时牢记。 </li><li>从“编辑OFF”光谱和的tnaA来自“EDIT OFF”和“获得GABA和采集Glx的量化值从”差异“的光谱，TCR; DIFF“快递浓度的利益，通过TCR比的不同代谢物对于GABA和采集Glx，乘以由以下基团的平均校正因子的比值占用于分子和分母酶（tnaA从不同基组。”。编辑OFF“光谱/的tnaA从”差异“光谱）。 注意：注意：GABA和采集Glx浓度也可以使用水或NAA的信号进行量化。 </li></ol>

作者什么都没有透露。

本论文的目的是描述的标准协议相结合的TDCS和1 H-MRS使用3个T扫描仪。在下一节中，方法学因素进行讨论。 关键步骤 禁忌症筛查 以前的实验中，这是用于与使用TDCS和1 H-MRS的任何禁忌症的关键画面的参与者。使用下列排除标准推荐用于TDCS：精神病或神经病学史，心脏起搏器的情况下，一块金属植入在颅骨，昏厥史，惊厥史或药物...

应用电到人的大脑来调节其活性的思想自古进行了研究。事实上，从早在11 世纪作品已被发现，描述癫痫发作1的治疗中使用的鱼雷电鱼的。然而，它不是直到最近，非侵入性脑刺激已经接收在科学界广泛的兴趣，因为它显示出，以产生对认知功能和运动响应2的调节作用。而经颅磁刺激（TMS）已经被广泛自80年代初3的研究，在经颅直流电刺激（TDCS）最近的兴趣有所增加，因为它现在被认为是一种可行的治疗选择，适用范围广neuropathologies，如中风4，酒精成瘾5，和慢性疼痛6。 TDCS拥有像TMS的神经刺激技术的许多优点，例如因为它是相对便宜的，无痛，以及患者的耐受性，并便于携带，因而可以施用在床头7。事实上，病人只有一小部分会遇到刺激8中一个轻微的刺痛感。然而，这种感觉几秒钟后，9通常会消失。因此，TDCS可以让强大的双盲，假对照研究，因为大部分学员无法从真正的刺激9,10区分假刺激。 TDCS涉及一个恒定的低安培电流（1-2毫安）的诱导，通过设置在被检体的头皮表面上的电极施加到皮质。该电极通常置于生理盐水浸泡过的海绵上或直接用脑电图型糊头皮。进行TDCS研究中，四个主要的参数需要被实验者进行控制：刺激的1）的持续时间; 2）刺激的强度; 3）电极尺寸;和图4）的电极的蒙太奇。在标准协议中，“有效的”电极被定位在感兴趣的区域，而参考电极通常是放置在眶上区域。从朝向带负电的阴极带正电的阳极电流流过。上主运动皮层（M1）的TDC的作用是通过刺激的极性，其中阳极刺激增强的神经元群的兴奋性和阴极刺激降低了它11来确定。不像TMS，感生电流不足以在皮层神经元产生动作电位。在皮质兴奋性的变化被认为是由于膜的神经元的阈值，导致膜电位的任一所述的超极化，或取决于电流流8,11的方向上的神经元的去极化的一个便利的调制。的兴奋性变化的持续时间可以持续长达90分钟的抵销后的刺激，这取决于刺激持续时间11,12。 TDCS和康复运动 M1的已被广泛地用作刺激的靶由于通过TDCS引起兴奋性的变化可以通过定量运动诱发电位（MEP的）诱导的单脉冲TMS 3。早期研究显示，测量由TDCS极性特定的兴奋性变化的可能性已经使用M1作为刺激11,12的一个目标。从那时起，货币供应量M1一直保持的TDCS的主要目标之一，同时涉及临床和人群，因为它的运动功能，记忆形成重要的健康受试者，巩固和运动技能12项研究。 大脑依靠两个半球的运动区域进行运动14之间复杂的相互作用。当一个区域被破坏，患中风的例子后，跨半球相互作用改变。已经研究脑可塑性表明大脑的运动区适应这种修饰以不同的方式15。首先，受损区域的完整，周边​​区域可以成为overactived，从而抑制受损区域 - 一个称为帧内半球抑制过程。第二，受损区域的同源区域可以变得过度活跃，发挥抑制对受伤半球 - 一种称为半球间的抑制过程。受影响的M1，因此可以处罚两次：第一次由病变和第二的抑制来自未受影响货币供应量M1和M1的影响16的周边区域未来。最近的研究已经表明，在未受影响的半球兴奋性增加被链接到较慢的康复17，其已经被描述为适应不良半球间的竞争18。 了解后发生的可塑性中风可导致神经调节协议的发展，可以恢复大脑半球间的相互作用19。三大TDCS治疗已经提出了中风20,21例运动障碍。第一次治疗的目的是通过单方面的阳极刺激（A-TDCS）重新激活受伤运动皮层。在这种情况下，刺激的目的是直接增加活性损伤周围的区域，这被认为是为恢复必要的。实际上，研究已经显示改善患侧上或下肢的以下这种治疗22-26。第二处理用通过在完整M1施加单方面阴极 TDCS（三-TDCS）还原过度活化的对侧半球的目的开发的。在这里，刺激旨在通过interhemispehric 间接的相互作用越来越多的活动在病灶周围地区。这些研究结果表明改善马达functi的后C-TDCS 4,27-29。最后，第三个治疗的目的是结合了-TDCS的兴奋作用在受伤M1用c-TDCS利用双边 TDCS的抑制效果比未受影响的M1。结果双方TDCS 27,30,31后显示改善运动功能。此外，一项研究证明相比，无论单侧方法32以下的双边TDCS更大的改善。 TDCS的生理机制 尽管中风的治疗越来越多地使用TDCS的，生理机制及其潜在影响仍然不明33。更好地了解生理效应可能有助于开发出更好的治疗方案，并可能导致标准化的协议。如前所述，TDCS的效果可以持续长达90分钟的刺激11,12后的偏移量。因此，超极化/去极化进程不能完全解释长期持续的影响33,34。不同的假说已经提出了关于生理机制后遗症M1上包括改变神经递质的释放，蛋白质合成，离子通道的功能，或受体活性34,35底层TDCS。通过药理学研究显示anodal和阴极刺激M1上的兴奋性由谷氨酸N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体拮抗剂美沙芬36,37后的效果的抑制首次获得分析上市此事而相反的效果被示出使用NMDA受体激动剂38。 NMDA受体被认为是与学习和记忆功能，通过长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD），两者由谷氨酸能和GABA能神经元39,40介导的。动物研究，可在与该假说线，因为它们表明，一个-TDCS诱导LTP 13。 &lt;P类=“j​​ove_content”&gt;尽管我们的行动所依据TDCS的影响，药理协议存在很大的局限性机制的理解取得了重要进展。实际上，药物作用，不能作为在空间上具体为TDCS，特别是在人体实验的范围内，并且它们的效果的作用机制主要是由于突触后受体34。因此，有必要以更直接调查TDCS对人脑的影响。质子核磁共振谱（1 H-MRS）是一个很好的候选，因为它允许非侵入性检测体内的神经递质浓度的感兴趣的特定区域。这种方法是基于在大脑每含有质子的神经化学物质具有特定的分子结构，因此，产生了可以通过1 H-MRS 41来检测特定化学共振的原理。从在大脑的体积所获得的信号terest是从1至5 ppm的之间产生共鸣所有质子产生。所获取的神经化学物质被表示在频谱并绘制它们的化学位移与一些清晰可辨峰值的函数，但在来自不同的神经化学物质的许多谐振重叠。每个峰的信号强度正比于neurometabolite 41的浓度。可量化的神经化学物质的量取决于磁场42,43的强度。然而，低浓度的代谢产物，其通过非常强的共振遮蔽，难以量化，在较低的电场强度如3吨以获得关于这种重叠的信号的信息的一种方式是通过频谱编辑以除去强共振。一种这样的技术是一个MEGA-PRESS序列，它允许检测γ氨基丁酸（GABA）的信号44,45的。 只有少数研究探讨了对TDCS的影响用1 H-MRS在马达34,46和非运动区域的脑代谢47.斯塔格和合作者34评估一个-TDCS和c-TDCS，并在M1代谢假刺激的影响。他们发现了以下一-TDCS一个显著降低GABA的浓度，以及以下的c-TDCS一个显著减少谷氨酸+谷氨酰胺（采集Glx）和γ-氨基丁酸。在另一项研究中，据报道，引起一个-TDCS超过M1的变化的GABA浓度的量相关的运动学习46。 这些研究突出结合1 H-MRS与TDCS增加我们的生理机制TDCS对运动功能的影响基本的理解的潜力。另外，因为其行为效应是公研究和可直接关系到生理结果的使用，如-TDCS和c-TDCS超过M1的临床方案是有用的。因此，一个标准的协议，用于组合双边TDCS和1 H-MRS是使用3个T的MRI系统表现出在健康参与者。 Bihemispheric TDCS呈现单边哪里阴极或单侧anodal TDCS被应用在运动皮层34以前的MRS研究对比数据。该协议具体说明了刺激与NeuroConn刺激了西门子3个T扫描仪进行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

经颅直流电刺激（TDCS）是已经被越来越多地使用在过去的十年中的神经和精神疾病，如中风和抑郁症治疗中的神经调制技术。然而，其调节大脑兴奋，改善临床症状的能力背后的机制仍然知之甚少33。以帮助改善这种认识，质子核磁共振波谱（1 H-MRS）可以使用，因为它允许在体内量化脑代谢物如γ氨基丁酸（GABA）和谷氨酸的区域特异性方式41。事实上，最近的一项研究表明，1 H-MRS确实是一个有力的手段，以更好地了解TDCS的神经递质浓度34的影响。本文旨在描述完整的协议，使用MEGA-PRESS序列，在3个T组合TDCS（NeuroConn MR兼容刺激）与1 H-MRSuence。我们将介绍这表明电机功能障碍的治疗中风后，由初级运动皮层27,30,31双侧刺激大有希望的协议的影响。方法上要考虑的因素和可能的修改协议进行了讨论。

图6示出的所述VOI的位置位于手的M1中，其中采取了所有MRS措施的表示。在图6D，三维可视化显示设置在头皮上的假定初级运动皮层的TDCS电极的明确表示。 图7所示为代表的“EDIT OFF”和差异M1收购（“差异”）的光谱。对应于采集Glx，GABA + MM以及NAA峰可以清楚地看到。 图8示出了黄采集预TDCS和后TDCS在单个参加者的三种不同条?...

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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.

磁共振波谱的用途，用于对初级运动皮层新陈代谢双半球经颅电刺激效果的测量工具一

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 次观看.  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.

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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.

结合经颅磁刺激和功能磁共振成像检查默认模式网络

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 ...

科研

神经科学

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.

依赖国家对TMS的：一看动机幻视行为

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.

经颅磁刺激在线联合方法对经颅交流电刺激对原发性运动皮层的影响

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.

侧前额叶皮质联合经颅磁刺激与脑电图的研究

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.

大鼠桶内皮层 7 t 的功能磁共振波谱在晶氏体活化过程中的应用

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.

导航经颅磁刺激踝关节脊椎通路的双边评价

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.

利用颅内磁刺激测量和操纵人体运动系统中功能特定的神经通路

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.

经颅磁刺激的受试者筛查

推进视觉皮层映射以增强对视力障碍的评估

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.

作者聚焦：通过宽视角 fMRI 映射洞察视觉皮层研究 

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.

具有宽视网膜刺激的视觉皮层功能性磁共振成像 （fMRI）

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