该方法结合了脑电图和 TMS，用于实时大脑状态依赖性大脑刺激。这使得 TMS 宗地能够与持续内源大脑振荡的特定阶段同步。大脑刺激是一种通过将单个 TMS 脉冲与特定的脑电图定义的大脑状态同步来调节大脑的技术。
刺激的效果可以优化。标准 TMS 已经用于治疗神经和精神疾病，如中风和抑郁症。EEG 同步 TMS 具有使用个性化刺激方案改善治疗结果的潜力。
我们还使用EEG同步的TMS来研究人类大脑振荡的基本神经生理学，通过比较刺激的影响，这些影响是相同的，但在不同的大脑状态中应用。其影响可能是微妙的，很容易被其他实验变异源冲走。我们发现，低刺激强度对观察感觉运动节律对皮质脊柱兴奋性的影响效果最好。
进行闭环实验，大脑活动通过头皮表面的脑电位记录，这些电位由EEG放大器数字化。然后，信号传递到EEG主单元，并从那里传递到控制刺激器的实时设备，从而关闭测量和调节大脑活动之间的信号环路。实时设备分析 EEG 振荡，并在满足预定触发条件时向 TMS 刺激器发送触发信号，以便通过放置在头部的 TMS 线圈传递短暂电流脉冲。
在实验过程中，用神经导航装置监测线圈在头部的位置。将 EEG 系统的实时输出连接到实时设备输入，将实时设备的输出连接到 TMS 刺激器的触发输入。在系统中注册研究参与者，确保协议与 EEG 上限的布局匹配，并且相关通道发送到实时输出。
在控制实时设备的计算机上加载软件，以控制实时设备，确保实时输入通道与EEG系统的配置相匹配。然后打开 TMS 刺激器，将配置设置为外部触发。为了监控线圈位置，并在会话内和跨会话中实现准确和一致的 TMS 定位，在开始针对每个参与者的实验之前，将单个结构 MRI 数据加载到导航系统软件中。
然后将线圈跟踪器连接到刺激线圈并校准线圈。当系统准备就绪时，在研究参与者的头上放置一个适当大小的 EEG 盖，并使用测量胶带正确定位盖。将头发推到一边，使头皮可见，并准备头皮与磨蚀性凝胶应用。
接下来，将导电凝胶涂抹到电极上，并检查 EEG 电极阻抗是否低于 5 千瓦。用塑料包装盖住 EEG 盖，并在塑料包装上方安装网盖，使电缆保持固定位置，以减少 EEG 伪影的变异性。然后应用胶带，提高多层的稳定性，将反光头跟踪器胶带固定到主体的头部，以确保整个实验的稳定性。
将表面 EMG 电极连接到清洁和磨损的目标肌肉上，目视检查正在进行的 EEG 和 EMG 信号，看中有不良电极。使双极 EMG 电缆靠近研究参与者的身体，以减少线路噪音拾取。然后使用指针工具与相关的解剖地标共同注册头部模型，并精确定位 EEG 传感器位置，以便随后估计 EEG 活动的单个来源。
要执行实时 EEG 同步 TMS 实验，首先确定运动皮层的 TMS 引起手部肌肉最强运动响应的确切位置。然后在神经导航软件中标记此热点和线圈位置。接下来用真空枕头固定主体的头部，用机械臂固定热点位置的线圈。
要确定阈值刺激强度，逐渐调整刺激强度，直到50%的 TMS 脉冲产生运动响应。此处的强度已设置为阈值强度的 110%。要配置实时系统以组合多个 EEG 通道来提取特定的振荡，请使用以电极 C3 为中心的五通道拉帕拉西亚空间滤波器来提取感觉电机节奏。
要在此振荡的正峰或负峰值触发 TMS，请将相位触发条件设置为每次试验的相位零或相位 pi 随机，然后武装实时设备，并设置每两秒钟在环路上重复一次序列。然后运行大约10分钟的实验，以获得足够数量的试验，以区分相位特定的刺激效果。在实验过程中，将在神经导航系统上监控线圈位置，在脑电图系统上监控脑电图和E电磁感应器信号。
EEG 系统还显示原始数据以及刺激前 EEG 和每个条件的刺激后肌肉响应。实时设备将执行空间滤波，以目标为感兴趣的大脑区域，并采用带通滤波来隔离兴趣振荡，利用自动回归正向预测和希尔伯特变换估计瞬时振幅和相位。然后将此信号与触发条件进行比较。
如果达到功率阈值和相位条件，将触发刺激器。使用显示的在线运行平均值，在实验期间可以估计相位定位的准确性和相位对肌肉反应的影响。在这些数字中，在 TMS 脉冲之前 400 毫秒内，显示从右手肌肉记录的平均刺激前 EEG 信号和平均引出的电机电位。
综合这些结果表明，微节律的负EEG偏转对应于更高的皮质兴奋状态，导致更大的电机唤起电位振幅相比，正EEG偏转与低试验间变异性注意到的皮质神经兴奋效应。我们需要一个稳定干净的脑电图信号。关键是一个准备充分的学习参与者谁是放松，舒适，能够坐不动。
这是一种易于使用的即插即用方法，用于研究大规模皮质连接状态在基于扰动的实验中是否有因果关系。看着一个局部振荡，这只是第一步。我们已经能够使用这项技术的发现来表明，重复的TMS具有持续感觉运动振荡结果和长期强能（如可塑性）的负峰值。
TMS 是一种安全无痛的程序。一个非常罕见的副作用是癫痫发作在脆弱的人和偶尔轻微的暂时性头痛可能发生。
