RM wurde vom Medical Research Council (Karriereentwicklung Gemeinschaft) unterstützt. JR wurde von der Wellcome Trust (Projektzuschuss zu KEW und RM vergeben) unterstützt. Wir wünschen Jennifer Chesters für ihre Hilfe bei der Herstellung der Video danken.

1. Vorbereitung <ol><li> Fragen Sie die Teilnehmer, füllen Sie ein Sicherheits-Screening-Form (siehe z. B. 21). Hinweis: Teilnehmer, die Kontraindikationen für TMS haben, sollten nicht gefördert werden; die häufigsten Kontraindikationen sind: Schlafmangel, Medikamente (zB Antidepressiva), und eine Familiengeschichte von Epilepsie. </li><li> Erklären Sie den TMS Verfahren und die experimentelle Details zu dem Teilnehmer und informierte Zustimmung zu erhalten. </li><li> Mit Alkohol, reinigen Sie die Haut über dem Bauch des FDI-Muskel in der rechten Hand und in der Bezugsstelle (zB Sehne des FDI-Muskel) und befestigen Elektroden auf diesen Seiten. </li><li> Reinigen der Haut an der rechten Seite des OO Muskel mit Alkohol und Befestigen einer Elektrode an der rechten Ecke der oberen Lippe und einer Elektrode in der rechten Ecke der Unterlippe. </li><li> Reinigen Sie die Haut rund um die Seite für die Masseelektrode (z. B. auf der Stirn) und bringen Sie die elektrode. </li><li> Verbinden Sie die Kabel der Elektroden zu einer Elektrode Feld zu einer EMG-Aufzeichnungssystem befestigt. </li><li> Überprüfen Sie die EMG-Signale von den Hand-und Lippenmuskulatur aufgezeichnet, wenn der Teilnehmer Kontraktion und Entspannung dieser Muskeln (durch Sichtprüfung sie zB mit Spike2 Software). Wenn die Signale aussehen laut, wenn der Teilnehmer entspannt die Lippen-und Handmuskeln, drehen Sie die Elektrodenkabel, wieder sauber die Haut an der Elektrodenstelle und / oder fragen Sie die Teilnehmer, ihre Beine uncross, ihre Schuhe auszuziehen und haben ihre Füße auf den Boden (besser Erdung). </li><li> Schützen des Teilnehmers Anhörung durch Ohrstöpsel. </li><li> Setzen Sie die Kappe auf dem Kopf des Teilnehmers um in der Lage, die Position der TMS-Spule zu markieren. </li></ol> 2. Lokalisierung von Motorhand Vertretung <ol><li> Markieren Sie den Scheitelpunkt auf der Kappe (durch das Anbringen einer kleinen Aufkleber oder mit Hilfe eines Kugelschreibers) und messen Sie den Abstand vom Scheitelpunkt nach links präaurikulären Punkt. Bewegung33% dieser Abstand vom Scheitelpunkt nach links präaurikulären Punkt und markieren Sie diese Stelle. </li><li> Legen Sie die Mitte der Figur Acht TMS-Spule an dieser Stelle. Ausrichten der Griff der Spule 45 Grad von der Mittellinie. </li><li> Geben Sie die erste TMS-Impuls zB durch Drücken eines Fußpedals. Wählen Sie eine niedrige Intensität (z. B. 40% der max Stimulator Intensität), wenn der Motor Schwelle der Teilnehmer nicht bekannt ist. Bewegen Sie die Spule leicht und / oder erhöhen Sie die Intensität, wenn kein MEP oder Muskelzuckungen in der Hand zu sehen. </li><li> Wenn ein Abgeordneter hervorgerufen wird, in Bewegung bleiben die Spule in 5-mm-Schritten um dieses Gebiet, um eine entsprechende &quot;hot spot&quot; zu finden, dh die Website und Spulenorientierung, die die maximale Abgeordneten bei einer bestimmten Intensität entlockt. Halten Sie mindestens eine 5-Sekunden-Pause zwischen den Impulsen. Beachten Sie die Teilnehmer die Hand, um zu prüfen, welche Muskeln zucken. Wenn der Ort, in dem die Abgeordneten sind der größte gefunden wird, markieren Sie diese &quot;Hot Spot&quot; und die Ausrichtung derdie Spule auf der Kappe. </li></ol> 3. Lokalisierung von Motor Lip Vertretung <ol><li> Mark einen Platz 2-3 cm von der FDI Stelle entlang einer geraden Linie in Richtung der Ecke des linken Auges (die Lage des Motors Darstellung ist anterioren und inferioren als die der Hand-Darstellung). </li><li> Setzen Sie die Spule an dieser Stelle. Fragen Sie die Teilnehmer, um die Lippenmuskulatur Geldbörse; Dies senkt die Kraftschwelle und daher macht es einfacher, den Motor Lippe Darstellung finden. </li><li> Sagen Sie den Teilnehmer, die TMS-Pulse können an dieser Stelle intensiver als in der vorherigen Position fühlen und dass er / sie kann zuckt in seinem / ihrem Gesicht (durch periphere Stimulation) fühlen und unwillkürliche Augen-blinkt. Fragen Sie die Teilnehmer, um den Experimentator an einem beliebigen Punkt zu informieren, wenn die Stimulation unangenehm oder schmerzhaft wird oder wenn sie die Stimulation zu beenden möchten. </li><li> Liefern Sie die ersten Impulse. Wenn keine Abgeordneten hervorgerufen werden, etwas bewegen Sie die Spule und / oder erhöhen Sie die Intensität. Keep mindestens 5 Sekunden Pause zwischen den Impulsen. Wenn ein Abgeordneter hervorgerufen wird, in Bewegung bleiben die Spule um diesen Bereich in 5-mm-Schritten, um ein &quot;Hot Spot&quot; für die OO Muskel finden. Hinweis: Die Form der Lippe Abgeordneten ist oft mehrphasigen und ihre Form kann von Teilnehmer zu Teilnehmer variieren. Auch ist die Kraftschwelle für die Lippenmuskel als für die Handmuskeln oft höher. </li></ol> 4. Definieren Intensität für Einzel-Pulsexperimente <ol><li> Trainieren Sie den Teilnehmer, ein konstantes Niveau der Kontraktion zu erhalten, wenn die Abgeordneten aus Auftragslippenmuskulatur aufgenommen werden. Hinweis: Die Bereitstellung visuelle Rückmeldung über die Macht des EMG-Signals (zB durch Verwendung Spike2 Software) hilft während der Ausbildung; Training kann gestoppt werden, wenn die Teilnehmer in der Lage zu halten das Niveau der Kontraktion stabil für mindestens 1 min. </li><li> Setzen Sie die Spule auf der Hot-Spot für die OO Muskel. Liefern Sie 10 Impulse mit festen Intensität. Halten Sie mindestens eine 5-Sekunden-Pause zwischen den Impulsen. EStimate die Größen von Abgeordneten durch visuelle Inspektion ihnen. Erhöhen Sie die Intensität, wenn die Abgeordneten sind sehr klein oder es gab keine MEP auf jeder Prüfung. Liefern Sie 10 Impulse wieder. Halten Sie die Erhöhung der Intensität, bis eine robuste MEP ist auf jeder Versuch ausgelöst (z. B. mit einer Amplitude von etwa 0,3 mV, wenn die Lippe Muskel ist entspannt oder mit einer Amplitude von etwa 1 mV, wenn die Lippe Muskel kontrahiert). Verwenden Sie diese Intensität während der Einzelpuls-Experiment. Hinweis: Es ist eine gute Praxis, Stimulator Intensitäten in Publikationen zu melden. </li></ol> 5. Definieren aktiv Motor Schwelle für rTMS Experimente <ol><li> Fragen Sie die Teilnehmer, um die Lippenmuskeln so hart wie sie können schrumpfen. Bestimmen Sie die Amplitude dieser maximalen Kontraktion (durch visuelle Inspektion der EMG-Signal). </li><li> Fragen Sie die Teilnehmer, um die Kontraktion der Lippen zu reduzieren. Führen Sie ihn / sie, um die Kontraktion Niveau, das rund 20% des Maximal ist zu erreichen. Fragen Sie die Teilnehmer, dieses Niveau zu halten für 1 kmn. Geben Sie ihm / ihr eine kurze Pause und wiederholen Sie die Übung so oft wie nötig. Hinweis: Die Bereitstellung visuelle Rückmeldung über die Macht des EMG-Signals (zB durch Verwendung Spike2 Software) hilft während der Ausbildung; Training kann gestoppt werden, wenn die Teilnehmer in der Lage zu halten das Niveau der Kontraktion stabil für mindestens 1 min. </li><li> 10 liefert Impulse über den Hotspot für OO während der Teilnehmer Ziehen der Lippe bei 20% des Maximums. Zählen Sie, wie viele Abgeordnete wurden ausgelöst. Wenn es eine MdEP (mit Spitze-zu-Spitze-Amplitude von mindestens 0,2 mV) in weniger als 5 von 10 Studien, die Intensität erhöhen. Wenn es ein Abgeordneter mehr als 5 von 10 Studien, senken Sie die Intensität. Wiederholen, bis ein Minimum Intensität, die Abgeordneten auf mindestens 50% der Studien (aktiven Motorschwelle) entlockt gefunden wurde. </li><li> Fragen Sie die Teilnehmer, um die Lippenmuskulatur entspannen und liefern 10 Impulse bei der Intensität des aktiven Motor Schwelle. Sicherstellen, dass keine Abgeordneten ausgelöst wurden (dh Stimulation inIntensität ist unterhalb der Schwelle). Wenn keine Abgeordneten ausgelöst wurden, verwenden Sie diese Intensität (dh 100% der aktiven motorischen Schwelle) während der rTMS-Bahn (während die Lippe Muskel ist entspannt). Wenn die Abgeordneten hervorgerufen wurden, gehen Sie zurück auf 5,3. </li></ol> 6. Niederfrequente rTMS <ol><li> Geben TMS-Impulse mit einer Frequenz von bis zu 1 Hz für 15-min während der rTMS Zug. Bei Verwendung der MagStim BiStim System, das aus zwei Stimulatoren besteht, lösen diese Stimulatoren alternierend (dh jeden Stimulator liefert einen Impuls alle 3 Sek.), Um eine monophasische Impulsfolge von 0,66 Hz erstellen. Hinweis: Spike2 Software zusammen mit dem EMG-Erfassungssystem (Cambridge Elektronik) kann verwendet werden, um eine Folge von Triggerimpulsen zu erzeugen. Hinweis: In der Praxis ist die maximale Intensität für 0,66 Hz Impulsfolge mit der MagStim BiStim System-und Standardspulen 65% der maximalen Stimulator-Ausgang. Diese Grenze bezieht sich auf die maximale Impulsfrequenz jedes Stimulators (0,33 Hz), Überhitzungder Spulen-und Teilnehmerkomfort. </li><li> Überwachung der Aufnahmen von der Lippe und die Handmuskeln während der rTMS Zug, um sicherzustellen, keine Abgeordneten hervorgerufen, die eine Zunahme der Erregbarkeit oder Verbreitung Auswirkungen auf die Nachbar Darstellung anzeigen würde. Außerdem überwachen die Teilnehmer auf Anzeichen von Beschwerden oder Veränderungen in der Höhe der Aufmerksamkeit. </li><li> Ändern Sie die Spule nach 7,5 min, um eine Überhitzung zu vermeiden. Anmerkung: Dieser Schritt kann bei der Verwendung von Spezialspulen, die während der Stimulations gekühlt werden weggelassen; Erhitzen der Spulen kann die Stärke des Magnetfeldes beeinflusst. </li></ol>

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	<li>Hickok, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+mirror+neurons+in+speech+and+language+processing.">The role of mirror neurons in speech and language processing.</a> Brain Lang. 112, 1-2 (2010).</li><li>Hickok, G., Houde, J., Rong, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+integration+in+speech+processing:+computational+basis+and+neural+organization.">Sensorimotor integration in speech processing: computational basis and neural organization.</a> Neuron. 69, 407-422 (2011).</li><li>Lotto, A. J., Hickok, G. S., Holt, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reflections+on+mirror+neurons+and+speech+perception.">Reflections on mirror neurons and speech perception.</a> Trends Cogn Sci. 13, 110-114 (2009).</li><li>Pulvermuller, F., Fadiga, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+perception:+sensorimotor+circuits+as+a+cortical+basis+for+language.">Active perception: sensorimotor circuits as a cortical basis for language.</a> Nat Rev Neurosci. 11, 351-360 (2010).</li><li>Scott, S. K., McGettigan, C., Eisner, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+little+more+conversation,+a+little+less+action--candidate+roles+for+the+motor+cortex+in+speech+perception.">A little more conversation, a little less action--candidate roles for the motor cortex in speech perception.</a> Nat Rev Neurosci. 10, 295-302 (2009).</li><li>Liberman, A., Mattingly, I. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+motor+theory+of+speech+perception+revised.">The motor theory of speech perception revised.</a> Cognition. 21, 1-36 (1985).</li><li>Liberman, A. M., Cooper, F. S., Shankweiler, D. P., Studdert-Kennedy, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perception+of+the+speech+code.">Perception of the speech code.</a> Psychological Review. 74, 431-461 (1967).</li><li>Mottonen, R., Watkins, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+TMS+to+study+the+role+of+the+articulatory+motor+system+in+speech+perception.">Using TMS to study the role of the articulatory motor system in speech perception.</a> Aphasiology. 26, 1103-1118 (2012).</li><li>Fadiga, L., Craighero, L., Buccino, G., Rizzolatti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Speech+listening+specifically+modulates+the+excitability+of+tongue+muscles:+a+TMS+study.">Speech listening specifically modulates the excitability of tongue muscles: a TMS study.</a> Eur J Neurosci. 15, 399-402 (2002).</li><li>Watkins, K. E., Strafella, A. P., Paus, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seeing+and+hearing+speech+excites+the+motor+system+involved+in+speech+production.">Seeing and hearing speech excites the motor system involved in speech production.</a> Neuropsychologia. 41, 989-994 (2003).</li><li>Stokes, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+metric+for+scaling+motor+threshold+based+on+scalp-cortex+distance:+application+to+studies+using+transcranial+magnetic+stimulation.">Simple metric for scaling motor threshold based on scalp-cortex distance: application to studies using transcranial magnetic stimulation.</a> J Neurophysiol. 94, 4520-4527 (2005).</li><li>Murakami, T., Restle, J., Ziemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation-execution+matching+and+action+inhibition+in+human+primary+motor+cortex+during+viewing+of+speech-related+lip+movements+or+listening+to+speech.">Observation-execution matching and action inhibition in human primary motor cortex during viewing of speech-related lip movements or listening to speech.</a> Neuropsychologia. , (2011).</li><li>Swaminathan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+excitability+during+visual+perception+of+known+and+unknown+spoken+languages.">Motor excitability during visual perception of known and unknown spoken languages.</a> Brain Lang. 126, 1-7 (2013).</li><li>Watkins, K., Paus, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+motor+excitability+during+speech+perception:+the+role+of+Broca's+area.">Modulation of motor excitability during speech perception: the role of Broca's area.</a> J Cogn Neurosci. 16, 978-987 (2004).</li><li>Chen, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depression+of+motor+cortex+excitability+by+low-frequency+transcranial+magnetic+stimulation.">Depression of motor cortex excitability by low-frequency transcranial magnetic stimulation.</a> Neurology. 48, 1398-1403 (1997).</li><li>Mottonen, R., Dutton, R., Watkins, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory-motor+processing+of+speech+sounds.">Auditory-motor processing of speech sounds.</a> Cereb Cortex. 23, 1190-1197 (2013).</li><li>Mottonen, R., van de Ven, G. M., Watkins, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attention+fine-tunes+auditory-motor+processing+of+speech+sounds.">Attention fine-tunes auditory-motor processing of speech sounds.</a> J Neurosci. 34, 4064-4069 (2014).</li><li>Mottonen, R., Watkins, K. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+representations+of+articulators+contribute+to+categorical+perception+of+speech+sounds.">Motor representations of articulators contribute to categorical perception of speech sounds.</a> J Neurosci. 29, 9819-9825 (2009).</li><li>Sommer, M., Lang, N., Tergau, F., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+tissue+polarization+induced+by+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation.">Neuronal tissue polarization induced by repetitive transcranial magnetic stimulation.</a> Neuroreport. 13, 809-811 (2002).</li><li>Meister, I. G., Wilson, S. M., Deblieck, C., Wu, A. D., Iacoboni, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+essential+role+of+premotor+cortex+in+speech+perception.">The essential role of premotor cortex in speech perception.</a> Curr Biol. 17, 1692-1696 (2007).</li><li>Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety,+ethical+considerations,+and+application+guidelines+for+the+use+of+transcranial+magnetic+stimulation+in+clinical+practice+and+research.">Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research.</a> Clin Neurophysiol. 120, 2008-2039 (2009).</li><li>D'Ausilio, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+motor+somatotopy+of+speech+perception.">The motor somatotopy of speech perception.</a> Curr Biol. 19, 381-385 (2009).</li><li>Murakami, T., Restle, J., Ziemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+connectivity+hierarchically+links+temporoparietal+and+frontal+areas+of+the+auditory+dorsal+stream+with+the+motor+cortex+lip+area+during+speech+perception.">Effective connectivity hierarchically links temporoparietal and frontal areas of the auditory dorsal stream with the motor cortex lip area during speech perception.</a> Brain Lang. 122, 135-141 (2012).</li><li>Huang, Y. Z., Edwards, M. J., Rounis, E., Bhatia, K. P., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theta+burst+stimulation+of+the+human+motor+cortex.">Theta burst stimulation of the human motor cortex.</a> Neuron. 45, 201-206 (2005).</li><li>Hamada, M., Murase, N., Hasan, A., Balaratnam, M., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+interneuron+networks+in+driving+human+motor+cortical+plasticity.">The role of interneuron networks in driving human motor cortical plasticity.</a> Cereb Cortex. 23, 1593-1605 (2013).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Während der letzten zwei Jahrzehnte, TMS hat sich eine weit verbreitete Methode in der kognitiven Neurowissenschaft, weil sie Informationen, die komplementär zu bildgebenden Verfahren ist. Es wurde auch Sprachwissenschaftler vorgesehen mit neuen Werkzeugen zu untersuchen, ob der Motor der Sprachproduktion System könnte in der Sprachwahrnehmung beteiligt werden. Insbesondere stellt TMS ein wichtiges Mittel, experimentell zu testen, ob die neuronalen Schaltkreise, die Artikulations steuern, werden beim Hören, Sprache erleichtert und, ob diese Schaltungen tragen zur Sprachwahrnehmung. Dieser Artikel beschreibt, wie der Motor Lippe Darstellung kann unter Verwendung von TMS stimuliert werden, und wie die beiden Einzelpuls und repetitive TMS-Techniken wurden verwendet, um die Rolle des motorischen Cortex Sprachwahrnehmung zu untersuchen. Die hier berichteten Studien belegen, dass die motorischen Cortex trägt zur Sprachverarbeitung im menschlichen Gehirn. TMS andere Paradigmen sind auch verwendet worden, um zu untersuchen spEECH Verarbeitung im motorischen System. Dual TMS Impulse über den Motor Lippen-und Zungen Darstellungen vor Gehör Silben geliefert wurde gezeigt, daß die Anerkennung der Lippe und Zungengelenk Silben bzw. 22 zu erleichtern. Ein paired-Spule Paradigma verwendet werden, um effektive Konnektivität zwischen der Lippe und andere Darstellung kortikalen Regionen während der Sprachwahrnehmung 23 zu untersuchen. Es wurde gezeigt, dass die wirksame Verbindung zwischen dem Motor und Lippen Darstellung TPJ und der unteren frontalen Kortex während hört Rede während hören weißes Rauschen verstärkt, aber nicht. Kontinuierliche Theta-Burst Stimulation (cTBS) über die TPJ abgeschafft seine effektive Konnektivität mit dem Motor Lippe Darstellung, was ein weiterer Beweis, dass diese kortikalen Regionen sind funktionell während hören Sprach 23 gekoppelt. Der Vorteil cTBS über niederfrequente rTMS ist, dass ein relativ kurzer Zug cTBS (&lt;em&gt; zB 40 sec) kann eine lang anhaltende Störung des motorischen Kortex (bis zu 60 min) 24 zu erzeugen. Jedoch sind die Wirkungen von cTBS an Kraft Erregbarkeit auf 25 Teilnehmer sehr variabel. Die Kombination von TMS mit anderen bildgebenden Verfahren, die ganze Aktivität des Gehirns messen kann Einblick in die TMS wirkt neuronalen Prozesse sowohl in der benachbarten und weiter entfernten kortikalen Regionen. Hirnregionen zweifellos miteinander interagieren während Wahrnehmungs und kognitiven Prozessen, und so ist es nicht überraschend, dass eine induzierte &quot;virtuelle Läsion&quot; in einem Bereich des Gehirns würde Funktionieren anderen Gehirnbereichen in demselben Prozess Eingriff modulieren. Um das Verständnis der neuronalen Grundlagen der Sprachwahrnehmung zu fördern, ist es wichtig zu untersuchen, wie die Artikulations motorischen Kortex interagiert mit den auditiven Regionen in der oberen temporalen Kortex während der Rede zu hören und wie diese Wechselwirkungen zur Sprachwahrnehmung. Die Zusammenarbeitmbination von TMS mit bildgebenden Verfahren bietet die Möglichkeit, diese Fragen zu beantworten. Zum Beispiel ist es möglich, Einflüsse der TMS-induzierten Störungen im Artikulationssystem zur Verarbeitung von Sprachsignalen in der oberen temporalen Kortex mit Elektroenzephalographie (EEG) zu untersuchen, Magnetenzephalographie (MEG), funktionelle MRT-und Positronenemissionstomographie (PET). Experimente kombiniert niederfrequente rTMS und EEG zeigen, dass TMS-induzierte Störung in der artikulatorischen motorischen Kortex moduliert automatische Unterscheidung der Rede, aber nicht nicht-Rede, klingt im auditorischen System, die zeigen, dass diese Systeme während der Sprachverarbeitung 16 interagieren. Kombination von rTMS mit MEG ist auch eine leistungsfähige Methode, um den Zeitpunkt der auditiv-Motor 17 Wechselwirkungen zu untersuchen. Dennoch ist der Zusammenhang zwischen Sprachproduktion und Wahrnehmung immer noch wenig verstanden. TMS kombiniert mit Sprach Aufgaben und zusätzliche bildgebende Verfahren können helfenWissenschaftler, um das Verständnis der neuronalen Grundlagen der Sprachwahrnehmung und Produktion zu verbessern und ob sie sich überlappen.

Sprachwahrnehmung ist eine anspruchsvolle Fähigkeit, die Kodierung von komplexen und sehr variabel eingehenden akustischen Signalen benötigt. Zwar ist es unstrittig, dass die auditorischen Kortex spielt eine kritische Rolle in der Sprachverarbeitung, ob die Motor Regionen, die die Bewegungen der Artikulatoren (zB Lippen) während der Sprachproduktion steuern auch dazu beitragen, Sprachwahrnehmung bleibt ein Thema der aktiven Forschung und der wissenschaftlichen Debatte 1 - 5. Die Idee, dass der Motor Darstellungen werden in der Sprachwahrnehmung beteiligt ist nicht neu. Nach Libermans Motor Theorie der Sprachwahrnehmung 6,7 der Hörer Rede durch Simulation der &quot;bestimmt artikulatorischen Gesten&quot; des Lautsprechers. TMS hat sich als ein leistungsfähiges Werkzeug bei der Untersuchung der mutmaßlichen Rolle des motorischen Kortex während artikulatorische Sprachwahrnehmung sein (für eine Übersicht siehe 8). Dieser Artikel konzentriert sich auf die Stimulation der Lippe Motordarstellung mit Einzelpuls-undrepetitiven TMS-Techniken. Einzelpuls-TMS hat sich als äußerst wirksames Mittel, die den Zusammenhang zwischen dem motorischen Cortex und Sprachverarbeitung 10.08 zur Verfügung gestellt. Einzel TMS Impulse an den primären motorischen Kortex (M1) angewendet entlocken motorisch evozierte Potentiale (dh MdEP) in der kontralateralen Zielmuskel, die mit Hilfe der Elektromyographie (EMG) aufgezeichnet werden können. Die Abgeordneten aus den Handmuskeln aufgezeichnet (M. interosseus dorsalis, FDI) Spitzen ca. 24 ms nach dem Puls, während die Abgeordneten von der Lippenmuskulatur aufgenommen (orbicularis oris; OO) Spitze ca. 15 ms nach dem Puls (siehe Abbildung 1). Dies spiegelt Unterschiede in der Entfernung von der Motorkortex auf die Lippen-und Handmuskeln; kortiko-bulbären Weg auf die Lippen kürzer als die cortico-spinalen Weg zu den Händen. Die Intensität der erforderlich ist, um einen Abgeordneten zu entlocken Impuls unterscheidet sich stark über Teilnehmer, wahrscheinlich reflektieren neuroanatomischen Unterschiede und verschieschiede in der Schädeldicke 11. Die Amplitude des MEP ist abhängig vom Funktionszustand des Motorsystems, mit Impulsen von konstanter Intensität Induktion größer MEPs wenn die Zielmuskel kontrahiert Vergleich dazu, wenn sich der Muskel entspannt. MdEP Messungen liefern ein genaues Mittel der Lokalisierung der kortikalen Darstellungen von verschiedenen Muskeln in jedem Teilnehmer sowie die Normalisierung der TMS-Intensität zwischen den Fächern. Diese Methode bietet auch eine direkte Messung (dh MEP Amplitude) der Motor Erregbarkeit in Bezug auf eine unabhängige Variable von Interesse. Zum Beispiel haben Einzelpuls TMS Studien gezeigt, dass die Stimulation der Lippe-Darstellung induziert größer Abgeordneten (dh gesteigerte Erregbarkeit) beim Hören von Sprache und Betrachtungssprachbezogenen Lippenbewegungen 10,12,13. Eine kombinierte PET-und Einzelpuls-TMS-Studie zeigte, dass die Erregbarkeit des motorischen Systems während der Rede auditiven Sprachwahrnehmung wird zum Teil durch Aktivität in der moduliertehinteren linken inferioren frontalen Gyrus 14. Während Einzelpuls TMS kann Veränderungen in der Erregbarkeit des Motorsystems während Sprachwahrnehmung zeigen sie nicht an, ob der Motor Cortex trägt zur Sprachverarbeitung. Repetitive TMS (rTMS) kann verwendet werden, um eine vorübergehende Störung (dh &quot;eine virtuelle Läsion&quot;) in der Motorkortex 15 zu induzieren. Diese &quot;virtuellen Läsion&quot;-Ansatz ermöglicht Untersuchung der Sprachwahrnehmung während kontrollierte, kurzfristige Störungen zu einem Schwerpunktbereich des motorischen Systems. Die &quot;virtuelle Läsionen&quot; von TMS verursacht unterscheiden sich von echten Läsionen bei Patienten, die oft weit verbreitete decken kortikalen Regionen, die zu funktionellen Reorganisation des Gehirns über die Zeit. Patienten-Studien vergleichen typischerweise Verhalten der Patienten zu einer Kontrollgruppe und selten vermitteln Kenntnisse der Leistung vor dem Schlaganfall / Läsion. Durch die Verwendung von rTMS ist es möglich, eines Teilnehmers Fähigkeit, s durchführen zu untersuchenPeech Wahrnehmung Aufgaben mit und ohne Motor Störungen und damit zu prüfen, ob diese Störungen beitragen, um die Leistung. Unterschwellen niederfrequente rTMS kann verwendet werden, um den Motor Lippe Darstellung vorübergehend zu stören und es wurde verwendet, um die Rolle des motorischen Kortex in artikulatorische Sprachwahrnehmung 16-18 zu untersuchen. In diesen Experimenten wurden monophasische Pulssequenzen verwendet werden, da monophasischen niederfrequente rTMS wurde gezeigt, wirksamer bei der Verringerung kortikalen Erregbarkeit Vergleich zu biphasische rTMS 19 sein. Die Größe der Abgeordneten von den Lippen aufgenommen nach einer 15-Minuten-Folge von Unterschwellen monophasischen TMS-Impulse bei Raten unter 1 Hz, dh Motor Erregbarkeit sinkt angewendet wird unterdrückt 18. Diese rTMS-induzierte Störung beeinträchtigt auch Zuhörer Fähigkeit, wahrnehmen kategorisch akustische continua zwischen zwei Sprachlaute, dass an Stelle der Artikulation (zB unterschied &#39;ba &amp; #39; vs &#39;da&#39; und &#39;pa&#39; vs &#39;ta&#39;). Das beeinträchtigt die Leistung nach der Unterbrechung der Lippe motorischen Kortex lässt vermuten, dass das motorische System trägt zur Sprachwahrnehmung. Die Unterbrechung der Hand Motor Darstellung hat keinen Effekt auf kategoriale Wahrnehmung von Sprachlauten. Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit früheren Befunden zeigt, dass zu prämotorischen Cortex angewendet niederfrequente rTMS beeinträchtigt Leistung in einem phonetischen Diskriminierung Aufgabe bei der Verwendung von Silben in Lärm vorgestellt Vergleich zu einem Farbunterscheidungssteuerungsaufgabe auf Schwierigkeiten, Aufgabenstruktur und Reaktionstyp 20 abgestimmt. Diese Studien zeigen, dass rTMS ist ein äußerst wirksames Mittel zur Erkundung der Gehörmotor-Stromkreise, die sowohl Sprachproduktion und Wahrnehmung unterstützen kann. Niederfrequente rTMS kann auch in Verbindung mit bildgebenden Verfahren verwendet, um dieses Thema weiter zu untersuchen (siehe Diskussion) werden.

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			<td height="21" style="height:21px;width:273px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:307px;">Company</td>
			<td style="width:311px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:331px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">TMS stimulator</td>
			<td>Magstim Limited, Wales, U.K.</td>
			<td>Magstim BiStim (two MagStim 200s connected)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2 TMS coils</td>
			<td>Magstim Limited, Wales, U.K.</td>
			<td>70-mm figure-of-eight coil, D70 Alpha</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Electrodes for recording EMG signal</td>
			<td>Covidien llc, MA, USA.</td>
			<td colspan="2">Kendall Neonatal ECG electrodes, 22 mm x 30 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electrode box (for EMG recording)</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Limited, U.K.</td>
			<td>CED 1902-11/4 Electrode Adaptor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Data acquisition unit (for EMG)</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Limited, U.K.</td>
			<td>Micro1401-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Amplifier (for EMG)</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Limited, U.K.</td>
			<td>1902</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Software for EMG recording and analyses</td>
			<td>Cambridge Electronic Design Limited, U.K.</td>
			<td>Spike2, version 7</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stimulating the lip motor cortex with transcranial magnetic stimulation

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich als ein nützliches Werkzeug bei der Untersuchung der Rolle des motorischen Kortex in artikulatorische Sprachwahrnehmung sein. Forscher haben Einzelpuls-und repetitive TMS genutzt, um die Lippe Darstellung im motorischen Kortex zu stimulieren. (; Elektromyographie EMG) Die Erregbarkeit der Lippe Motor Vertretung kann durch die Anwendung TMS Einzelimpulse über dieses kortikalen Bereich und Aufzeichnung TMS-induzierte motorisch evozierte Potentiale (MEPs) über Elektroden auf die Lippenmuskulatur befestigt sucht werden. Größere Abgeordneten spiegeln erhöhte kortikale Erregbarkeit. Studien haben während der Rede zu hören als auch beim Betrachten sprachbezogenen Bewegungen gezeigt, dass die Erregbarkeit steigt. TMS kann auch verwendet werden, um die Lippe Motor Darstellung zu stören. Eine 15-Minuten-Folge von Niederfrequenz-Unterschwellen repetitiven Stimulation hat sich gezeigt, Erregbarkeit Motor für eine weitere 15-20 min zu unterdrücken. Das TMS-induzierte Störung der Motor Lippe Darstellung beeinträchtigt nachfolgendenLeistung in anspruchsvollen Aufgaben und Sprachwahrnehmung moduliert auditorischen Cortex-Antworten auf Sprachlaute. Diese Ergebnisse sind im Einklang mit dem Vorschlag, dass die motorischen Kortex trägt zur Sprachwahrnehmung. Dieser Artikel beschreibt, wie die Lippe Darstellung im motorischen Kortex und wie man die entsprechenden Stimulationsintensität für die Durchführung sowohl Einzelpuls-und repetitive TMS Experimente definieren lokalisieren.

Ergebnisse aus Einzelpulsexperimente In Einzelpuls-Experimente, die abhängige Maß der MEP-Amplitude. Die Größe der MEPs wird typischerweise entweder als Spitze-zu-Spitze-Amplitude 13,18 oder Fläche unter der Kurve 10 gemessen. Die Lippen Abgeordneten können entweder von der entspannten Muskels oder einer leicht verkürzten Muskels aufgezeichnet werden. Im letzteren Fall können die TMS-Impulse mit einer geringeren Intensität geliefert werden, weil die Kontraktion verringert die Kraftschwelle. Es ist sehr wichtig, dass die Höhe der Kontraktion bleibt während des gesamten Experiments konstant, weil die Stärke der Kontraktion beeinflusst die MEP-Amplituden. Je stärker die Kontraktion ist, desto größer sind die Abgeordneten. Daher ist es wichtig, die Teilnehmer trainieren, um ein konstantes Niveau der Kontraktion vor der TMS-Intensität der Definition zu erhalten, wenn die Abgeordneten aus der verkürzten Muskels erfasst. Visuelles Feedback hilft während der Ausbildung (siehe Protokoll 4.1.). Manchmal ist die Schwellenist so hoch, dass die Intensität der Pulse TMS ist unbequem für den Teilnehmer und das Experiment nicht durchgeführt werden. Auch ist es nicht immer möglich, die Lippe Darstellung finden oder aufzeichnen robust Abgeordneten, vor allem, wenn die Lippenmuskulatur entspannt. Es ist eine gute Übung, um die Anzahl der Teilnehmer, bei denen der Versuch konnte nicht durchgeführt werden in Publikationen zu melden. Abbildung 1 zeigt die Abgeordneten von einer entspannten und vertraglich Lippe Muskel für einen einzelnen Teilnehmer aufgezeichnet. Die Intensität der Pulse TMS wurde in drei Stufen von Kontraktion konstant gehalten. Der Motor Erregbarkeit erhöht, wenn der Muskel kontrahiert wird, und damit die Abgeordneten größer werden. <img alt="Figur 1" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51665/51665fig1highres.jpg" width="400" /> Abbildung 1. Die Wirkung der Muskelkontraktion auf Lippe Europaabgeordneten. Die Abgeordneten wurden von einem Teilnehmer gemessen, während sie (1)entspannt ihre Lippen, (2) vertraglich die Lippen, als sie konnte leicht (&lt;5% des Maximums) und (3), wenn sie vertraglich die Lippen etwa 20% des Maximums. Die Intensität der monophasischen Pulse TMS war das gleiche in allen drei Bedingungen (58% der maximalen Intensität). 6 Die Abgeordneten wurden in jedem Zustand (in der Figur überlagert) aufgezeichnet. Die Abbildung zeigt, dass die Abgeordneten größer werden, wenn die Höhe der Kontraktion steigt. Eine kortikale stillen Periode ist eindeutig in dem Zustand mit der stärksten Kontraktion sichtbar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51665/51665fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Motor Erregbarkeit während hören Rede und Anzeigen von sprachbezogenen Lippenbewegungen der Lippen Darstellung steigt. Abbildung 2 zeigt die Lippe MEP während hören Sprache und nonverbale Lärm aufgezeichnet und während Augenbewegungen beobachten und sprachbezogene Lippenbewegungen 10. In tseine Studie Abgeordneten wurden aus leicht kontrahiert Lippenmuskulatur aufgezeichnet. Die Höhe der Kontraktion wurde als Kovariate in der MEP-Analyse aufgenommen und verwendet, um die MEP-Größe anzupassen. Die Lippen Abgeordneten der linken M1 Stimulation hervorgerufen wurden während hören Rede und beobachten sprachbezogenen Lippenbewegungen relativ zum Ausgangszustand deutlich verbessert, während die Lippe Abgeordneten der rechten M1 Stimulation hervorgerufen wurden während eine der Bedingungen moduliert. <img alt="Figur 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51665/51665fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51665/51665fig2.jpg" /> Abbildung 2. Abgeordneten während der Wahrnehmung von auditiven und visuellen Sprache in ein Teilnehmer. Die Abgeordneten wurden von der etwas zusammengezogen Lippen Muskel aufgezeichnet, während die linke motorischen Kortex stimuliert wurde. Die Abgeordneten wurden während hören Rede und Anzeigen von sprachbezogenen Lippenbewegungen verstärkt. Abbildung aus modifizierten <sup&gt; 10. Eine aktuelle Studie untersucht die Spezifität der Veränderungen in der Erregbarkeit des motorischen Kortex Lippe während der Beobachtung der visuellen Mundbewegungen 13. Z-Scores für Lippen Abgeordneten bei der visuellen Wahrnehmung von bekannten Sprach (English) aufgezeichnet, unbekannte Sprache (Hebräisch), Nicht-Sprach-Mundbewegungen (Gurning) und ein noch Gesicht sind in Abbildung 3 dargestellt. Diese z-Werte wurden in Bezug auf die berechnete bedeuten, von allen Bedingungen. TMS-Impulse wurden über die linke M1 und Abgeordneten von der entspannten Lippenmuskel aufgezeichnet ausgeliefert. Die Abgeordneten waren größer bei der Beobachtung von bekannten Sprach als unbekannte Sprache oder Nicht-Sprach-Mundbewegungen. Die während der Beobachtung eines noch Gesicht aufgezeichnet Abgeordneten waren so groß wie bei der Beobachtung der englischen Sprache. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Lippe motorischen Kortex beteiligt sich bei der Verarbeitung von visuellen Signalen bei der Sprachkommunikation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51665/51665fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken sie</a>E um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="Fig. 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51665/51665fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51665/51665fig3.jpg" /> Abbildung 3. Motor Erregbarkeit während Wahrnehmung von visuellen Sprache. A. Teilnehmer vorgestellt wurden Videos von bekannten Sprach (also Englisch), unbekannte Sprache (dh Hebräisch), Nicht-Sprach-Mundbewegungen (dh gurns) und ein noch Mund. Ein TMS-Impuls wurde während jedem Video geliefert. Interpulsintervall (IPI) variiert zwischen 5 und 8 Sekunden. B. Die Abbildung zeigt standardisierten Amplituden der Abgeordneten (± SEM) von der Lippe bei der Beobachtung von Videos gemessen. Die z-Werte wurden relativ zu dem Mittelwert aller Bedingungen berechnet. Die Abgeordneten waren deutlich größer bei der Beobachtung von bekannten Sprach als unbekannte Sprache (p = 0,001) oder gUrnen (p &lt;0,05). Unterschiede in der MEP-Amplituden zwischen den Bedingungen spiegeln Unterschiede in der Erregbarkeit der Lippe Darstellung im motorischen Kortex. Abbildung 13 modifiziert. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51665/51665fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Ergebnisse aus Experimenten rTMS Es hatte sich gezeigt, dass niederfrequente rTMS über die Hand Motor Darstellung kann den Motor Erregbarkeit reduzieren und induzieren eine vorübergehende Störung in diesem Bereich (dh &quot;eine virtuelle Läsion&quot;) 15. rTMS über der Lippe Motor Darstellung reduziert auch die Erregbarkeit dieser Bereich 18. Änderungen in der Abgeordneten-Amplituden nach 15 min von Niederfrequenzstimulation über die Lippe Darstellung in der linken M1 Kortex sind in Abbildung 4 dargestellt. Die von den Lippen aufgenommen Abgeordneten wurden 7 min unterdrückt nach dem Ende der repetitiven TMS Zug, hatte aber started bis 15 min nach erholen. Dies unterdrückt Erregbarkeit zeigt, dass niederfrequente rTMS gestört Funktionieren der Lippe Darstellung im motorischen Kortex für ca. 15 min. Die TMS-induzierte Störungen der Leistung der artikulatorischen motorischen Kortex beeinträchtigen Teilnehmer in den anspruchsvollsten Aufgaben der Sprachwahrnehmung. Abbildung 5 zeigt, wie TMS-induzierte Störung der Lippe Darstellung moduliert Leistung in einer gleich verschiedene Unterscheidungsaufgabe 18. Die Teilnehmer wurden mit Paaren von synthetischen Silben sowohl vor niederfrequenten rTMS und nach vorgestellt. Ihre Aufgabe war es, anzugeben, ob Silben waren gleich oder verschieden sind. Die TMS-induzierte Störung beeinträchtigt die Teilnehmer die Fähigkeit, Sprachlaute aus synthetischen Sprachlaute, die nicht von den Lippen (&quot;ba &#39;vs&#39; da &#39;und&#39; pa &#39;vs&#39; ta &#39;) angelenkt sind, die sind Lippengelenk diskriminieren. Allerdings hat diese Störung nicht ihre Fähigkeit beeinflussenzwei Sprachlaute, die nicht von den Lippen (&quot;ka&quot; gegen &quot;ga&quot; und &quot;da&quot; gegen &quot;ga &#39;) angelenkt sind, zu unterscheiden. Dies deutet darauf hin, dass die Lippe Darstellung trägt zur Sprachwahrnehmung in einem Artikulator spezifische Art und Weise. <img alt="Fig. 4" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51665/51665fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51665/51665fig4.jpg" /> Abbildung 4. Effekte der rTMS auf Motor Erregbarkeit und Sprach Diskriminierung. A. Die Grafik präsentiert mittleren Veränderungen (± SEM) im Peak-to-Peak-Amplituden der Post-rTMS Abgeordneten in Bezug auf die vor-rTMS Abgeordneten. Die Abgeordneten wurden von der Lippenmuskulatur aufgezeichnet und die rTMS wurde über Lippen motorischen Kortex in der linken Hemisphäre in beiden Experimenten 1 und 2 angelegt. Die Post-rTMS Abgeordneten wurden ~ 7 min (post1) aufgezeichnet und ~ 15 min (post2) nach dem Ende der 15-Minuten-Niederfrequenz-rTMS Zug. Die Abgeordneten wurden deutlich nach rTMS sowohl in E unterdrücktXperimente 1 und 2. B. Die Teilnehmer wurden mit synthetischen Sprachlaute aus achtstufigen akustischen continua zwischen zwei Sprachlaute präsentiert. Die &quot;über-Kategorie&quot; Paare wurden auf der Basis der Ort der Kategoriegrenzen, die für jeden Teilnehmer individuell bestimmt wurden ausgewählt. Die Teilnehmer durchgeführt gleich verschiedene Unterscheidungsaufgabe vor und nach der Niederfrequenz-rTMS über der Lippe Motor-Darstellung. Änderungen in Anteilen von &quot;anders&quot; Antworten (± SEM) aufgetragen. Nach TMS waren die Teilnehmer bei der Unterscheidung in ärmeren-Kategorie-Paare, die Lippe-Gelenksprachlaute (&quot;ba &#39;vs&#39; da &#39;und&#39; pa &#39;vs&#39; ta &#39;) als vor rTMS enthalten. Unterscheidbarkeit von anderen Paaren blieb stabil. Die Zahlen sind aus 18 modifiziert. ** P &lt;0,01, *** p &lt;0,001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51665/51665fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

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Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich als ein nützliches Werkzeug bei der Untersuchung der Rolle des motorischen Kortex in artikulatorische Sprachwahrnehmung sein. Dieser Artikel beschreibt, wie man aufnimmt motorisch evozierte Potentiale (MEPs) aus der Lippenmuskulatur und wie man den Motor Lippe Darstellung stören mit repetitiven TMS.

Förderung der Lip Motor Cortex mit Transkranielle Magnetstimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

stimulating-lip-motor-cortex-with-transcranial-magnetic

Research

JoVE Journal

Behavior

18.9K Aufrufe.  University of Oxford.  Transkranielle Magnetstimulation (TMS) hat sich als ein nützliches Werkzeug bei der Untersuchung der Rolle des motorischen Kortex in artikulatorische Sprachwahrnehmung sein. Dieser Artikel beschreibt, wie man aufnimmt motorisch evozierte Potentiale (MEPs) aus der Lippenmuskulatur und wie man den Motor Lippe Darstellung stören mit repetitiven TMS. 

Serie: Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and molecular approaches allow the investigation of either different stimuli on few neurons, or one stimulus in large parts of the brain, blood oxygenation level dependent (BOLD) functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) allows combining both advantages, i.e. compare the neural activation induced by different stimuli in the entire brain at once. fMRI in songbirds is challenging because of the small size of their brains and because their bones and especially their skull comprise numerous air cavities, inducing important susceptibility artifacts. Gradient-echo (GE) BOLD fMRI has been successfully applied to songbirds 1-5 (for a review, see 6). These studies focused on the primary and secondary auditory brain areas, which are regions free of susceptibility artifacts. However, because processes of interest may occur beyond these regions, whole brain BOLD fMRI is required using an MRI sequence less susceptible to these artifacts. This can be achieved by using spin-echo (SE) BOLD fMRI 7,8 . In this article, we describe how to use this technique in zebra finches (Taeniopygia guttata), which are small songbirds with a bodyweight of 15-25 g extensively studied in behavioral neurosciences of birdsong. The main topic of fMRI studies on songbirds is song perception and song learning. The auditory nature of the stimuli combined with the weak BOLD sensitivity of SE (compared to GE) based fMRI sequences makes the implementation of this technique very challenging.

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

This article shows an optimized procedure for imaging of the neural substrates of auditory stimulation in the songbird brain using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). It describes the preparation of the sound stimuli, the positioning of the subject and the acquisition and subsequent analysis of the fMRI data.

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) mit Auditive Stimulation in Singvögel

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and ...

Forschung

Verhalten

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

Simultane EEG Überwachung Während transkranielle Gleichstrom-Stimulation

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp to manipulate cortical excitability and, consequently, behavior and brain function. In the last decade, numerous studies have addressed short-term and long-term effects of tDCS on different measures of behavioral performance during motor and cognitive tasks, both in healthy individuals and in a number of different patient populations. So far, however, little is known about the neural underpinnings of tDCS-action in humans with regard to large-scale brain networks. This issue can be addressed by combining tDCS with functional brain imaging techniques like functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electroencephalography (EEG).
In particular, fMRI is the most widely used brain imaging technique to investigate the neural mechanisms underlying cognition and motor functions. Application of tDCS during fMRI allows analysis of the neural mechanisms underlying behavioral tDCS effects with high spatial resolution across the entire brain. Recent studies using this technique identified stimulation induced changes in task-related functional brain activity at the stimulation site&#160;and also in more distant brain regions, which were associated with behavioral improvement. In addition, tDCS administered during resting-state fMRI allowed identification of widespread changes in whole brain functional connectivity.
Future studies using this combined protocol should yield new insights into the mechanisms of tDCS action in health and disease and new options for more targeted application of tDCS in research and clinical settings. The present manuscript describes this novel technique in a step-by-step fashion, with a focus on technical aspects of tDCS administered during fMRI.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique. It has successfully been used in basic research and clinical settings to modulate brain function in humans. This article describes the implementation of tDCS and simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI), to investigate the neural basis of tDCS effects.

Transkranielle Gleichstromstimulation und Simultan Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp ...

Transcranial Magnetic Stimulation for Investigating Causal Brain-behavioral Relationships and their Time Course

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily disrupt information processing in a brain region, generating a short-lived &#8220;virtual lesion.&#8221; Stimulation that interferes with task performance indicates that the affected brain region is necessary to perform the task normally. In other words, unlike neuroimaging methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) that indicate correlations between brain and behavior, TMS can be used to demonstrate causal brain-behavior relations. Furthermore, by varying the duration and onset of the virtual lesion, TMS can also reveal the time course of normal processing. As a result, TMS has become an important tool in cognitive neuroscience. Advantages of the technique over lesion-deficit studies include better spatial-temporal precision of the disruption effect, the ability to use participants as their own control subjects, and the accessibility of participants. Limitations include concurrent auditory and somatosensory stimulation that may influence task performance, limited access to structures more than a few centimeters from the surface of the scalp, and the relatively large space of free parameters that need to be optimized in order for the experiment to work. Experimental designs that give careful consideration to appropriate control conditions help to address these concerns. This article illustrates these issues with TMS results that investigate the spatial and temporal contributions of the left supramarginal gyrus (SMG) to reading.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a technique for non-invasively disrupting neural information processing and measuring its effect on behavior. When TMS interferes with a task, it indicates that the stimulated brain region is necessary for normal task performance, allowing one to systematically relate brain regions to cognitive functions.

Transkranielle Magnetstimulation zur Untersuchung Kausal Brain-Verhaltens-Beziehungen und deren Zeitverlauf

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily ...

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain regions involved in working memory and attention using transcranial electrical brain stimulation. Some researchers now believe the cerebellum supports cognition, possibly via a remote neuromodulatory effect on the prefrontal cortex. This paper describes a procedure for investigating a role for the cerebellum in cognition using transcranial direct current stimulation (tDCS), and a selection of information-processing tasks of varying task difficulty, which have previously been shown to involve working memory, attention and cerebellar functioning. One task is called the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) and the other a novel variant of this task called the Paced Auditory Serial Subtraction Task (PASST). A verb generation task and its two controls (noun and verb reading) were also investigated. All five tasks were performed by three separate groups of participants, before and after the modulation of cortico-cerebellar connectivity using anodal, cathodal or sham tDCS over the right cerebellar cortex. The procedure demonstrates how performance (accuracy, verbal response latency and variability) could be selectively improved after cathodal stimulation, but only during tasks that the participants rated as difficult, and not easy. Performance was unchanged by anodal or sham stimulation. These findings demonstrate a role for the cerebellum in cognition, whereby activity in the left prefrontal cortex is likely dis-inhibited by cathodal tDCS over the right cerebellar cortex. Transcranial brain stimulation is growing in popularity in various labs and clinics. However, the after-effects of tDCS are inconsistent between individuals and not always polarity-specific, and may even be task- or load-specific, all of which requires further study. Future efforts might also be guided towards neuro-enhancement in cerebellar patients presenting with cognitive impairment once a better understanding of brain stimulation mechanisms has emerged.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.

Stetig Cognition Mit Transkranielle Gleichstromstimulation des Kleinhirns

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular function include transcranial magnetic stimulation, electromyography, and three-dimensional motion capture. The advent of readily available and cost-effective virtual reality solutions has expanded the capabilities of researchers in recreating &#8220;real-world&#8221; environments and movements in a laboratory setting. Naturalistic movement analysis will not only garner a greater understanding of motor control in healthy individuals, but also permit the design of experiments and rehabilitation strategies that target specific motor impairments (e.g. stroke). The combined use of these tools will lead to increasingly deeper understanding of neural mechanisms of motor control. A key requirement when combining these data acquisition systems is fine temporal correspondence between the various data streams. This protocol describes a multifunctional system&#8217;s overall connectivity, intersystem signaling, and the temporal synchronization of recorded data. Synchronization of the component systems is primarily accomplished through the use of a customizable circuit, readily made with off the shelf components and minimal electronics assembly skills.

Transcranial magnetic stimulation, electromyography, and 3D motion capture are commonly used non-invasive techniques for investigating neuromuscular function in humans. In this paper, we describe a protocol that synchronously samples data generated by all three of these tools along with the unique addition of virtual reality stimulus presentation and feedback.

Multifunktions-Setup für das Studium der menschlichen Motor Control Mit Transkranielle Magnetstimulation, Elektromyographie, Motion Capture und Virtual Reality

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential therapeutic effects. Brain excitability is non-invasively modulated by rTMS, and rTMS to the language areas has proved its potential effects on treatment of aphasia. In our protocol, we aim to artificially induce virtual aphasia in healthy subjects by inhibiting Brodmann area 44 and 45 using neuronavigational TMS (nTMS), and F3 of the International 10-20 EEG system for conventional TMS (cTMS). To measure the degree of aphasia, changes in reaction time to a picture naming task pre- and post-stimulation are measured and compare the delay in reaction time between nTMS and cTMS. Accuracy of the two TMS stimulation methods is compared by averaging the Talairach coordinates of the target and the actual stimulation. Consistency of stimulation is demonstrated by the error range from the target. The purpose of this study is to demonstrate use of nTMS and to describe the benefits and limitations of the nTMS compared to those of cTMS.

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Neuronavigation geführte Repetitive transkranielle Magnetstimulation für Aphasie

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

Concurrent Elektroenzephalographie Recording Während Transkranielle Alternating Current Stimulation (TAC)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Treating Clinical Depression with Repetitive Deep Transcranial Magnetic Stimulation Using the Brainsway H1-coil

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses electromagnetic coils to stimulate areas of the brain non-invasively. Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) with the Brainsway H1-coil system specifically is a type of rTMS indicated for treating patients with major depressive disorder (MDD) who are resistant to medication. The unique H1-coil design of this device is able to stimulate neuronal pathways that lie deeper in the targeted brain areas than those reached by conventional rTMS coils. dTMS is considered to be low-risk and well tolerated, making it a viable treatment option for people who have not responded to medication or psychotherapy trials for their depression.
Randomized, sham-control studies have demonstrated that dTMS produces significantly greater improvement in depressive symptoms than sham dTMS treatment in patients with major depression that has not responded to antidepressant medication. In this paper, we will review the methodology for treating major depression with dTMS using an H1-coil.

Here we present a protocol outlining the methodology for treatment of Major Depressive Disorder using the deep Transcranial Magnetic Stimulation (dTMS) system.

Die Behandlung von Depressionen mit Repetitive Tiefe Transkranielle Magnetstimulation Mit der Brainsway H1-Spule

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses ...

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, which is unlike the protocols used for human subjects. We report a successful application of rTMS to the unilateral hemisphere of rat brain. The rTMS was delivered with a low-frequency (1 Hz), high-frequency (20 Hz), or sham stimulation protocol to one side of the brain by using a small 25-mm figure-8 coil. We placed the center of the coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulated the coil 45&#176; to the ground to minimize a potential direct effect of rTMS on the contralateral cortex. We also used an in-house water cooling system to enable repetitive magnetic stimulation for more than 20 min, even at a 20-Hz stimulation frequency. Increases in the transcriptions of immediate early genes (Arc, Junb, and Egr2) were greater after rTMS than after sham stimulation. After 5 consecutive days of 20-min 1-Hz rTMS, bdnf mRNA expression was significantly higher in stimulated cortex than in contralateral side. The model presented herein will elucidate the molecular mechanisms of rTMS by allowing analysis of the inter-hemispheric difference in its effect.

We applied repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the unilateral hemisphere of rat brain, by placing a 25-mm figure-8 coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulating the coil by 45&#176;. An in-house water cooling system was used for rTMS for more than 20 min.

Repetitive transkranielle Magnetstimulation auf die Einseitige Hemisphäre von Rattenhirn

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...