Nos gustaría dar las gracias a David Pitcher por su valiosa contribución a este experimento TMS. Esta investigación fue financiada por una beca del Instituto Levie-Edersheim-Gitter para el Mapeo Cerebral BS, una beca de la Fundación Wolfson; otorga 65/08 y 1657/08 de la Fundación Israelí de Ciencias y una ayuda para viajes del Investigador British Council Programa de Intercambio de GY El experimento se realizó en el Instituto de Wohl para Advanced Imaging, Tel-Aviv Sourasky Medical Center.

El experimento se llevó a cabo en dos sesiones separadas. Durante la primera sesión de un experimento de resonancia magnética funcional (por ejemplo, un localizador funcional) se lleva a cabo con el fin de definir las zonas objetivo TMS deseados en asignaturas individuales. Los resultados del fMRI se incorporan después en un sistema de navegación estereotáctica durante TMS precisas de orientación. La segunda sesión se lleva a cabo tras el análisis de los datos de la fMRI, durante los cuales EEG se registra simultáneamente con TMS. El protocolo descrito aquí fue aprobado por el comité de ética del Centro Médico Sourasky de Tel-Aviv. En el ejemplo dado en el presente documento, los datos se analizaron con MATLAB versión 7.7 (R2008b). El Statistical Parametric Mapping (SPM 5) software para MATLAB y marsbar caja de herramientas para el SPM 23 fueron utilizados para el procesamiento de datos de la fMRI. 1. FMRI Sesión y análisis de datos fMRI <ol><li> Ejecutar una tarea funcional MRI usando una imagen planar echo (EPI) secuenciacióne para determinar los focos deseado de activación para ser dirigidos con TMS. Para una mejor disociación entre las zonas adyacentes, tales como la OFA y EBA en el ejemplo siguiente, se recomienda barrido de alta resolución. Voxels de 3 mm 3 o más pequeño, que se obtiene con una cabeza de la bobina de resonancia magnética de 8 canales o más, son suficientes para delinear regiones adyacentes. </li><li> Ejecute un análisis estructural potenciada en T1 para obtener datos neuroanatómicos. Asegúrese de que la cara de la participante está contenido por completo en el campo de vista de este análisis, ya que los marcadores externos en la imagen (por ejemplo, la punta de la nariz) serán posteriormente utilizados para coregister la cabeza del sujeto con su exploración. </li><li> Después de la recogida de datos, utilice la caja de herramientas marsbar de SPM para definir las regiones cerebrales deseadas de interés sobre la base de contrastes entre las condiciones experimentales. Utilice los contrastes se enfrentan a&gt; objetos para definir el área de la cara occipital (OFA), y organismos&gt; objetos para definir el área del cuerpo Extrastirate (EBA). Para garantizar aún más then los dos objetivos corticales son funcionalmente distintos, el uso &quot;conjunción&quot; (en marsbar) para enmascarar el uno del ROI cualquier voxels que respondieron a la otra condición experimental (excluya faciales voxels de la EBA, y el cuerpo-voxels de la OFA). </li><li> Corregister las imágenes T1 estructurales con las exploraciones funcionales, utilizando SPM. </li><li> Copie los archivos de la exploración estructural, así como los archivos de contraste funcionales pertinentes, para una unidad portátil con el fin de cargar en el sistema de navegación. </li></ol> 2. Preparación de un paradigma para el Experimento de EEG-TMS que permitirá Extracción ERP Describen en la sección de abajo es un método para la recogida de datos de EEG durante la aplicación de TMS en una manera que permite la extracción de los ERP fiable y reproducible 19. La ventaja de esta técnica es que se maneja fácilmente la, de larga duración, TMS artefacto secundaria, y es lo suficientemente robusto incluso para permitir la restauración de los datos en los electrodos situados justo debajo de la TMS Caceite, en el que el artefacto es de la más alta tensión y la duración más larga. <ol><li> Organización del paradigma <ol><li> Ejecutar las diferentes condiciones de TMS (las diferentes áreas del cerebro de destino, así como una condición de no-TMS) en bloques separados. </li><li> Dentro de cada bloque de presentar al participante con todas las condiciones de estímulo (por ejemplo, caras, objetos, escenas, etc) de forma aleatoria en un diseño relacionado con el evento. </li><li> Para una mejor calidad de la ERP y la plantilla TMS-ruido (abajo), asegúrese de tener al menos 50 ensayos por condición. </li></ol></li><li> Establecer el calendario de los TMS pulso / impulsos a la latencia deseada después de la aparición de la imagen. Esto se realiza mediante la escritura a un puerto paralelo, de la que un cable va al estimulador de TMS. Esta función está disponible en la mayoría del software para los experimentos psicológicos, como Psychtoolbox (versiones 2 o 3) para MATLAB 24 o E-Prime (ver Materiales Tabla). Jitter el intervalo entre estímulos (ISI) para reducir el estímulo (y pulso) previsibilidad (por ejemplo, añadir un valor aleatorio entre 0 a 500 ms en cada ISI). </li><li> Preparar una condición de la pantalla en blanco adicional: <ol><li> Preparar los ensayos en los que la EMT se aplicará a la misma intensidad, pero sin la presentación del estímulo en la pantalla. Se servirán Estos ensayos TMS de pantalla en blanco para calcular una plantilla artefacto TMS en ausencia de estimulación visual. </li><li> Establecer el número de repeticiones de los ensayos en blanco para ser idéntico al número de repeticiones de cualquiera de las condiciones experimentales dentro del bloque. </li><li> Para una representación exacta de la forma del artefacto residual TMS, aleatorizar los ensayos en blanco a lo largo de todo el bloque en lugar de presentar a todos ellos al principio o al final. </li></ol></li></ol> 3. Configuración del EEG y el Sistema Neuronavegación, y la realización del experimento TMS precisas dirigidas de ROIs definidas individualmente es posible con el uso de un navi estereotácticagación sistema, compuesto por una cámara de infrarrojos, sensores infrarrojos montado en la cabeza del participante, y un software especializado. <ol><li> Participantes de pantalla basados ​​en criterios de seguridad TMS. Excluir de los sujetos de participación con un yo o antecedentes familiares de epilepsia, los sujetos con otros trastornos neurológicos o con migrañas frecuentes, y temas sobre las drogas psicoactivas. Aunque normalmente no seleccionados para, los sujetos con sospecha de trastornos autonómicos como síncopes vasovagales (en su mayoría se manifiestan como una tendencia a desmayarse fácilmente) también pueden ser excluidas. Instruya a los participantes a evitar las bebidas alcohólicas a partir de la noche anterior, y las bebidas con cafeína por lo menos 2 horas antes del experimento. Para obtener más instrucciones y discusión de la seguridad ver Rossi et al 25, y el examen de la seguridad Magstim ( <a href="http://joedevlin.psychol.ucl.ac.uk/tms/docs/magstim_safety.pdf">http://joedevlin.psychol.ucl.ac.uk/tms/docs/magstim_safety.pdf</a> ). </li><li> Preparar tél Neuronavegación sistema: <ol><li> Antes de que comience la sesión, alimentar a los archivos escaneados estructurales en el software del sistema de navegación. </li><li> Superposición de los resultados de resonancia magnética funcional (los contrastes) en las imágenes estructurales. </li><li> Usando el software Neuronavegación, marque los objetivos deseados en las imágenes, así como los marcadores anatómicos externos que servirán para coregistration: la punta de la nariz, la parte más profunda del puente de la nariz a menudo referido como nasión, y el trago de cada oreja. </li></ol></li><li> Monte la tapa de EEG en la cabeza del participante y conectar los electrodos: <ol><li> Trate de mantener la impedancia del electrodo no superior a 5 kW. </li><li> Para evitar el calentamiento relacionados con TMS-de los electrodos, utilizar tan poco como sea posible de gel. Para lograr una buena impedancia con poca cantidad de gel de realizar una preparación minuciosa de la piel. De manera opcional, pida a los participantes a lavarse el pelo antes de venir al experimento. </li><li> Asegúrese de que los cables de los electrodos no se cruzan eaCH otro y están orientados lejos de la ubicación de la bobina. Evite bucles en los cables. </li><li> Utilice un índice de muestreo alta para una mejor representación del artefacto de ruido. Se recomienda el uso de 1 kHz o superior, como la mayoría de los estudios anteriores que utilizan este método han hecho 7,26-28. </li><li> Coloque la referencia y electrodos de tierra tan lejos de la bobina como sea posible. En este ejemplo, las áreas en la corteza occipital se orientan mediante una referencia nariz y un suelo Fz 7. Para otros ejemplos, véase 3,4,27,29,30. Tenga en cuenta que los datos pueden ser re-referenciados sin conexión a una nueva referencia, según sea necesario, tales como el promedio común. Nota: Para una revisión acerca de la optimización de la configuración de TMS-EEG, consulte Veniero et al 31. </li></ol></li><li> Coregister la cabeza del sujeto con la exploración, de la siguiente manera: <ol><li> Monte los detectores de infrarrojos en la cabeza del participante. </li><li> Coregister la localización cabeza con el sistema de navegación utilizando los marcadores predefinidos (de puntade la nariz, etc Ver Figura 3). Se recomienda repetir el coregistration entre los bloques para asegurar la colocación exacta de la bobina en todas las etapas. </li></ol></li><li> Localice las zonas de destino: <ol><li> Haga que el sujeto sentado con la barbilla apoyada en una mentonera a la distancia deseada de la pantalla. </li><li> Asegúrese de que los participantes se sientan cómodos en su silla, como se les pide que se abstengan de movimientos durante los bloques experimentales (importante para una medición de ruido plantilla exacta). </li><li> Elija un objetivo TMS desde el sistema de navegación de la figura 3. </li><li> Con la herramienta Puntero (ver Tabla de Materiales), deje que el sistema de navegación a guiar al usuario a la ubicación óptima de la bobina y marcarlo con una pequeña pegatina en la tapa del electrodo. Es importante mantener el puntero perpendicular a la cabeza. Repita esta etapa previa a cada bloque. Tenga en cuenta que no se recomienda el uso de la navegación en línea durante el bloque (navegar por la bobinasí mientras la sostiene), ya que cualquier movimiento de la bobina se debe evitar para una mejor medida de la plantilla de artefacto TMS. Se encontró que predefinir y que marca la ubicación TMS es la forma óptima para lograr la estimulación estable. </li><li> Guía centro exacto de la bobina para el marcador, mientras que siendo sostenido por un soporte. Asegúrese de que es tangencial a la cabeza. </li></ol></li><li> Ajuste la intensidad de la EMT hasta el valor deseado. Administrar un pulso de prueba para la aprobación de los participantes. </li><li> Ejecute el bloque experimental. </li><li> No-TMS condición: si una bobina especializada EMT simulada no está disponible, coloque la bobina TMS junto a la cabeza del sujeto y la inclinación en 90 °. Ejecute el bloque como de costumbre, incluyendo los ensayos en blanco. El lector también puede referirse al documento de vídeo JoVE por Andón y Zatorre 32 para su posterior demostración del sistema de navegación. </li></ol> 4. Análisis de los datos de EEG y ERP Computación <ol><li> Retire la Artif pulso inmediataacto, de la siguiente manera: <ol><li> Si un dispositivo de recorte no está disponible (ver más arriba), el primer paso en el procesamiento de datos de EEG sería para cortar la inmediata artefacto mismo pulso de TMS partir de los datos. Tenga en cuenta que este paso se puede omitir si no se desean filtros. Pero si se aplican los filtros, la forma aguda punta del artefacto creará distorsiones en los datos. Un estrecho margen de tiempo de 10 a 15 ms después de la aparición de pulso debería ser suficiente, pero asegúrese de comprobar esto mediante la inspección visual de los datos. </li><li> Conecte los dos extremos cortados creados después de la eliminación de pulsos. Hay dos métodos principales para llevar a cabo esta se han sugerido en los informes anteriores: 1, simplemente se unen los dos extremos restantes después de la eliminación de impulsos (ver Fuggetta et al 26 y en la Figura 1.);. 2. Interpolar una línea entre los dos extremos de corte mediante la generación de valores igualmente espaciados entre ellos 7. La ecuación utilizada para esta interpolación es el siguiente: para cada punto de datos que faltan a en la muestra x,calcular y = y 0 + ((y 1-y 0) * (xx 0)) / (x 1-x 0), donde x 0 ey 0 son las coordenadas del último punto de datos antes de que el segmento de corte, y x 1 e y 1 son las coordenadas para el primer punto de datos después de que el segmento de corte. Ambas técnicas aseguran que los filtros se pueden aplicar sobre los datos sin producir ondulaciones debidas a pasos afilados de tensión, como se demuestra en la Figura 1. Referirse al trabajo por Reichenbach y colegas 27 para una más compleja para 3 ª interpolación polinómica. </li></ol></li><li> Aplicar el método de sustracción: <ol><li> Para cada bloque de experimentos, con una condición de control sin TMS si está presente, se calcula un promedio de ERP para las pruebas de pantalla en blanco por el tiempo de cierre automático a prueba de arranque (como si una imagen ha sido presentado). </li><li> Reste este promedio de plantilla de cada ensayo de todas las demás condiciones de estímulo. Si se ejecutan varios bloquespara el mismo sitio de estimulación, hacerlo por separado para cada bloque, como la plantilla será ligeramente diferente entre los bloques. </li></ol></li><li> Todos los demás pasos de preprocesamiento y procesamiento se llevan a cabo como en cualquier otro experimento ERP. </li></ol>

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	<li>Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+magnetic+stimulation+in+cognitive+neuroscience--virtual+lesion,+chronometry,+and+functional+connectivity.">Transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience--virtual lesion, chronometry, and functional connectivity.</a> Curr Opin Neurobiol. 10, 232-237 (2000).</li><li>Taylor, P. C., Walsh, V., Eimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+TMS+and+EEG+to+study+cognitive+function+and+cortico-cortico+interactions.">Combining TMS and EEG to study cognitive function and cortico-cortico interactions.</a> Behav Brain Res. 191, 141-147 (2008).</li><li>Dugue, L., Marque, P., VanRullen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Phase+of+Ongoing+Oscillations+Mediates+the+Causal+Relation+between+Brain+Excitation+and+Visual+Perception.">The Phase of Ongoing Oscillations Mediates the Causal Relation between Brain Excitation and Visual Perception.</a> Journal of Neuroscience. 31, 11889-11893 (2011).</li><li>Massimini, M., 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=Triggering+sleep+slow+waves+by+transcranial+magnetic+stimulation.">Triggering sleep slow waves by transcranial magnetic stimulation.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 8496-8501 (2007).</li><li>Taylor, P. C., Nobre, A. C., Rushworth, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FEF+TMS+affects+visual+cortical+activity.">FEF TMS affects visual cortical activity.</a> Cereb Cortex. 17, 391-399 (2007).</li><li>Thut, G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+rhythmic+brain+activity+from+TMS-EEG+studies.">New insights into rhythmic brain activity from TMS-EEG studies.</a> Trends Cogn Sci. 13, 182-189 (2009).</li><li>Sadeh, B., 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=Stimulation+of+category-selective+brain+areas+modulates+ERP+to+their+preferred+categories.">Stimulation of category-selective brain areas modulates ERP to their preferred categories.</a> Curr Biol. 21, 1894-1899 (2011).</li><li>Bentin, S., Allison, T., Puce, A., Perez, E., McCarthy, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+studies+of+face+perception+in+humans.">Electrophysiological studies of face perception in humans.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 8, 551-565 (1996).</li><li>Rossion, B., Joyce, C. A., Cottrell, G. W., Tarr, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+lateralization+and+orientation+tuning+for+face,+word,+and+object+processing+in+the+visual+cortex.">Early lateralization and orientation tuning for face, word, and object processing in the visual cortex.</a> Neuroimage. 20, 1609-1624 (2003).</li><li>Baker, C. I., 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=Visual+word+processing+and+experiential+origins+of+functional+selectivity+in+human+extrastriate+cortex.">Visual word processing and experiential origins of functional selectivity in human extrastriate cortex.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 104, 9087-9092 (2007).</li><li>Kanwisher, N., Yovel, 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+fusiform+face+area:+a+cortical+region+specialized+for+the+perception+of+faces.">The fusiform face area: a cortical region specialized for the perception of faces.</a> Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 361, 2109-2128 (2006).</li><li>Op de Beeck, ., P, H., Haushofer, J., Kanwisher, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpreting+fMRI+data:+maps,+modules+and+dimensions.">Interpreting fMRI data: maps, modules and dimensions.</a> Nat Rev Neurosci. 9, 123-135 (2008).</li><li>Okon-Singer, H., 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=Spatio-temporal+indications+of+sub-cortical+involvement+in+leftward+bias+of+spatial+attention.">Spatio-temporal indications of sub-cortical involvement in leftward bias of spatial attention.</a> Neuroimage. 54, 3010-3020 (2011).</li><li>Sadaghiani, 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=alpha-band+phase+synchrony+is+related+to+activity+in+the+fronto-parietal+adaptive+control+network.">alpha-band phase synchrony is related to activity in the fronto-parietal adaptive control network.</a> J Neurosci. 32, 14305-14310 (2012).</li><li>Sadeh, B., Podlipsky, I., Zhdanov, A., Yovel, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Event-related+potential+and+functional+MRI+measures+of+face-selectivity+are+highly+correlated:+a+simultaneous+ERP-fMRI+investigation.">Event-related potential and functional MRI measures of face-selectivity are highly correlated: a simultaneous ERP-fMRI investigation.</a> Human Brain Mapping. 31, 1490-1501 (2010).</li><li>Ilmoniemi, R. J., Kicic, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodology+for+combined+TMS+and+EEG.">Methodology for combined TMS and EEG.</a> Brain Topogr. 22, 233-248 (2010).</li><li>Julkunen, P., 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=Efficient+reduction+of+stimulus+artefact+in+TMS-EEG+by+epithelial+short-circuiting+by+mini-punctures.">Efficient reduction of stimulus artefact in TMS-EEG by epithelial short-circuiting by mini-punctures.</a> Clin Neurophysiol. 119, 475-481 (2008).</li><li>Siebner, H. 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=Consensus+paper:+combining+transcranial+stimulation+with+neuroimaging.">Consensus paper: combining transcranial stimulation with neuroimaging.</a> Brain Stimulation. 2, 58-80 (2009).</li><li>Thut, G., Ives, J. R., Kampmann, F., Pastor, M. A., 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=A+new+device+and+protocol+for+combining+TMS+and+online+recordings+of+EEG+and+evoked+potentials.">A new device and protocol for combining TMS and online recordings of EEG and evoked potentials.</a> Journal of Neuroscience Methods. 141, 207-217 (2005).</li><li>Virtanen, J., Ruohonen, J., Naatanen, R., Ilmoniemi, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instrumentation+for+the+measurement+of+electric+brain+responses+to+transcranial+magnetic+stimulation.">Instrumentation for the measurement of electric brain responses to transcranial magnetic stimulation.</a> Med Biol Eng Comput. 37, 322-326 (1999).</li><li>Litvak, V., 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=Artifact+correction+and+source+analysis+of+early+electroencephalographic+responses+evoked+by+transcranial+magnetic+stimulation+over+primary+motor+cortex.">Artifact correction and source analysis of early electroencephalographic responses evoked by transcranial magnetic stimulation over primary motor cortex.</a> Neuroimage. 37, 56-70 (2007).</li><li>Morbidi, F., 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=Off-line+removal+of+TMS-induced+artifacts+on+human+electroencephalography+by+Kalman+filter.">Off-line removal of TMS-induced artifacts on human electroencephalography by Kalman filter.</a> Journal of Neuroscience Methods. 162, 293-302 (2007).</li><li>Brett, M., Anton, J. L., Valabregue, R., Poline, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The 8th International Conference on Functional Mapping of the Human Brain. , (2002).</li><li>Brainard, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Psychophysics+Toolbox.">The Psychophysics Toolbox.</a> Spat. Vis. 10, 433-436 (1997).</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>Fuggetta, G., Pavone, E. F., Walsh, V., Kiss, M., Eimer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortico-cortical+interactions+in+spatial+attention:+A+combined+ERP/TMS+study.">Cortico-cortical interactions in spatial attention: A combined ERP/TMS study.</a> J Neurophysiol. 95, 3277-3280 (2006).</li><li>Reichenbach, A., Whittingstall, K., Thielscher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+visual+evoked+potentials+in+a+visual+suppression+task.">Effects of transcranial magnetic stimulation on visual evoked potentials in a visual suppression task.</a> Neuroimage. 54, 1375-1384 (2011).</li><li>Taylor, P. C., Walsh, V., Eimer, 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+neural+signature+of+phosphene+perception.">The neural signature of phosphene perception.</a> Human Brain Mapping. 31, 1408-1417 (2010).</li><li>Iwahashi, M., Katayama, Y., Ueno, S., Iramina, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+transcranial+magnetic+stimulation+on+P300+of+event-related+potential.">Effect of transcranial magnetic stimulation on P300 of event-related potential.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 1359-1362 (2009).</li><li>Zanon, M., Busan, P., Monti, F., Pizzolato, G., Battaglini, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+connections+between+dorsal+and+ventral+visual+streams+in+humans:+Evidence+by+TMS/EEG+co-registration.">Cortical connections between dorsal and ventral visual streams in humans: Evidence by TMS/EEG co-registration.</a> Brain Topogr. 22, 307-317 (2010).</li><li>Veniero, D., Bortoletto, M., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TMS-EEG+co-registration:+on+TMS-induced+artifact.">TMS-EEG co-registration: on TMS-induced artifact.</a> Clin Neurophysiol. 120, 1392-1399 (2009).</li><li>Andoh, J., Zatorre, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+the+after-effects+of+theta+burst+stimulation+on+the+human+auditory+cortex+with+functional+imaging.">Mapping the after-effects of theta burst stimulation on the human auditory cortex with functional imaging.</a> J Vis Exp. , (2012).</li><li>Thierry, 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=An+event-related+potential+component+sensitive+to+images+of+the+human+body.">An event-related potential component sensitive to images of the human body.</a> Neuroimage. 32, 871-879 (2006).</li><li>Pitcher, D., Charles, L., Devlin, J. T., Walsh, V., Duchaine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triple+dissociation+of+faces,+bodies,+and+objects+in+extrastriate+cortex.">Triple dissociation of faces, bodies, and objects in extrastriate cortex.</a> Curr Biol. 19, 319-324 (2009).</li><li>Pitcher, D., Walsh, V., Yovel, G., Duchaine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TMS+evidence+for+the+involvement+of+the+right+occipital+face+area+in+early+face+processing.">TMS evidence for the involvement of the right occipital face area in early face processing.</a> Curr Biol. 17, 1568-1573 (2007).</li></ol>

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

Tener la habilidad única para interrumpir momentáneamente la actividad neuronal normal en áreas corticales seleccionados, en los puntos de tiempo precisas y con una relativamente buena exactitud espacial, TMS permite vincular causalmente un área del cerebro estimulado con un comportamiento o una medida neurofisiológica. En este trabajo se describe un método para medir el EEG durante la aplicación concurrente TMS, apuntando a áreas corticales funcionalmente definidos, y la aplicación de un análisis que permite ...

Estimulación Magnética Transcraneal (TMS) genera interferencia momentánea de la actividad neural normal en áreas objetivo del cerebro. Mediante la creación de esta interferencia neural transitorio y medir un cambio de comportamiento o fisiológicos, podemos establecer una relación causal entre la zona de destino y el efecto experimental medido (para una revisión ver Pascual-Leone et al. Y Taylor et al. 1,2). Tal efecto experimental puede ser, por ejemplo, un rendimiento en una tarea cognitiva o un cambio en la actividad electrofisiológica (EEG). De hecho, en los últimos años, los investigadores han empezado a utilizar la EMT en combinación con EEG para relacionar directamente las áreas corticales con potenciales evocados (ERP) o patrones de actividad oscilatoria (por ejemplo, 2-7). En este trabajo metodológico describiremos un marco particular y útil para combinar TMS y EEG: TMS guiada por resonancia magnética funcional durante un experimento ERP. En primer lugar, vamos a detallar cómo aplicar TMS a zonas predefinidas por fMRI, durante la grabación de datos de EEG. A continuación, vamos a describir un diseño experimental que permite la extracción de ERP confiable. El objetivo de este experimento es causalmente áreas cerebrales enlace reveladas con resonancia magnética funcional para componentes ERP de interés. Por último, vamos a dar un ejemplo específico de un estudio relativo cara y el cuerpo ERPs selectivo con faciales y corporales áreas selectivas que se revelan con fMRI. ¿Cuál es el beneficio de vincular las señales de EEG con activaciones fMRI? EEG y fMRI se utilizan comúnmente herramientas para medir las respuestas corticales a la información visual. Por ejemplo, la categoría de selectividad en la vía visual se evaluó para las diferentes categorías de objetos visuales, como caras, partes del cuerpo, y las palabras escritas, tanto por medio de ERP extraídos de 8,9 datos de EEG y resonancia magnética funcional 10-12. Las señales medidas por estos dos herramientas de investigación comunes son, sin embargo, de naturaleza fundamentalmente diferente. EEG lleva información sobre la actividad eléctrica de los nervios con gran temporalde precisión, pero muy baja resolución espacial y pueden reflejar una mezcla de muchas fuentes subyacentes separadas. La resonancia magnética funcional proporciona una medida indirecta de la actividad neuronal basándose en los cambios hemodinámicos lentas que ocurren durante la presentación del estímulo y / o ejecución de la tarea, pero presenta esta actividad con una resolución espacial superior. El establecimiento de una correlación entre las dos medidas puede por lo tanto ser de gran interés, pero está limitado por cuanto no implica una relación de causalidad entre la respuesta electrofisiológica cuero cabelludo-grabado y las áreas reveladas con resonancia magnética funcional. Incluso cuando se mide de forma simultánea (por ejemplo, 13-15), una relación causal direccional entre el EEG y la actividad en las zonas corticales funcionalmente definidos no se puede determinar. TMS es una herramienta que puede ayudar a lograr el establecimiento de una relación causal. Un estudio simultáneo del EEG-TMS es metodológicamente difícil, sobre todo debido a que el artefacto de alto voltaje introducido con la señal EEG by la estimulación magnética (vea la Figura 1, para una revisión ver Ilmoniemi et al. 16). Este artefacto consiste en un corto relacionado pulso perturbación vida transitoria, a menudo seguida de un artefacto de secundaria (o residual) más lento que puede durar unos pocos cientos de milisegundos después del pulso se entrega la Figura 2A, anulando así la mayoría de los componentes ERP de interés. Este artefacto secundaria puede incluir fuentes mecánicas tales como las corrientes inducidas por el impulso magnético en el cableado y la lenta decadencia de estas corrientes en la piel, y las fuentes fisiológicas tales como la actividad muscular sobre el cuero cabelludo y auditiva o potenciales evocados somatosensoriales provocada por la operación de la bobina 17-20. Aunque las fuentes mecánicas de interferencia probablemente producen artefactos de mayor amplitud que las fisiológicas, estas diferentes artefactos no pueden separarse, y la existencia de alguno de ellos en la señal pueden confundir los resultados. Una posible por loción es la aplicación de impulsos TMS repetitiva antes de la grabación de EEG (&quot;offline TMS&quot;), en lugar de simultánea de EEG-TMS. El efecto inhibidor de un protocolo de este tipo en la actividad cortical persiste durante varios minutos (y hasta media hora) después de la estimulación, y EEG se puede medir durante esta ventana de tiempo eficaz y en comparación con la línea de base, antes de la TMS, datos de EEG. La estimulación repetitiva, sin embargo, es, por definición, carecen de la alta resolución temporal que TMS en línea puede ofrecer, donde los pulsos se pueden administrar en una temporización precisa relativa a la aparición de juicio en la resolución de milisegundos. El efecto de la estimulación repetitiva también puede propagarse a través de conexiones corticales a través de un área más amplia de lo deseado y, por tanto, reducir significativamente la resolución espacial también. Para aprovechar las ventajas tanto de la resolución espacial y temporal que la EMT puede ofrecer, una combinación simultánea de EEG-TMS se puede aplicar. Sin embargo, esto requiere de métodos para la eliminación de los artefactosgenerada por la estimulación magnética en la señal del EEG. Se han propuesto muy pocas soluciones matemáticas fuera de línea para la remoción de artefactos TMS 16,21,22, aunque no existe un método que se acuerde, y no hay un método pueden ser óptimas para todos los diseños experimentales. Un sistema de &quot;recorte&quot;, que consiste en un circuito de muestreo y retención, también se desarrolló para detener momentáneamente la adquisición de EEG durante el parto de impulsos TMS 20. Esta técnica no sólo requiere hardware especializado, pero no puede eliminar completamente el artefacto TMS residual. En este artículo vamos a describir una adaptación de una metodología de EEG-TMS desarrollada por Thut y sus colegas 19, especialmente adecuado para los estudios de ERP. Esta técnica permite la extracción fiable de ERP, eliminando todos los componentes de ruido residuales causadas por el pulso de TMS Figura 2. Vamos a proporcionar más orientación general hacia un exitoso montaje experimental EEG-TMS. Otro reto en los estudios de TMS se dirigió in este trabajo metodológico es encontrar la mejor posición de la bobina y el ángulo para una orientación precisa de la zona cortical deseado. Vamos a describir el uso de un sistema de navegación estereotáxica para coregister la cabeza del sujeto con las imágenes de resonancia magnética funcional pre-adquiridas. Aunque el sistema de navegación se puede utilizar para localizar estructuras cerebrales definidas anatómicamente, una orientación guiada por resonancia magnética funcional es particularmente útil ya que para muchas funciones y efectos experimentales la ubicación precisa de la activación no se puede deducir a partir de marcadores anatómicos solos. Para este tipo de regiones funcionales de interés (ROI), la definición de un área se hace para cada participante de forma individual. Para ilustrar todo lo anterior, vamos a dar un ejemplo de un estudio que realizamos previamente, en el que el EEG se registró simultáneamente con TMS guiada por activaciones fMRI 7. En este estudio, una doble disociación se hizo entre ERPs cara selectivos y de cuerpo selectiva: aunque la cara y el cuerpo ERPs guisantek en torno a los mismos sitios de latencia y de electrodos, apuntando áreas cara selectivos y de cuerpo selectiva definidos individualmente en el lóbulo occipital lateral nos ha permitido disociar las redes neuronales subyacentes a cada respuesta ERP. Por último, vamos a tratar de darle más consejo general para la optimización de registro del EEG durante la aplicación TMS.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="596">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">3.0T Signa MRI scanner</td>
			<td style="width:107px;">General Electric</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="63" rowspan="2" style="height:63px;width:209px;">BrainAmp&#160; amplifier&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:107px;"><a name="RANGE!B3">Brain Products GmbH</a></td>
			<td rowspan="2" style="width:113px;">BP-01300</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">Electrode input box</td>
			<td style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;">Optional</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">PowerPack - battery for amplifier</td>
			<td style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td style="width:113px;">BP-02615</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="146">
			<td height="167" rowspan="2" style="height:167px;width:209px;">BrainCap - 32 flat electrodes on a flexible cap&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td rowspan="2" style="width:113px;">BP-0300MR</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;">Flat electrodes should be used to assure a shorter distance beween coil and scalp. If larger (e.g. pin type) electrodes are used, remove the ones under the coil</td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">TMS Super Rapid2 stimulator</td>
			<td style="width:107px;">Magstim</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:209px;">50mm double coil</td>
			<td style="width:107px;">Magstim</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="169">
			<td height="169" style="height:169px;width:209px;">Coil holder&#160;</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;">Any mechanical arm or tripod that can hold the coil, be adjusted to the right angle and location, and keep the coil steady during stimulation</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:209px;">Chinrest</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">Polaris infrared camera</td>
			<td style="width:107px;">Rogue Research Inc</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">Polaris trackers and pointer tool</td>
			<td style="width:107px;">Rogue Research Inc</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">BrainSight workstation and software</td>
			<td style="width:107px;">Rogue Research Inc</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">BrainVision Recorder software</td>
			<td style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td style="width:113px;">BP-00010</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">MATLAB software</td>
			<td style="width:107px;">The MathWorks Icn.</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:209px;">SPM for Matlab</td>
			<td style="width:107px;">Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK&#160;</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">MarsBar region of interest toolbox for SPM</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="211">
			<td height="211" style="height:211px;width:209px;">Psychtoolbox for MATLAB</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;">This toolbox and the E-prime software (below) are examples for stimulus presentation software capable of delivering commands to the TMS stimulator and to the EEG recorder with reliable timing</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">E-Prime software</td>
			<td style="width:107px;">Psychology Software Tools, Inc.</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extracting visual evoked potentials from eeg data recorded during fmri-guided transcranial magnetic stimulation

La estimulación magnética transcraneal (EMT) es un método eficaz para el establecimiento de un vínculo causal entre un área cortical y efectos cognitivos / neurofisiológicos. En concreto, mediante la creación de una interferencia transitoria con la actividad normal de una región objetivo y medir los cambios en una señal electrofisiológica, podemos establecer una relación causal entre la zona del cerebro estimulado o la red y la señal electrofisiológica que grabamos. Si las áreas cerebrales de destino se definen funcionalmente con previo exploración fMRI, TMS podría ser utilizado para unir las activaciones fMRI con potenciales evocados registrados. Sin embargo, la realización de tales experimentos presenta desafíos técnicos significativos dados los altos de amplitud artefactos introducidos en la señal del EEG por el pulso magnético, y la dificultad para apuntar con éxito zonas que se definen funcionalmente por resonancia magnética funcional. Aquí se describe una metodología para la combinación de estas tres herramientas comunes: TMS, EEG y fMRI. Explicamos cómo guiar el estimulador y #39, s de la bobina a la zona objetivo deseada utilizando datos de resonancia magnética anatómicas o funcionales, como grabar EEG durante TMS concurrente, cómo diseñar un estudio de ERP adecuada para combinación de EEG-TMS y cómo extraer ERP fiable a partir de los datos registrados. Vamos a ofrecer resultados representativos de un estudio publicado anteriormente, en el que se utilizó TMS guiada por resonancia magnética funcional concurrente con EEG para demostrar que la cara selectiva N1 y el componente N1-cuerpo selectiva de la ERP están asociados con redes neuronales distintas en la corteza extrastriate. Este método nos permite combinar la alta resolución espacial de fMRI con la alta resolución temporal de la EMT y el EEG y, por tanto, obtener una comprensión completa de la base neural de diversos procesos cognitivos.

Se utilizó una investigación de EEG-TMS simultáneo a revelar si se disocian los ERP respuestas a rostros y cuerpos grabados sobre el cuero cabelludo occipito-temporal. Cuando se presentan los estímulos visuales, un destacado componente N1 se registra en los sitios de los electrodos-posterior lateral. En particular, el componente N1 es típicamente más grandes para las caras y los cuerpos que a las demás categorías de estímulo 8,33. Al evaluar el efecto de la estimulación en la cara y las áreas del c...

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Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

En este trabajo se describe un método para la recopilación y análisis de datos de la electroencefalografía (EEG) durante la estimulación simultánea magnética transcraneal (TMS) guiado por activaciones reveladas con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Un método para la eliminación de artefactos TMS y extracción de potenciales relacionados con eventos se describe así como las consideraciones en el diseño de paradigma y montaje experimental.

La extracción de potenciales evocados visuales de datos EEG registradas durante guiada por resonancia magnética funcional Estimulación Magnética Transcraneal

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

extracting-visual-evoked-potentials-from-eeg-data-recorded-during

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.7K vistas.  Tel-Aviv University.  En este trabajo se describe un método para la recopilación y análisis de datos de la electroencefalografía (EEG) durante la estimulación simultánea magnética transcraneal (TMS) guiado por activaciones reveladas con imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI). Un método para la eliminación de artefactos TMS y extracción de potenciales relacionados con eventos se describe así como las consideraciones en el diseño de paradigma y montaje experimental. 

Video: Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

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.

La combinación de Estimulación Magnética Transcraneal y fMRI para examinar la red en modo por defecto

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 ...

Investigación

Neurociencias

Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain signal. Typically, researchers represent the brain's response as the mean across repeated experimental trials and disregard signal fluctuations over time as "noise". However, it is becoming clear that brain signal variability conveys meaningful functional information about neural network dynamics. This article describes the novel method of multiscale entropy (MSE) for quantifying brain signal variability. MSE may be particularly informative of neural network dynamics because it shows timescale dependence and sensitivity to linear and nonlinear dynamics in the data.

Neuroimaging researchers typically consider the brain's response as the mean activity across repeated experimental trials and disregard signal variability over time as "noise". However, it is becoming clear that there is signal in that noise. This article describes the novel method of multiscale entropy for quantifying brain signal variability in the time domain.

Aplicaciones de EEG datos de neuroimagen: Potenciales relacionados con eventos, Energía espectral y Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the electrical responses of the retina to light stimulation, while the VEP measures the corresponding functional integrity of the visual pathways from the retina to the primary visual cortex following the same light event. The ERG waveform can be broken down into components that reflect responses from different retinal neuronal and glial cell classes. The early components of the VEP waveform represent the integrity of the optic nerve and higher cortical centers. These recordings can be conducted in isolation or together, depending on the application. The methodology described in this paper allows simultaneous assessment of retinal and cortical visual evoked electrophysiology from both eyes and both hemispheres. This is a useful way to more comprehensively assess retinal function and the upstream effects that changes in retinal function can have on visual evoked cortical function.

This protocol describes simultaneous measurement of electroretinogram and visual evoked potentials in anesthetized rats.

Grabación simultánea de Electrorretinografía y los potenciales evocados visuales en ratas anestesiadas

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

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.

Efectos de la corriente alterna la estimulación transcraneal en la corteza de Motor primaria por Online enfoque combinado con la estimulación magnética transcraneal

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

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable because of the plunger-spring-barrel structural facet and mechanical strengths resulting from metal materials. The whole process for acquiring the VEP responses in vivo from a mouse consists of four steps: (1) sensor assembly, (2) animal preparation, (3) VEP measurement, and (4) signal processing. This paper presents representative measurements of VEP responses from multiple mice with a submicro-voltage signal resolution and sub-hundred millisecond temporal resolution. Although the proposed method is safer and more convenient compared to other previously reported animal EEG acquiring methods, there are remaining issues including how to enhance the signal-to-noise ratio and how to apply this technique with freely moving animals. The proposed method utilizes easily available resources and shows a repetitive VEP response with a satisfactory signal quality. Therefore, this method could be utilized for longitudinal experimental studies and reliable translational research exploiting non-invasive paradigms.

We designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable. This paper describes the whole process from manufacturing the proposed EEG electrode to signal processing of visual evoked potential (VEP) signals measured on a mouse scalp using a dry non-invasive multi-channel EEG sensor.

Grabaciones de potenciales evocadas visuales en ratones usando un multicanal no invasivo seco del cuero cabelludo EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

Event Related Potentials (ERPs) and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)

Neuropsychiatric diagnoses like ADHD are based on subjective methods like interviews, rating scales and observations. There is a need for more brain-based supplements. Stimulant medication is the most common treatment for ADHD. Clinically useful predictors of response have so far not been reported. The aim of this paper is to describe the EEG based methods we apply to extract potential biomarkers for brain dysfunction. Examples relate to biomarkers for pediatric ADHD, and prediction of medication response. The main emphasis is on Event Related Potentials (ERPs).
A nineteen channel EEG is recorded during a 3 min eyes-opened task, a 3 min eyes-closed task, and a 20 min cued visual GO/NOGO task (VCPT). ERPs are recorded during this task. The goal of the ERP protocol is to extract biomarkers of assumed brain dysfunctions that significantly differentiate between a patient group and healthy controls. The protocol includes recording during standard conditions and artifact correction. ERP waves can be used or transformed into latent components. The components of the patient group are compared with controls, empathizing components that, when compared, show relatively high effect sizes. Sub-groups of the patients are selected on the basis of the cluster analysis in the space of the components. Treatment procedure (such as medication, tDCS or neurofeedback protocol) can be applied and the changes in components related to treatment in the subgroups are observed, forming the basis for clinical recommendations.
The methods described were applied in a study of 87 pediatric ADHD patients. The index of medication response discriminated significantly between responders and non-responders with a large, and clinically meaningful effect size (d = 1.84). In an ongoing study comparing ADHD children with matched controls, several variables discriminate significantly between patients and controls. The global index will exceed d = .8. The EEG based methods described here could be clinically meaningful.

Event Related Potentials ERPs and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder ADHD

EEG-methods are applied for extracting biomarkers of brain dysfunctions. The focus is on multi-channel event-related potentials (ERPs) recorded in a cued GO/NOGO task. Non-brain artifacts are corrected and ERPs are compared with the normative data. Examples relate to biomarkers for ADHD diagnosis and prediction of medication response.

Potenciales relacionados con eventos (ERP) y otros métodos basados en EEG para extraer biomarcadores de la disfunción cerebral: ejemplos de trastorno por déficit de atención pediátrica e hiperactividad (TDAH)

Neuropsychiatric diagnoses like ADHD are based on subjective methods like interviews, rating scales and observations. There is a need for more brain-based ...

Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through modulation of neural resting membranes. Compared to other techniques, tDCS is relatively safe, cost-effective, and can be administered while individuals are engaged in controlled, specific cognitive processes. This latter point is important as tDCS may predominantly affect intrinsically active neural regions. In an effort to test tDCS as a potential treatment for psychiatric illness, the protocol described here outlines a novel procedure that allows the simultaneous application of tDCS during exposure to trauma-related cues using virtual reality (tDCS+VR) for veterans with posttraumatic stress disorder (NCT03372460). In this double-blind protocol, participants are assigned to either receive 2 mA tDCS, or sham stimulation, for 25 minutes while passively watching three 8-minute standardized virtual reality drives through Iraq or Afghanistan, with virtual reality events increasing in intensity during each drive. Participants undergo six sessions of tDCS+VR over the course of 2-3 weeks, and psychophysiology (skin conductance reactivity) is measured throughout each session. This allows testing for within and between session changes in hyperarousal to virtual reality events and adjunctive effects of tDCS. Stimulation is delivered through a built-in rechargeable battery-driven tDCS device using a 1 (anode) x 1 (cathode) unilateral electrode set-up. Each electrode is placed in a 3 x 3 cm (current density 2.22 A/m2) reusable sponge pocket saturated with 0.9% normal saline. Sponges with electrodes are attached to the participant&#8217;s skull using a rubber headband with the electrodes placed such that they target regions within the ventromedial prefrontal cortex. The virtual reality headset is placed over the tDCS montage in such a way as to avoid electrode interference.

This manuscript outlines a novel protocol to allow the simultaneous application of transcranial direct current stimulation during exposure to warzone trauma-related cues using virtual reality for veterans with posttraumatic stress disorder.

Aplicación simultánea de estimulación transcraneal de corriente continua durante la exposición a la realidad virtual

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through ...

Objectively Assessing Sports Concussion Utilizing Visual Evoked Potentials

A portable system capable of measuring steady-state visual-evoked potentials (SSVEP) was developed to provide an objective, quantifiable method of electroencephalogram (EEG) testing following a traumatic event. In this study, the portable system was used on 65 healthy rugby players throughout a season to determine whether SSVEP are a reliable electrophysiological biomarker for concussion. Preceding the competition season, all players underwent a baseline SSVEP assessment. During the season, players were re-tested within 72 h of a match for either test-retest reliability or post-injury assessment. In the case of a medically diagnosed concussion, players were reassessed again once deemed recovered by a physician. The SSVEP system consisted of a smartphone housed in a VR-frame delivering a 15 Hz flicker stimulus, while a wireless EEG headset recorded occipital activity. Players were instructed to stare at the screen's fixation point while remaining seated and quiet. Electrodes were arranged according to the 10-20 EEG-positioning nomenclature, with O1-O2 being the recording channels while P1-P2 the references and bias, respectively. All EEG data was processed using a Butterworth bandpass filter, Fourier transformation, and normalization to convert data for frequency analysis. Players SSVEP responses were quantified into a signal-to-noise ratio (SNR), with 15 Hz being the desired signal, and summarized into respective study groups for comparison. Concussed players were seen to have a significantly lower SNR compared to their baseline; however, post-recovery, their SNR was not significantly different from the baseline. Test-retest indicated high device reliability for the portable system. An improved portable SSVEP system was also validated against an established EEG amplifier to ensure the investigative design is capable of obtaining research quality EEG measurements. This is the first study to identify differences in SSVEP responses in amateur athletes following a concussion and indicates the potential for SSVEP as an aid in concussion assessment and management.

A portable system capable of measuring steady-state visual-evoked potentials was developed and trialed on 65 amateur rugby players over 18 weeks to investigate SSVEP as a potential electrophysiological biomarker for concussion. Players' baselines were measured pre-season, with retesting for reliability, concussion, and recovery assessment being conducted within controlled time-periods, respectively.

Evaluar objetivamente la conmoción cerebral deportiva utilizando potenciales evocados visuales

A portable system capable of measuring steady-state visual-evoked potentials (SSVEP) was developed to provide an objective, quantifiable method of ...

﻿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.

Evaluación de participantes para estimulación magnética transcraneal

Mejora de la eficacia de la TMS con la técnica de trenzado Sol en diversas poblaciones

The Sol Braiding Method for Handling Thick Hair During Transcranial Magnetic Stimulation: An Address for Potential Bias in Brain Stimulation

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that is frequently utilized in neuroscience for both therapeutic and research purposes. TMS offers critical medical services like treating major depression and is vital in almost every research facility. Because TMS relies on scalp placement, hair is thought to affect efficacy because it varies the distance to the target site. Further, it is presumed that the hair textures and length that are predominantly seen in minoritized persons might pose significant challenges to collecting high-quality data. Here, we present preliminary data demonstrating that TMS may be influenced by hair, particularly in historically underrepresented minoritized groups.
The Sol braiding approach is introduced here as an easy-to-learn, quick-to-implement technique that reduces variability in TMS. Compared across nine participants, it was found that the Sol method significantly increased motor evoked potential (MEP) strength and consistency (p &#60; 0.05). By removing the physical hair barrier that impedes direct coil-to-scalp contact, the Sol approach enhances TMS delivery. The MEP peak amplitude and the MEP area under the curve (AUC) were shown to increase as a result. While preliminary, these data are an important step in addressing diversity in neuroscience. These procedures are explained for non-braiding experts.

Autor destacado: Aumentar la accesibilidad de TMS a través de técnicas de trenzado para diversos tipos de cabello

Hair type commonly seen in historically underrepresented minorities appears to interfere with transcranial magnetic stimulation (TMS). Here we describe a hair braiding method (The Sol Braiding Technique) that improves TMS.

El método de trenzado Sol para manejar el cabello grueso durante la estimulación magnética transcraneal: una solución para el sesgo potencial en la estimulación cerebral

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that is frequently utilized in neuroscience for both therapeutic and research purposes. TMS offers ...