Ce travail a été financé en partie par une subvention de la Fondation du patrimoine ostéopathique à BC Clark. Nous tenons à énoncer un merci tout spécial à Marissa McGinley pour son aide dans la création de nombreux graphiques figure.

1. TMS unique et double choc de l&#39;Muscles RCF et ES <ol><li> Précautions de base: Avant d&#39;effectuer TMS sur un sujet humain, il est nécessaire de dépister d&#39;abord les précautions de sécurité pour la base que ce qui a trait à l&#39;exposition à un champ magnétique. Dans notre laboratoire, nous suivons les directives de dépistage prévues par l&#39;Institut pour la sécurité par résonance magnétique, l&#39;éducation et de recherche 10. Dans notre laboratoire, nous avons aussi systématiquement exclure les personnes ayant des antécédents familiaux de crises épileptiques. Nous exigeons également des sujets subissant TMS des muscles ES pour mettre des boules Quiès et un protège-dents en raison de l&#39;intensité des moins de stimulation focale et plus fort. </li><li> Enregistrements électriques: Pour examiner les réponses TMS dans le système moteur, il est nécessaire d&#39;enregistrer électromyographique (EMG) des signaux des muscles squelettiques. Pour le muscle RCF nous plaçons des électrodes de surface sur l&#39;avant-bras en utilisant un dispositif d&#39;électrode bipolaire situé longitudinalement sur tIl musculaire sur la peau rasée et écorchée que nous avons décrit précédemment 7,11. Pour les muscles spinaux, nous utilisons un dispositif d&#39;électrode similaires situés longitudinalement sur ​​les muscles au niveau L3-L5 sur la peau rasée et écorchée 8. </li><li> Orientation Coil TMS: Pour activer des neurones cortico majoritairement transsynaptically il est nécessaire de positionner la bobine TMS appropriée 12. Pour les muscles RCF nous plaçons un chiffre de 70 mm de huit bobines TMS tangentielle au cuir chevelu et de 45 degrés vers la ligne médiane afin que le flux de courant induit dans un latéral-médial postérieur-antérieur direction. Pour les muscles ES nous utilisons une bobine double cône qui a une plus grande profondeur de pénétration et est nécessaire à cause de la représentation de ces muscles étant plus profond dans l&#39;homonculus. Ici, la bobine est positionnée de telle sorte que le courant circule dans une direction avant vers l&#39;arrière. Nous avons modifié notre personnalisé bobine avec un système de fixation au laser pour nous aider à ssubséquents apportés re-positionnement de la bobine à double cône. </li><li> Identifier les «hotspots»: Il est nécessaire de déterminer l&#39;emplacement de stimulation qui suscite le plus grand moteur de potentiel évoqué. Pour le muscle RCF nous faisons cela en déplaçant subtilement la bobine TMS autour de très petits incréments et de déterminer où l&#39;on observe la plus grande amplitude de potentiels évoqués moteurs. Une fois localisé nous notons ce domaine à l&#39;encre indélébile soit sur le cuir chevelu ou une casquette en lycra. TMS des muscles ES est nettement plus inconfortable pour les sujets humains que le TMS des muscles du membre supérieur. En conséquence, nous avons rationalisé notre protocole TMS pour les muscles ES pour en augmenter la tolérance et la faisabilité. Ici, au lieu de localiser le &quot;hotspot&quot; nous utilisons des mesures anthropométriques pour identifier le sommet du crâne. Plus précisément, nous identifions les sommets comme l&#39;intersection du crâne dans le plan sagittal (entre le nasinon et inion) et coronale (entre le tragus) avions. </li><li> Positionnement biomécanique: </strong&gt; Dans notre laboratoire, lorsque nous effectuons des TMS muscles RCF les sujets sont assis avec le bras au repos en position allongée dans un Biodex System 4 dynamomètre (figure 2). Toutefois, il convient de noter que ce n&#39;est qu&#39;un exemple d&#39;une possible mise en place pour mesurer les forces exercées. Pour l&#39;ES sujets muscles sont invités à s&#39;asseoir avec une posture debout pendant que leurs mains dans le repos de leurs genoux (figure 3). Ils sont assis sur une chaise base pivotante avec la cuisse à 90 ° par rapport au tronc, la jambe inférieure à ~ 45 ° par rapport à la cuisse, et la colonne lombaire dans un posture8 neutre. </li><li> Quantifier seuil moteur: Pour le RCF, nous déterminons seuil moteur (MT) en fournissant des impulsions uniques à augmenter progressivement l&#39;intensité de stimulation jusqu&#39;à ce potentiels évoqués moteurs ont crête à crête amplitudes supérieure à 50 microvolts dans plus de 50% des essais (figure 4) . Afin de simplifier le protocole TMS et augmenter la tolérance et la faisabilité, nous ne déterminent pas le seuil moteur dans l&#39;EMuscles S avec la même précision que lorsque nous testons la musculature des membres supérieurs. Plutôt, nous commençons le protocole TMS en fournissant une impulsion initiale unique à 50% de la production maximale stimulateur afin de déterminer si cette intensité du stimulus est au dessus ou en dessous du seuil moteur. Si un député européen est observé à ce stimulus d&#39;intensité définie comme eurodéputée perceptible par rapport au niveau du fond EMG l&#39;intensité est réduite à 40% de la production stimulateur afin de déterminer si cette intensité du stimulus est sous-ou supra-seuil de 8. </li><li> Quantifier l&#39;amplitude MEP en utilisant une seule impulsion de TMS: Pour examiner la évoqués moteurs d&#39;amplitude potentielle du RCF nous livrons une seule impulsion de TMS à la «hotspot» à une intensité égale à 130% du seuil moteur, et de calculer l&#39;amplitude crête à crête . En général, on normalise ce résultat au potentiel d&#39;action musculaire composé de fibres maximale observée après stimulation électrique supramaximale du nerf médian. Il faut noter que la taille MEP est Verdépend du degré de l&#39;excitabilité corticale y. En conséquence, lorsque l&#39;impulsion de TMS est livré pendant une contraction de fond, quand l&#39;excitabilité corticale est augmentée, la taille MEP va considérablement augmenter. Pour les muscles ES, nous livrons une seule impulsion de TMS au sommet d&#39;une intensité de 40 ou 50% au-dessus du seuil d&#39;intensité sous-moteur 8. Malheureusement, parce que les nerfs périphériques innervant les muscles ES ne sont pas accessibles à une stimulation électrique nous ne sommes pas en mesure de normaliser ces potentiels évoqués moteurs du potentiel d&#39;action musculaire composé de fibres. </li><li> Quantifier Durée période silencieuse en utilisant une seule impulsion de TMS: Quand une impulsion TMS vers le cortex est livré au cours d&#39;une contraction musculaire qu&#39;il va produire un potentiel évoqués moteurs suivie par la quiescence électriques avant la reprise de l&#39;activité qui est indicatif de l&#39;inhibition cortico et communément appelé le silence période de 13 (figure 5). Pour quantifier la période de silence que nous livrons une seuleImpulsions TMS à la «hotspot» à une intensité égale à 130% du seuil moteur alors que la participante à l&#39;étude effectue une contraction des muscles du poignet en flexion à 15% de leur force maximale. Nous n&#39;avons pas quantifié la durée préalablement période de silence des muscles ES, mais il convient de noter que nous avons observés anecdotique de son existence dans ce groupe de muscles lorsque l&#39;impulsion de TMS Identifiant livré lors d&#39;une contraction de fond. </li><li> Quantifier la facilitation intracorticale utilisant double choc TMS: Nous utilisons double choc TMS pour quantifier la facilitation intracorticale 6,7 (figure 6 et 7 représente cette mesure pour le FCR et les muscles ES, respectivement). Pour le muscle RCF nous avons d&#39;abord de déterminer l&#39;intensité du stimulus nécessaire pour susciter un potentiel évoqués moteurs qui se situe entre 0.5 à 1.0 mV. Ensuite, nous livrons un conditionnement sous le seuil d&#39;impulsion qui, dans notre laboratoire est généralement égal à 70% du seuil moteur-15-msec avant que l&#39;impulsion de test supraliminaire. Ce conditionnementimpulsion délivrée à cette période de temps avant l&#39;impulsion de test va augmenter, ou de faciliter, l&#39;amplitude de la évoqués moteurs plus de potentiel que d&#39;une seule impulsion inconditionnée de la même intensité. Pour le groupe musculaire ES l&#39;intensité des impulsions conditionné est réglé à l&#39;intensité du seuil de sous-moteurs observés (soit 40% ou 50% de la production stimulateur) et de l&#39;intensité des impulsions de test est fixé à 40% au-dessus du seuil de sous-moteur (80% ou 90% de la production stimulateur) 8. Il convient de noter que l&#39;intensité des impulsions de conditionnement pourraient être modifiées en fonction de l&#39;objectif de l&#39;étude. De même, les intervalles d&#39;impulsion peut varier en fonction du muscle et son emplacement par rapport au cortex. </li><li> Quantifier court intervalle inhibition intracorticale utilisant double choc TMS: Nous utilisons également double choc TMS à quantifier à court intervalle de l&#39;inhibition intracorticale 6,7 (figure 6 et 7 représente cette mesure pour les muscles du RCF et ES, respectivement). Ici, tant pour lesRCF et les muscles ES, les procédures sont les mêmes que celles décrites pour la mesure de facilitation intracorticale à l&#39;exception que l&#39;intervalle interstimulus entre les deux impulsions est réduit à 3 ms. Cette impulsion climatisation livré à cette période de temps avant l&#39;impulsion d&#39;essai va diminuer, ou inhiber, l&#39;amplitude de la évoqués moteurs plus de potentiel que d&#39;une seule impulsion inconditionnée de la même intensité. </li><li> Quantifier long intervalle inhibition intracorticale utilisant double choc TMS: délivrant deux identiques impulsions de test supraliminaire qui sont séparés par 100 millisecondes peut également être utilisée pour évaluer à long intervalle l&#39;inhibition intracorticale 6,7. Dans ce cas-pour le RCF muscle le potentiel évoqués moteurs associés à la deuxième impulsion sera plus petit, ou inhibé plus, que celui associé à la première (figure 8). Nous n&#39;avons pas préalablement quantifiés à long intervalle l&#39;inhibition intracorticale dans les muscles ES en raison de préoccupations sur l&#39;objet de tolérance. </li></ol> 2. Les résultats représentatifs: Après la délivrance d&#39;une impulsion supraliminaire TMS, les muscles stimulés devrait démontrer une réponse facilement observables EMG (MEP) (illustré dans les figures 4-8). Le temps de latence entre le début du stimulus et de l&#39;eurodéputé varient entre les groupes de muscles à l&#39;étude, mais pour le RCF, il est généralement de 16 à 19 msec (figure 6) et pour l&#39;ES, il est de 17 à 22 msec (figure 7; bien qu&#39;il faille à noter que chez certains sujets l&#39;apparition définitive MEP dans les muscles ES est plus difficile à identifier visuellement). Il convient de noter que lors du test du ES groupe musculaire de plusieurs autres groupes musculaires sont aussi visiblement et de façon spectaculaire stimulé de façon concomitante (y compris les muscles du membre inférieur, qui sont représentés au sein de la même région de l&#39;homoncule). Pendant la mesure de facilitation intracorticale l&#39;amplitude MEP est généralement plus grande que celle observée avec une seule impulsion inconditionnée (Figure 6 et 7). Cependant, il est de notre expérience que le degré de facilitation varie entre les groupes musculaires avec certains groupes musculaires, tels que le FCR-ne montrant que la facilitation modestes dans de nombreux sujets. Pour la mesure de l&#39;inhibition intracorticale court intervalle et à long intervalle une diminution de l&#39;amplitude MEP est généralement observée en comparaison avec une seule impulsion inconditionnée de la même intensité (figures 6-8). <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig1.jpg" /> Figure 1. Les mécanismes de base de TMS. La bobine SMT induit un champ magnétique qui pénètre le cuir chevelu et induit un courant de Foucault au sein du cortex moteur. Ce courant de Foucault est alors capable de stimuler les neurones dans le cerveau. Figure tiré à part de McGinley et Clark, dans la presse 14. <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig2.jpg" /> Figure 2. Configuration pour réaliser T<html> MS sur le muscle FCR. Remarque à l&#39;enregistrement d&#39;un électromyogramme (EMG) des signaux du bras, et la palette de TMS sur le cortex moteur. En général, nous aussi les forces musculaires record, et d&#39;utiliser la stimulation électrique des nerfs périphériques pour obtenir le composé l&#39;action musculaire maximale des fibres potentiels, comme cela est utile dans l&#39;interprétation des valeurs d&#39;amplitude (par exemple, on peut exprimer et MEP rapport à la réponse musculaire maximale, par opposition à une absolue valeur en mV qui peut être fortement influencée par des facteurs non physiologiques tels que le tissu adipeux sous-cutané). Figure réimprimé parmi les suivants: Clark et al. 2008 9, Clark et al., 2010 6, et McGinley et al. 2010 7. <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig3.jpg" /> Figure 3. Configuration pour effectuer TMS sur les muscles érecteurs spinale. Figure tiré à part de Goss et al. 2011 8. _upload/3387/3387fig4.jpg &quot;/&gt; Figure 4. Exemple de la détermination du seuil moteur. Les traces EMG représentent le moteur des potentiels évoqués (MEP) de réponse à des intensités de stimulation augmente graduellement (représenté comme un pourcentage de la production stimulateur (SO)). Notez que pour des intensités plus faibles (28-30% de SO) Les eurodéputés ont suscité très peu (sous-seuil), mais que, à 32% SO eurodéputé a suscité ce seuil moteur atteint (généralement définie comme une eurodéputée avec une amplitude PP&gt; 50 uV). Figure tiré à part de McGinley et Clark, dans la presse 14. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig5.jpg" /> TMS figure 5 lors d&#39;une contraction:. Potentiels évoqués moteurs période et silencieux. La période de silence est observée quand un sujet effectue une légère contraction et un stimulus unique est appliquée sur le cortex moteur. La première partie de la période de silence estdue à l&#39;inhibition de la moelle épinière et la dernière partie est attribuée à l&#39;inhibition corticale, les récepteurs GABA B spécifiquement. Il n&#39;existe aucun moyen de consensus pour quantifier la durée de la période de silence, mais nos résultats indiquent que ce soit en le définissant à partir du début de relance ou de l&#39;apparition MEP au retour du signal d&#39;interférence électromyogramme volontaire est le 15 les plus fiables. Figure tiré à part de Clark et rapide, 2011 16, et McGinley et Clark, dans la presse 14. <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig6.jpg" /> Changer la figure 6. Dans le moteur potentiel évoqué taille vec TMS impulsions jumelés du muscle FCR. Mesure de court intervalle de l&#39;inhibition intracorticale (SICI) et la facilitation intracorticale (ICF). Pour quantifier SICI et ICF le pouls de conditionnement (CP) est fixé en dessous du seuil moteur, et l&#39;impulsion d&#39;essai (TP) est défini pour évoquer MEP entre 0,5 à 1 mV. A intervalles courts interstimulus(Par exemple, 3-ms) du CP inhibe la MEP en comparaison avec les TP seulement (SICI), tandis que, à intervalles plus interstimulus (par exemple, 15 ms), il facilite l&#39;eurodéputé (ICF). CP: impulsion de conditionnement, TP: Figure impulsion de test tiré à part de Clark et al, 2010 6, McGinley et al.. 2010 14, Clark et rapide, 2011 16, et McGinley et Clark, dans la presse 14. <img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig7.jpg" /> Changer la figure 7. Évoqués moteurs de taille potentielle avec TMS impulsions jumelés du muscle ES. Exemple de traces EMG des muscles spinaux et la mesure de court intervalle de l&#39;inhibition intracorticale (SICI) et la facilitation intracorticale (ICF). Figure tiré à part de Goss et al. 2011 8. <img alt="Figure 8" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig8.jpg" /> Figure 8. Changement de moteur evopotentiels ked taille avec TMS impulsions appariées. Mesure de long intervalle de l&#39;inhibition intracorticale (LICI). Pour quantifier les impulsions LICI tester deux sont livrés à un intervalle de 100 interstimulus-ms. Il en résulte l&#39;eurodéputé second étant inhibée par rapport à la MEP en premier. Figure tiré à part de Clark et al., 2010 6, McGinley et al. 2010 7 et McGinley et Clark, dans la presse 14.

Pas de conflits d&#39;intérêt déclarés.

L&#39;objectif global de cet article est de fournir aux scientifiques et aux cliniciens un compte visuelle de nos laboratoires de l&#39;utilisation de la stimulation magnétique transcrânienne. Cependant, en plus d&#39;offrir une visualisation de ces expériences, discuter des questions ci-dessous nous de base à considérer lors de l&#39;exécution TMS de cette manière, donner un bref aperçu de la physiologie de réponses TMS, et aussi de discuter de notre utilisation de TMS en ce qui concerne l&#39;utilisation de a...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nom de l&#39;Equipement </th><th> Société </th><th> Numéro de catalogue </th><th> Commentaires (optionnel) </th></tr><tr><td> Stimulateur magnétique transcrânien 2002 Stimulateur magnétique transcrânien Bi-Stim2 Figure-huit bobines de 70 mm Bobine double cône </td><td> La Société Magstim </td><td> NA </td><td> TMS équipement (y compris les bobines) </td></tr><tr><td> Biodex System 4 </td><td> Biodex </td><td> NA </td><td> Dynamomètre </td></tr><tr><td> Biopac MP150 Système d&#39;acquisition de données </td><td> Biopac </td><td> MP150WSW </td><td> Convertisseur AN pour l&#39;EMG et la force </td></tr><tr><td> AcqKnowledge 4.0 du logiciel d&#39;acquisition de données </td><td> Biopac </td><td> ACK100W </td><td></td></tr><tr><td> Trace une Nikomed électrodes ECG </td><td> Nikomed </td><td> 2015 </td><td> Électrodes EMG </td></tr><tr><td> Constante Stimulateur courant </td><td> Digitimer </td><td> DS7A </td><td> Stimulateur de nerf périphérique </td></tr></tbody></table>

utilizing transcranial magnetic stimulation to study the human neuromuscular system

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) a été utilisé pendant plus de 20 ans 1, et a connu une croissance exponentielle en popularité au cours de la dernière décennie. Bien que l&#39;utilisation de TMS a été élargi pour l&#39;étude de nombreux systèmes et les processus pendant ce temps, la demande initiale et peut-être l&#39;une des utilisations les plus courantes de TMS consiste à étudier la physiologie, de la plasticité et la fonction du système humain neuromusculaire. TMS seule impulsion appliquée sur le cortex moteur excite les neurones pyramidaux transsynaptically 2 (figure 1) et aboutit à une réponse mesurable électromyographiques qui peut être utilisé pour étudier et évaluer l&#39;intégrité et l&#39;excitabilité des voies cortico-3 chez les humains. En outre, les avancées récentes dans la stimulation magnétique permet désormais de partitionnement de l&#39;excitabilité corticale par rapport épinière 4,5. Par exemple, double choc TMS peuvent être utilisés pour évaluer les propriétés intracorticale facilitation et d&#39;inhibition, en combinant une conditionING relance et un stimulus de test à intervalles différents interstimulus 3,4,6-8. Dans cet article, vidéo, nous allons démontrer les aspects méthodologiques et techniques de ces techniques. Plus précisément, nous allons montrer un seul pouls et double choc techniques TMS appliquées au fléchisseur radial du carpe (FCR) du muscle ainsi que le monteur spinae (ES) musculature. Notre laboratoire étudie le muscle RCF comme il est d&#39;intérêt pour nos recherches sur les effets de l&#39;immobilisation plâtrée du poignet-main sur la performance musculaire réduite 6,9, et nous étudions les muscles ES à cause de ces muscles la pertinence clinique de ce qui a trait à la lombalgie 8. Avec ce dit, il faut noter que la SMT a été utilisée pour étudier de nombreux muscles de la main, bras et jambes, et devrait réitérer que nos démonstrations dans le FCR et les groupes musculaires ES ne sont que des exemples choisis de TMS sont utilisées pour étudier l&#39;neuromusculaire humaine système.

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Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est un outil non-invasif d&#39;avoir un aperçu sur la physiologie et le fonctionnement du système nerveux humain. Ici, nous présentons nos techniques TMS pour étudier l&#39;excitabilité corticale du membre supérieur et de la musculature lombaire.

Utilisant la stimulation magnétique transcrânienne à l&#39;étude du système neuromusculaire de l&#39;homme

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade.  While ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

26.4K vues.  Ohio University. La stimulation magnétique transcrânienne (TMS) est un outil non-invasif d'avoir un aperçu sur la physiologie et le fonctionnement du système nerveux humain. Ici, nous présentons nos techniques TMS pour étudier l'excitabilité corticale du membre supérieur et de la musculature lombaire.

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A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional capacity. Transcutaneous surface stimulation of skeletal muscle involves a current flow between a cathode and an anode, thereby inducing excitement of the motor unit and the surrounding muscle fibers. 
NMES is an attractive modality to evaluate skeletal muscle adaptive responses for several reasons. First, it provides a reproducible experimental model in which physiological adaptations, such as myofiber hypertophy and muscle strengthening6, angiogenesis7-9, growth factor secretion9-11, and muscle precursor cell activation12 are well documented. Such physiological responses may be carefully titrated using different parameters of stimulation (for Cochrane review, see 13). In addition, NMES recruits motor units non-selectively, and in a spatially fixed and temporally synchronous manner14, offering the advantage of exerting a treatment effect on all fibers, regardless of fiber type. Although there are specified contraindications to NMES in clinical populations, including peripheral venous disorders or malignancy, for example, NMES is safe and feasible, even for those who are ill and/or bedridden and for populations in which rigorous exercise may be challenging. 
Here, we demonstrate the protocol for adapting commercially available electrodes and performing a NMES protocol using a murine model. This animal model has the advantage of utilizing a clinically available device and providing instant feedback regarding positioning of the electrode to elicit the desired muscle contractile effect. For the purpose of this manuscript, we will describe the protocol for muscle stimulation of the anterior compartment muscles of a mouse hindlimb.

A murine model of neuromuscular electrical stimulation (NMES), a safe and inexpensive clinical modality, to the anterior compartment muscles is described. This model has the advantage of modifying a readily available clinical device for the purpose of eliciting targeted and specific muscle contractions in mice.

Un modèle murin de la formation du muscle par stimulation neuromusculaire électrique

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

Recherche

Médecine

Human Neuroendocrine Tumor Cell Lines as a Three-Dimensional Model for the Study of Human Neuroendocrine Tumor Therapy

Neuroendocrine tumors (NETs) are rare tumors, with an incidence of two per 100,&#x200A;000 individuals per year, and they account for 0.5% of all human malignancies.1 Other than surgery for the minority of patients who present with localized disease, there is little or no survival benefit of systemic therapy. Therefore, there is a great need to better understand the biology of NETs, and in particular define new therapeutic targets for patients with nonresectable or metastatic neuroendocrine tumors. 3D cell culture is becoming a popular method for drug screening due to its relevance in modeling the in vivo tumor tissue organization and microenvironment.2,3 The 3D multicellular spheroids could provide valuable information in a more timely and less expensive manner than directly proceeding from 2D cell culture experiments to animal (murine) models.
To facilitate the discovery of new therapeutics for NET patients, we have developed an in vitro 3D multicellular spheroids model using the human NET cell lines. The NET cells are plated in a non-adhesive agarose-coated 24-well plate and incubated under physiological conditions (5% CO2, 37 &deg;C) with a very slow agitation for 16-24 hr after plating. The cells form multicellular spheroids starting on the 3rd or 4th day. The spheroids become more spherical by the 6th day, at which point the drug treatments are initiated. The efficacy of the drug treatments on the NET spheroids is monitored based on the morphology, shape and size of the spheroids with a phase-contrast light microscope. The size of the spheroids is estimated automatically using a custom-developed MATLAB program based on an active contour algorithm. Further, we demonstrate a simple method to process the HistoGel embedding on these 3D spheroids, allowing the use of standard histological and immunohistochemical techniques. 
This is the first report on generating 3D spheroids using NET cell lines to examine the effect of therapeutic drugs. We have also performed histology on these 3D spheroids, and displayed an example of a single drug's effect on growth and proliferation of the NET spheroids. Our results support that the NET spheroids are valuable for further studies of NET biology and drug development.

We present a simple agarose overlay platform to grow 3D multicellular spheroids using neuroendocrine cancer cell lines. This method provides a very convenient way to examine the effect of therapeutic drugs on the neuroendocrine tumor cells. It could also help us establish human neuroendocrine tumor spheroids for cancer therapy.

L&#39;homme neuroendocriniennes lignées cellulaires tumorales comme un modèle tridimensionnel pour l&#39;étude de la thérapie des tumeurs neuro-endocrines humaines

Neuroendocrine tumors (NETs) are rare tumors, with an incidence of two per 100,&#x200A;000 individuals per year, and they account for 0.5% of all human ...

Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this experiment, we demonstrate the administration of low-frequency repetitive TMS (rTMS) to an optimal stimulation site in the right hemisphere in patients with chronic non-fluent aphasia. A battery of standardized language measures is administered in order to assess baseline performance. Patients are subsequently randomized to either receive real rTMS or initial sham stimulation. Patients in the real stimulation undergo a site-finding phase, comprised of a series of six rTMS sessions administered over five days; stimulation is delivered to a different site in the right frontal lobe during each of these sessions. Each site-finding session consists of 600 pulses of 1 Hz rTMS, preceded and followed by a picture-naming task. By comparing the degree of transient change in naming ability elicited by stimulation of candidate sites, we are able to locate the area of optimal response for each individual patient. We then administer rTMS to this site during the treatment phase. During treatment, patients undergo a total of ten days of stimulation over the span of two weeks; each session is comprised of 20 min of 1 Hz rTMS delivered at 90% resting motor threshold. Stimulation is paired with an fMRI-naming task on the first and last days of treatment. After the treatment phase is complete, the language battery obtained at baseline is repeated two and six months following stimulation in order to identify rTMS-induced changes in performance. The fMRI-naming task is also repeated two and six months following treatment. Patients who are randomized to the sham arm of the study undergo sham site-finding, sham treatment, fMRI-naming studies, and repeat language testing two months after completing sham treatment. Sham patients then cross over into the real stimulation arm, completing real site-finding, real treatment, fMRI, and two- and six-month post-stimulation language testing.

We explore the use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to improve language abilities in patients with chronic stroke and non-fluent aphasia. After identifying a site in the right frontal gyrus for each patient that responds optimally to stimulation, we target this site during ten days of rTMS treatment.

Utilisant Stimulation magnétique transcrânienne répétitive pour améliorer la fonction de la langue chez les patients avec un AVC chronique aphasie non fluente

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including Parkinson's and Huntington's can disrupt it. People with Parkinson's disease, for example, tend to have increased saccadic latencies. Consequently, the quantitative measurement of saccadic eye movements has received considerable attention as a potential biomarker for neurodegenerative conditions. A lot more can be learned about the brain in both health and disease by observing what happens to eye movements when the function of specific brain areas is perturbed. Deep brain stimulation is a surgical intervention used for the management of a range of neurological conditions including Parkinson's disease, in which stimulating electrodes are placed in specific brain areas including several sites in the basal ganglia. Eye movement measurements can then be made with the stimulator systems both off and on and the results compared. With suitable experimental design, this approach can be used to study the pathophysiology of the disease being treated, the mechanism by which DBS exerts it beneficial effects, and even aspects of normal neurophysiology.

This paper describes the use of quantitative measurement of eye movements in conjunction with stimulation of focal areas of the deep brain in order to study physiology, pathophysiology, and the mechanisms of deep brain stimulation.

Utilisation de Saccadometry avec la stimulation cérébrale profonde pour l&#39;étude normale et pathologique fonction cérébrale

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Using Retinal Imaging to Study Dementia

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central nervous system (CNS) and shares prominent similarities with the brain in terms of embryological origin, anatomical features and physiological properties.&#160; The vascular and neuronal structure in the retina can now be visualized easily and non-invasively using retinal imaging techniques, including fundus photography and optical coherence tomography (OCT), and quantified semi-automatically using computer-assisted analysis programs. Studying the associations between vascular and neuronal changes in the retina and dementia could improve our understanding of dementia and, potentially, aid in diagnosis and risk assessment.&#160; This protocol aims to describe a method of quantifying and analyzing retinal vasculature and neuronal structure, which are potentially associated with dementia. This protocol also provides examples of retinal changes in subjects with dementia, and discusses technical issues and current limitations of retinal imaging.

The retina shares prominent similarities with the brain and thus represents a unique window to study vasculature and neuronal structure in the brain non-invasively. This protocol describes a method to study dementia using retinal imaging techniques. This method can potentially aid in diagnosis and risk assessment of dementia.

À l’aide de l’imagerie rétinienne pour étudier la démence

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central ...

Surgical Labyrinthectomy of the Rat to Study the Vestibular System

To study the vestibular system or the vestibular compensation process, a number of methods have been developed to cause vestibular damage, including surgical or chemical labyrinthectomy and vestibular neurectomy. Surgical labyrinthectomy is a relatively simple, reliable, and rapid method. Here, we describe the surgical technique for rat labyrinthectomy. A postauricular incision is made under general anesthesia to expose the external auditory canal and the tympanic membrane, after which the tympanic membrane and the ossicles are removed without the stapes. The stapes artery, which is located between the stapes and the oval window, is a vulnerable structure and must be preserved to obtain a clear surgical field. A hole to fenestrate the vestibule is made with a 2.1-mm drill bur superior to the stapes. Then, 100% ethanol is injected through this hole and aspirated several times. Meticulous dissection under a microscope and careful bleeding control are essential to obtain reliable results. Symptoms of vestibular loss, such as nystagmus, head tilting, and a rolling motion, are seen immediately after surgery. The rotarod or rotation chair test can be used to objectively and quantitatively evaluate the vestibular function.

This protocol describes the surgical labyrinthectomy of a rat, which is a useful method for studying the vestibular system.

Labyrinthectomie chirurgicale du Rat pour étudier le système vestibulaire

To study the vestibular system or the vestibular compensation process, a number of methods have been developed to cause vestibular damage, including ...

Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of brain stimulation presents several potential advantages compared to other techniques, as it is noninvasive, cost-effective, broadly deployable, and well-tolerated provided proper equipment and protocols are administered. Even though tDCS is apparently simple to perform, correct administration of the tDCS session, especially the electrode positioning and preparation, is vital for ensuring reproducibility and tolerability. The electrode positioning and preparation steps are traditionally also the most time consuming and error-prone. To address these challenges, modern tDCS techniques, using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes, reduce complexity and setup time while also ensuring that the electrodes are consistently placed as intended. These modern tDCS methods present advantages for research, clinic, and remote-supervised (at home) settings. This article provides a comprehensive step-by-step guide for administering a tDCS session using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes. This guide demonstrates tDCS using commonly applied montages intended for motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation. As described, selection of the head size and montage-specific headgear automates electrode positioning. Fully assembled pre-saturated snap-electrodes are simply affixed to the set position snap-connectors on the headgear. The modern tDCS method is shown to reduce setup time and reduce errors for both novice and expert operators. The methods outlined in this article can be adapted to different applications of tDCS as well as other forms of transcranial electrical stimulation (tES) such as transcranial alternating current stimulation (tACS) and transcranial random noise stimulation (tRNS). However, since tES is application specific, as appropriate, any methods recipe is customized to accommodate subject, indication, environment, and outcome specific features.

When administering transcranial direct current stimulation (tDCS), reproducible electrode preparation and placement are vital for a tolerated and effective session. The purpose of this article is to demonstrate updated modern setup procedures for the administration of tDCS and related transcranial electrical stimulation techniques, such as transcranial alternating current stimulation (tACS).

Technique mise à jour pour la stimulation électrique transcrânienne fiable, facile et tolérée comprenant la stimulation directe transcrânienne de courant

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of ...

Visualization of Endogenous Mitophagy Complexes In Situ in Human Pancreatic Beta Cells Utilizing Proximity Ligation Assay

Mitophagy is an essential mitochondrial quality control pathway, which is crucial for pancreatic islet beta cell bioenergetics to fuel glucose-stimulated insulin release. Assessment of mitophagy is challenging and often requires genetic reporters or multiple complementary techniques not easily utilized in tissue samples, such as primary human pancreatic islets. Here we demonstrate a robust approach to visualize and quantify formation of key endogenous mitophagy complexes in primary human pancreatic islets. Utilizing the sensitive proximity ligation assay technique to detect interaction of the mitophagy regulators NRDP1 and USP8, we are able to specifically quantify formation of essential mitophagy complexes in situ. By coupling this approach to counterstaining for the transcription factor PDX1, we can quantify mitophagy complexes, and the factors that can impair mitophagy, specifically within beta cells. The methodology we describe overcomes the need for large quantities of cellular extracts required for other protein-protein interaction studies, such as immunoprecipitation (IP) or mass spectrometry, and is ideal for precious human islet&#160;samples generally not available in sufficient quantities for these approaches. Further, this methodology obviates the need for flow sorting techniques to purify beta cells from a heterogeneous islet population for downstream protein applications. Thus, we describe a valuable protocol for visualization of mitophagy highly compatible for use in heterogeneous and limited cell populations.

This protocol outlines a method for quantitative analysis of mitophagy protein complex formation specifically in beta cells from primary human islet samples. This technique thus allows analysis of mitophagy from limited biological material, which are crucial in precious human pancreatic beta cell samples.

Visualisation des complexes mitophatonus endogènes in situ dans les cellules bêta pancréatiques humaines utilisant l'analyse de la ligation de proximité

Mitophagy is an essential mitochondrial quality control pathway, which is crucial for pancreatic islet beta cell bioenergetics to fuel glucose-stimulated ...

Employing the Forced Oscillation Technique for the Assessment of Respiratory Mechanics in Adults

There is increasing interest in the use of the forced oscillation technique (FOT) or oscillometry to characterize respiratory mechanics in healthy and diseased individuals. FOT, a complementary method to traditional pulmonary function testing, utilizes a range of oscillatory frequencies superimposed on tidal breathing to measure the functional relationship between airway pressure and flow. This passive assessment provides an estimate of respiratory system resistance (Rrs) and reactance (Xrs) that reflect airway caliber and energy storage and dissipation, respectively. Despite the recent increase in popularity and updated Technical Standards, clinical adoption has been slow which relates, in part, to the lack of standardization regarding the acquisition and reporting of FOT data. The goal of this article is to address the lack of standardization across laboratories by providing a comprehensive written protocol for FOT and an accompanying video. To illustrate that this protocol can be utilized irrespective of a particular device, three separate FOT devices have been employed in the case examples and video demonstration. This effort is intended to standardize the use and interpretation of FOT, provide practical suggestions, as well as highlight future questions that need to be addressed.

As the use of forced oscillation technique (FOT) is increasingly utilized to characterize respiratory mechanics, there is a need to standardize methods with respect to nascent technical guidelines and various manufacturer's recommendations. A detailed protocol is provided including FOT assessment and interpretation for two cases to facilitate the standardization of methods.

Utilisation de la technique d’oscillation forcée pour l’évaluation de la mécanique respiratoire chez les adultes

There is increasing interest in the use of the forced oscillation technique (FOT) or oscillometry to characterize respiratory mechanics in healthy and ...

Study Design for Navigated Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Speech Cortical Mapping

The cortical areas involved in human speech should be characterized reliably prior to surgery for brain tumors or drug-resistant epilepsy. The functional mapping of language areas for surgical decision-making is usually done invasively by electrical direct cortical stimulation (DCS), which is used to identify the organization of the crucial cortical and subcortical structures within each patient. Accurate preoperative non-invasive mapping aids surgical planning, reduces time, costs, and risks in the operating room, and provides an alternative for patients not suitable for awake craniotomy. Non-invasive imaging methods like MRI, fMRI, MEG, and PET are currently applied in presurgical design and planning. Although anatomical and functional imaging can identify the brain regions involved in speech, they cannot determine whether these regions are critical for speech. Transcranial magnetic stimulation (TMS) non-invasively excites the cortical neuronal populations by means of electric field induction in the brain. When applied in its repetitive mode (rTMS) to stimulate a speech-related cortical site, it can produce speech-related errors analogous to those induced by intraoperative DCS. rTMS combined with neuronavigation (nrTMS) enables neurosurgeons to preoperatively assess where these errors occur and to plan the DCS and the operation to preserve the language function. A detailed protocol is provided here for non-invasive speech cortical mapping (SCM) using nrTMS. The proposed protocol can be modified to best fit the patient- and site-specific demands. It can also be applied to language cortical network studies in healthy subjects or in patients with diseases that are not amenable to surgery.

Navigated repetitive transcranial magnetic stimulation is a highly efficient non-invasive tool for mapping speech-related cortical areas. It helps in designing brain surgery and speeds up the direct cortical stimulation conducted during the surgery. This report describes how to perform speech cortical mapping reliably for preoperative evaluation and research.

Plan d’étude pour la stimulation magnétique transcrânienne répétitive naviguée pour la cartographie corticale de la parole

The cortical areas involved in human speech should be characterized reliably prior to surgery for brain tumors or drug-resistant epilepsy. The functional ...