XHTW הוא WM Keck קרן מלומד נכבד צעירים למחקר רפואי, והוא נתמך גם על ידי NIH / NHLBI מענקים R01-HL089598 ו R01HL091947, ניוון שרירים ו האגודה להעניק # 69238. עבודה זו נתמכת גם על ידי בנות הברית מגט Leducq עבור CaMKII איתות בלב בחלקו. NL הוא הנמען של 2009-2010 מישל Mirowski הבינלאומי התמחות לפסוע Electrophysiology לב מהחברה קצב הלב 2009-2012 American Heart Association מלגת פוסט דוקטורט.

חלק 1. כירורגי הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרה מתוכנת ניסויים גירוי חשמלי מבוצעים כמו ניתוחים הישרדות בעכברים בתנאים סטריליים יהיה צורך. עם זאת, הסוג הנפוץ ביותר של הניסוי הוא מסוף בטבע, אשר קבוע טכניקות ניתוחיות די ברור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העכבר הוא מורדם באמצעות 2% isoflurane ב L 0.5 / min 100% O 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קוצץ שיער משמשים לגלח את הפרווה מן הצוואר עד גובה החזה באמצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכבר הרדים ממוקם בתנוחה אופקית, עם הגפיים שלו מודבק על גבי אלקטרודות א.ק.ג. שולבו בלוח חימום (האינדוס מכשירים, ביוסטון, טקסס). אזור הניתוח הוא לחטא עם יוד Povidone 10%. המערכת המומלצת כוללת בדיקה רקטלית טמפרטורה מחובר כרית חימום מבוקר על ידי מערכת thermoanalyzer, כך טמפרטורת הגוף נשמר 37.0 ° C ± 1.0 ° C. </li></ol> חלק 2. Cannulation ועל החדרת צנתר לתוך EP אטריום החדר הימני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר אישור על ידי צביטה, בוהן כי העכבר הוא בהרדמה מלאה, חתך 1 / 2 אינץ נעשית בצד ימין של קו האמצע עם הזנב הסופית ברמה של עצם הבריח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תת עורי רקמות, בלוטות הרוק, ורקמות הלימפה מופרדים באמצעות לנתיחה בוטה כדי להמחיש את וריד הצוואר הימני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סוף הפרוקסימלי של עורק קשורה עם תפר 6-0. משיכת בעדינות על תפר זה ישמור על וריד פנימי ישר תוך החדרת קטטר. תפר נוספת היא תחת הווריד בקצה הדיסטלי של המגזר דמיינו. תפר זה יהיה כרוך סביב הקטטר פעם את הקטטר ממוקמת בצורה אופטימלית בתוך הלב, על מנת להבטיח hemostasis ולתחזק את הקטטר במיקום הרצוי (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת מחשב מבוססי נתונים הוא התחיל עכשיו לרשום משטח א.ק.ג. ו 4 מוביל של electrograms intracardiac בו זמנית (כלומר, IOX-2 תוכנות הרכישה, Emka טכנולוגיות, VA, ארה&quot;ב). להקלטת electrogram intracardiac, אלקטרודות על הקטטר מחוברים ממריץ חיצוני במצב &quot;הקלטה&quot; (כלומר, מודל STG3008, מערכות רב, Reutlingen, גרמניה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מיקרו מספריים, חתך קטן נעשה בכיוון האורך של הווריד, ואת הקטטר octapolar 1.1F (EPR-800, מילר מכשירים, ביוסטון, טקסס) הוא מתקדם דרך הווריד לתוך העלייה הימנית. בעדינות מושך תפר הפרוקסימלית יעזור לשמור על וריד פנימי ישר יאפשר מעבר קל של קטטר לתוך אטריום החדר הימני. עמדת קטטר פרופר מאומת על ידי ויזואליזציה של גל של 4 electrograms intracardiac ברמה של הקודקוד של החדר הימני, בסיס של החדר הימני, את הצומת החדרים והעליות, ואת אטריום ימין, בהתאמה (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפר דיסטלי קשור עכשיו כדי לאבטח את העמדה קטטר ולמנוע דימום אפשרי. </li></ol> חלק 3. גירוי חשמלי מתוכנת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרה של צעדה פרוזדורים סלקטיבית, זוג אלקטרודות הממוקם בתוך אטריום היא עברה ממצב &quot;קידוד מחדש&quot; למצב &quot;גירוי&quot;, בעוד זוגות אחרים אלקטרודה להישאר במצב &quot;הקלטה&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לקבוע אם העכבר יש פגיעות מוגברת הפרעות קצב פרוזדורי, גירוי חשמלי מתוכנת של אטריום הזכות מבוצע. ראשית, סף צעדה פרוזדורים נקבע על ידי יישום של 2 אלפיות פולסים הנוכחית (לפחות 50) בשעה באורכים שונים מחזור בסיסיים (BCL) כדי לבדוק את העקביות של ללכוד גירוי. BCL של הרכבת הדופק ההתחלתי הוא נמוך במעט BCL מהותי, והוא ירד ב 10 מילישניות (למשל, 100 אלפיות, 90 ms, 80 ms, ו 70 ms). משרעת הנוכחית טיפוסית נדרש ללכוד הגירוי הוא 100-200 μA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ההתאוששות צומת סינוס זמן (SNRT) נמדד לאחר יישום רכבת 15-s צעדה פרוזדורים ב BCL של 100 מילישניות. SNRT מוגדר מרווח בין הגירוי האחרון ברכבת לצעוד את התחלתה של פעימה first סינוס ספונטנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקופת פרוזדורים עקשן יעיל (AERP) נקבעת על ידי יישום שורה של רכבות צעדה פרוזדורים בבית BCLs קבוע (כלומר, 100 ms) עם גירוי קצר בשילוב מוקדמת S2. רווח S1-S2 מצטמצם בהדרגה ברכבת כל צעדה של 70ms ל 20ms על ידי 2-ms. AERP מוגדר במרווח S1-S2 הארוך צימוד עבור אטריה שלא הצליחו להפיק פעימה מופצות עם S2 (הגירוי S1 להיות הדופק רכבת רגיל, S2 מוקדמת). בין כל פרוטוקול גירוי, היתה תקופת החלמה של לפחות 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקופת עקשן יעיל של החדרים והעליות (AV) הצומת (AVNERP) נקבעת על ידי יישום שורה של רכבות צעדה פרוזדורים ב BCL של 100 ms בשילוב עם גירוי בטרם עת S2. רווח S1-S2 מצטמצם בהדרגהברכבת 2 ms כל צעדה של 70 מילישניות עד 20 מילישניות. AVNERP מוגדר במרווח S1-S2 הארוך צימוד שבו גירוי מוקדם נמסר אטריום מלווה הפוטנציאל שלו, אך לא על ידי קומפלקס QRS. בין כל פרוטוקול גירוי, היתה תקופת החלמה של לפחות 30 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Inducibility של הפרעות קצב פרוזדורי, כולל פרפור פרוזדורי (AF), ניתן לבדוק באמצעות צעדה פרץ פרוטוקול שתואר על ידי Verheule et al. 2 סדרה של 2 התפרצויות השני הוא מיושם על מנת לקבוע inducibility של הפרעות קצב פרוזדורי. פרץ הראשון 2 השני יש אורך מחזור (CL) של 40 אלפיות השנייה, וכל פרץ רצופים 2 השניה CL של 2 אלפיות קצר יותר מאשר פרץ הקודם, עד CL הסופי של 20 מילישניות. בהעדר מצע arrhythmogenic, בלב יתחדש קצב סינוס מיד לאחר פרוטוקול לצעוד. במקרה של פרפור פרוזדורים, לא יהיה דפוס קבוע של גלי מהר לראות על electrogram פרוזדורים, ואילו את תדירות התגובה חדרית היא בדרך כלל איטית יותר, כפי שניתן לראות על electrogram חדרית. במקרה של פרפור פרוזדורים, את פני השטח א.ק.ג. יראה סדיר מרווחי RR בהעדר גלי P. בנוסף, electrogram פרוזדורים יגלה מהירה סדיר גלים, ואילו electrogram חדרית יגלה גלים חדרית סדיר איטי (איור 3). פרוטוקולים הפרעות קצב גיוס מבוצעות בדרך כלל בשלושה עותקים, וכן הפרעות קצב נחשבת כיום אם ניתן ועוררה החוצה לפחות 2 מתוך 3 ניסויים. 3,4. </li></ol> חלק 4. הסרת צנתר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי הכל פרוטוקולים צעדה שתסיים, רכישת נתונים הוא עצר. תפר בקצה הדיסטלי של הקטטר הוא חתך בעדינות מעל, על מנת לשחרר את הקטטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרה של מחקרים מסוף EP, הקשר הוא התיר לשחרר בעדינות את הקטטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בסיומו של המחקר, העכבר יהיה מורדמים אנושי בעוד תחת isoflurane באמצעות פריקה צוואר הרחם. </li></ol> נציג תוצאות Surface א.ק.ג. ו electrograms intracardiac נרשמות בו זמנית ברחבי במחקר electrophysiology vivo, וגם נבדקות בפירוט לאחר השלמת כל הפרוטוקולים. הפרמטרים הבסיס אלקטרו כוללים יחסי ציבור מרווח, PQ מרווח, QRS משך, מרווחי QT, ומורפולוגיה QRS. פרמטרים אלה ניתן למדוד באופן ידני, או באופן אוטומטי באמצעות תוכנה רכישת נתונים IOX-2 או א.ק.ג.-AUTO (Emka טכנולוגיות, VA, ארה&quot;ב). SNRT, AERP ו AVNERP לספק מידע לגבי פונקציית סינוס הצומת &quot;קוצב לב&quot;, פרוזדורים, ו AV קטרי תכונות הולכה, בהתאמה. דוגמאות צעדה-Induced פרקים של פרפור פרוזדורי ניתן למצוא בעיתון ידי Chelu ואח&#39; 4. <img src="/files/ftp_upload/1730/1730fig1.jpg" alt="איור 1" /> באיור 1. איור של צנתור intracardiac ללימודי electrophysiology בעכברים. A. ימין וריד פנימי מופרד cannulated. סוף דיסטלי של וריד קשורה את פעם עמדת קטטר נכונה מושגת. B. העכבר ממוקם בתנוחה אופקית על הליך זה. Cartoon ג המתאר את עמדת intracardiac של קטטר. זוג אלקטרודות ממוקמים ברמת השיא של החדר הימני, בסיס של החדר הימני, בצומת בין העליות והחדרים, ואת אטריום ימין, בהתאמה. ד. תקריב של הקטטר octapolar 1.1F. איור שונה מן Mathur et al. באישור Circ Arrhtyhm Electrophys 5. <img src="/files/ftp_upload/1730/1730fig2.jpg" alt="איור 2" /> איור 2. נציג Surface א.ק.ג. ו intracardiac Electrograms בעכבר. (א) משטח א.ק.ג. בתצורה השנייה להוביל מראה קצב סינוס סדיר בתדירות של 540 פעימות לדקה. (BE) דו קוטבית הקלטות intracardiac electrogram ברמה של אטריום ימין (B), צומת העליות והחדרים (ג), ועל בסיס של החדר הימני (D), ואת שיאו של החדר הימני (E), בהתאמה. שים לב intracardiac גל בלוח B מתאים גל-P על פני השטח אק&quot;ג. V-גל על ​​electrogram חדרית מתאים גל QRS על א.ק.ג. על פני השטח. <img src="/files/ftp_upload/1730/1730fig3.jpg" alt="איור 3" /> איור 3. נציג השטח א.ק.ג. ו intracardiac electrograms בעכבר שהתפתחה פרפור פרוזדורים לאחר צעדה פרץ פרוזדורים.

<ol>
	<li>Nattel, S., Shiroshita-Takeshita, A., Brundel, B. J., Rivard, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+atrial+fibrillation:+lessons+from+animal+models.">Mechanisms of atrial fibrillation: lessons from animal models.</a> Prog Cardiovasc Dis. 48, 9-9 (2005).</li><li>Verheule, S., Sato, T., Everett, T. t., Engle, S. K., Otten, D., Rubart-von der Lohe, M., Nakajima, H. O., Nakajima, H., Field, L. J., Olgin, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+vulnerability+to+atrial+fibrillation+in+transgenic+mice+with+selective+atrial+fibrosis+caused+by+overexpression+of+TGF-beta1.">Increased vulnerability to atrial fibrillation in transgenic mice with selective atrial fibrosis caused by overexpression of TGF-beta1.</a> Circ Res. 94, 1458-1458 (2004).</li><li>Sood, S., Chelu, M. G., Oort, R. J. v. a. n., Skapura, D., Santonastasi, M., Dobrev, D., Wehrens, X. H., H, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+calcium+leak+due+to+FKBP12.6+deficiency+in+mice+facilitates+the+inducibility+of+atrial+fibrillation.">Intracellular calcium leak due to FKBP12.6 deficiency in mice facilitates the inducibility of atrial fibrillation.</a> Heart Rhythm. 5, 1047-1047 (2008).</li><li>Chelu, M. G., Sarma, S., Sood, S., Wang, S., van Oort, R. J., Skapura, D. G., Li, N., Santonastasi, M., Muller, F. U., Schmitz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calmodulin+kinase+II-mediated+sarcoplasmic+reticulum+Ca2++leak+promotes+atrial+fibrillation+in+mice.">Calmodulin kinase II-mediated sarcoplasmic reticulum Ca2+ leak promotes atrial fibrillation in mice.</a> J Clin Invest. 119, 1940-1940 (2009).</li><li>Mathur, N., Subeena, S., Wang, S., van Oort, R. J., Sarma, S., Li, N., Skapura, D., Bayle, J. H., Valderrabano, M., Wehrens, X. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sudden+Infant+Death+Syndrome+in+Mice+With+an+Inherited+Mutation+in+RyR.">Sudden Infant Death Syndrome in Mice With an Inherited Mutation in RyR.</a> Circ Arrhythmia Electrophysiol. , (2009).</li></ol>

במהלך צנתור, דימום נרחב במהלך צנתור יכול להגדיל את קצב הלב עקב hypovolemia. במקרה זה, זריקה intraperitoneal של תמיסת מלח סטרילית (0.3 מ&quot;ל 1.0) יכולה לנרמל את הלחץ מילוי hemodynamic להפחית את הלחץ בתוך העכבר. חשיפה יותר מ 2 שעות isoflurane, או ריכוזים גבוהים ?...

programmed electrical stimulation in mice

עכברים גנטית שונה צמחו כמודל חיים עדיף ללמוד את המנגנונים המולקולריים שבבסיס הפרעות הולכה, הפרעות קצב חדרית פרוזדורים, מוות קרדיאלי פתאומי.<sup&gt; 1</sup&gt; מחקרים intracardiac צעדה יכול להתבצע בעכברים באמצעות קטטר octapolar 1.1F המוחדרת לווריד הצוואר, ומתקדמת אל המבואה החדר הימני. הנה, אנחנו מדגימים את השלבים הכרוכים בביצוע גירוי חשמלי מתוכנת בעכברים. Surface א.ק.ג. ו electrograms intracardiac נרשמות בו זמנית ב אטריה, בצומת בין העליות והחדרים, ואת חדרי שריר הלב, בעוד צעדה intracardiac של אטריום מבוצעת באמצעות גירוי חיצוני. כך, גירוי חשמלי מתוכנת בעכברים מספקת הזדמנויות ייחודיות כדי לחקור את המנגנונים המולקולריים שבבסיס פגמים הולכה הפרעות בקצב הלב.

Watch this Scientific Journal Video about Programmed Electrical Stimulation in Mice at JoVE.com

Programmed Electrical Stimulation in Mice

גירוי חשמלי מתוכנת מספק את היכולת לקבוע תכונות ההולכה של הלב, ואת האפשרות להשפיע ולסיים הפרעות בקצב הלב באמצעות פרוטוקולים שונים לצעוד. באמצעות קטטר transvenous, הקלטות intracardiac electrogram ניתן להשיג אצל עכברים הבאים מתוכנת פרוטוקולים גירוי חשמלי לזהות מצעים arrhythmogenic.

גירוי חשמלי מתוכנת עכברים

Genetically-modified mice have emerged as a preferable animal model to study the molecular mechanisms underlying conduction abnormalities, atrial and ...

programmed-electrical-stimulation-in-mice

Research

JoVE Journal

Medicine

20.2K Views.  Baylor College of Medicine (BCM). גירוי חשמלי מתוכנת מספק את היכולת לקבוע תכונות ההולכה של הלב, ואת האפשרות להשפיע ולסיים הפרעות בקצב הלב באמצעות פרוטוקולים שונים לצעוד. באמצעות קטטר transvenous, הקלטות intracardiac electrogram ניתן להשיג אצל עכברים הבאים מתוכנת פרוטוקולים גירוי חשמלי לזהות מצעים arrhythmogenic.

Video: Programmed Electrical Stimulation in Mice

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.

דגם Murine של אימון שרירים באמצעות גירוי חשמלי neuromuscular

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

Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim) for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

Electrical stimulation (EStim) refers to the application of electrical current to muscles or nerves in order to achieve functional and therapeutic goals. It has been extensively used in various clinical settings. Based upon recent discoveries related to the systemic effects of voluntary breathing and intrinsic physiological interactions among systems during voluntary breathing, a new EStim protocol, Breathing-controlled Electrical Stimulation (BreEStim), has been developed to augment the effects of electrical stimulation. In BreEStim, a single-pulse electrical stimulus is triggered and delivered to the target area when the airflow rate of an isolated voluntary inspiration reaches the threshold. BreEStim integrates intrinsic physiological interactions that are activated during voluntary breathing and has demonstrated excellent clinical efficacy. Two representative applications of BreEStim are reported with detailed protocols: management of post-stroke finger flexor spasticity and neuropathic pain in spinal cord injury.

Breathing-controlled Electrical Stimulation BreEStim for Management of Neuropathic Pain and Spasticity

The purpose is to present a new method, breathing-control electrical stimulation (BreEStim) for management of neuropathic pain and spasticity.

גירוי נשימה מבוקרת חשמל (BreEStim) לטיפול בכאב נוירופתי וספסטיות

Electrical stimulation (EStim) refers to the application of electrical current to muscles or nerves in order to achieve functional and therapeutic goals. ...

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

חליטות עורק הראשי לpharmacokinetic וpharmacodynamic ניתוח של taxanes בעכברים

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

A Multimodal Imaging- and Stimulation-based Method of Evaluating Connectivity-related Brain Excitability in Patients with Epilepsy

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations over time in the blood-oxygenation level dependent signal. rs-fcMRI has been applied extensively to identify abnormalities in brain connectivity in different neurologic and psychiatric diseases. However, the relationship among rs-fcMRI connectivity abnormalities, brain electrophysiology and disease state is unknown, in part because the causal significance of alterations in functional connectivity in disease pathophysiology has not been established. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that uses electromagnetic induction to noninvasively produce focal changes in cortical activity. When combined with electroencephalography (EEG), TMS can be used to assess the brain's response to external perturbations. Here we provide a protocol for combining rs-fcMRI, TMS and EEG to assess the physiologic significance of alterations in functional connectivity in patients with neuropsychiatric disease. We provide representative results from a previously published study in which rs-fcMRI was used to identify regions with abnormal connectivity in patients with epilepsy due to a malformation of cortical development, periventricular nodular heterotopia (PNH). Stimulation in patients with epilepsy resulted in abnormal TMS-evoked EEG activity relative to stimulation of the same sites in matched healthy control patients, with an abnormal increase in the late component of the TMS-evoked potential, consistent with cortical hyperexcitability. This abnormality was specific to regions with abnormal resting-state functional connectivity. Electrical source analysis in a subject with previously recorded seizures demonstrated that the origin of the abnormal TMS-evoked activity co-localized with the seizure-onset zone, suggesting the presence of an epileptogenic circuit. These results demonstrate how rs-fcMRI, TMS and EEG can be utilized together to identify and understand the physiological significance of abnormal brain connectivity in human diseases.

Resting-state functional-connectivity MRI has identified abnormalities in patients with a wide range of neuropsychiatric disorders, including epilepsy due to malformations of cortical development. Transcranial Magnetic Stimulation in combination with EEG can demonstrate that patients with epilepsy have cortical hyperexcitability in regions with abnormal connectivity.

מולטימודליות Imaging- מבוסס גירוי אופן הערכת קישוריות הקשורות מוח רגיש בחולים עם אפילפסיה

Resting-state functional connectivity MRI (rs-fcMRI) is a technique that identifies connectivity between different brain regions based on correlations ...

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).

טכניקה מעודכנת עבור אמין, קל, ונסבל גירוי חשמלי Transcranial כולל Transcranial גירוי נוכחי ישיר

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

הערכת היעילות של גירוי חשמלי גולגולתי בפיברומיאלגיה

A Randomized, Sham-Controlled Trial of Cranial Electrical Stimulation for Fibromyalgia Pain and Physical Function, Using Brain Imaging Biomarkers

Fibromyalgia is a chronic pain syndrome that presents with a constellation of broad symptoms, including decreased physical function, fatigue, cognitive disturbances, and other somatic complaints. Available therapies are often insufficient in treating symptoms, with inadequate pain control commonly leading to opioid usage for attempted management. Cranial electrical stimulation (CES) is a promising non-pharmacologic treatment option for pain conditions that uses pulsed electrical current stimulation to modify&#160;brain function via transcutaneous electrodes. These neural mechanisms and the applications of CES in fibromyalgia symptom relief require further exploration.
A total of 50 participants from the Atlanta Veterans Affairs Healthcare System (VAHCS) diagnosed with fibromyalgia were enrolled and then block-randomized into either a placebo plus standard therapy or active CES plus standard therapy group. Baseline assessments were obtained prior to the start of treatment. Both interventions occurred over 12 weeks, and participants were assessed at 6 weeks and 12 weeks after treatment initiation. The primary outcome investigated whether pain and functional improvements occur with the application of CES. Additionally, baseline and follow-up resting state functional connectivity magnetic resonance imaging (rs-fcMRI) were obtained at the 6-week and 12-week time points to assess for clinical applications of neural connectivity biomarkers and the underlying neural associations related to treatment effects.
This is a randomized, placebo-controlled trial to determine the efficacy of CES for improving pain and function in fibromyalgia and further develop rs-fcMRI as a clinical tool to assess the neural correlates and mechanisms of chronic pain and analgesic response.

מחבר זרקור: מתודולוגיות והתקדמות של מחקר לטיפול בכאב כרוני

The current study is a randomized, placebo-controlled trial to determine the efficacy of cranial electrical stimulation (CES) for improving pain and function in fibromyalgia and further develop resting functional connectivity magnetic resonance imaging (rs-fcMRI) as a clinical tool to assess the neural correlates and mechanisms of chronic pain and analgesic response.

ניסוי אקראי ומבוקר דמה של גירוי חשמלי גולגולתי לכאבי פיברומיאלגיה ותפקוד גופני, תוך שימוש בסמנים ביולוגיים של הדמיה מוחית

Fibromyalgia is a chronic pain syndrome that presents with a constellation of broad symptoms, including decreased physical function, fatigue, cognitive ...