ברצוננו להודות לכד דוד על תרומתו רבת ערך לניסוי TMS זה. מחקר זה מומן על ידי מענק ממכון לוי-אדרשים-גיטר למיפוי מוח לתואר ראשון, מענק מטעם קרן וולפסון; מעניק 65/08 ו1657-1608 מקרן המדע הישראלית ומענק נסיעות מחוקר המועצה הבריטית לניירות ערך התכנית לGY הניסוי נערך במכון וואהל להדמיה מתקדם, תל אביב המרכז רפואי ע&quot;ש סוראסקי.

הניסוי מתבצע בשתי פגישות נפרדות. במהלך הפגישה הראשונה ניסוי MRI תפקודי (למשל Localizer פונקציונלי) מתבצע על מנת להגדיר את תחומי יעד TMS הרצויים על בסיס נושא בודד. אז תוצאות fMRI מוזנות לתוך מערכת ניווט stereotactic לTMS מדויק מיקוד. המושב השני נערך בעקבות הניתוח של נתוני ה-fMRI, שבמהלכו EEG נרשם במקביל לTMS. הפרוטוקול המתואר כאן אושר על ידי ועדת האתיקה של המרכז הרפואי ע&quot;ש סוראסקי בתל אביב. בדוגמא שניתנה במאמר זה, הנתונים נותחו עם גרסת MATLAB 7.7 (R2008b). תוכנה סטטיסטי מיפוי פרמטרית (SPM 5) לארגז הכלים MATLAB וMarsBar לSPM 23 שימשו לעיבוד נתוני ה-fMRI. 1. FMRI מושב וfMRI ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל משימת MRI תפקודית באמצעות הדמיה מישוריים הד sequenc (EPI)דואר כדי לקבוע מוקדים הרצויים של הפעלה להיות ממוקדת עם TMS. לניתוק טוב יותר בין אזורים הסמוכים, כמו OFA וEBA בדוגמא שלהלן, סריקה ברזולוציה גבוהה מומלצת. Voxels של 3 מ&quot;מ 3 או קטנים יותר, שהושגו עם ראש סליל ה-MRI של 8 ערוצים או יותר, מספיקים לתיחום אזורים סמוכים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל סריקה מבנית T1-משוקלל לקבל נתונים neuroanatomical. ודא כי את פניו של המשתתף נכללו במלואו בשדה ראייה של סריקה זה, שכן סמנים חיצוניים על התמונה (למשל קצה האף) יהיו מאוחר יותר משמשים לcoregister ראשו של הנושא עם הסריקה שלו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר איסוף הנתונים, השתמש בארגז הכלים MarsBar לSPM כדי להגדיר את האזורים במוח הרצויים של ריבית המבוססת על ניגודים בין תנאי הניסוי. השתמשו בניגודים להתמודד&gt; חפצים כדי להגדיר את האזור העורפי הפנים (OFA), וגופים&gt; חפצים כדי להגדיר את איזור Extrastirate הגוף (EBA). כדי להבטיח ה נוספתבשתי המטרות בקליפת המוח הן מבחינה פונקציונלית שונות, &quot;שיתוף&quot; שימוש (בMarsBar) כדי להסוות את ההחזר על ההשקעה מכל voxels להגיב לתנאי ניסוי האחרים (שלא לכלול פנים voxels מEBA, וגוף voxels מOFA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Corregister תמונות T1 המבניות עם הסריקות תפקודיות, באמצעות SPM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העתק את הקבצים של הסריקה המבנית, כמו גם קבצי ניגוד פעילות הרלוונטיים, לכונן נייד על מנת להעלות למערכת הניווט. </li></ol> 2. הכנת פרדיגמה לניסוי EEG-TMS שתאפשר הפקת ה-ERP שתואר בסעיף שלהלן הוא שיטה לאיסוף נתוני EEG במהלך יישום TMS באופן שמאפשר מיצוי של ERPs אמין והשכפול 19. היתרון של שיטה זו הוא שהיא מטפלת בקלות את החפץ משני, לאורך זמן, TMS, והוא חזק מספיק אפילו כדי לאפשר שחזור של נתונים באלקטרודות הממוקמים ממש מתחת לג TMSשמן, שבו החפץ הוא במתח הגבוה ביותר ומשך הזמן הארוך ביותר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ארגון הפרדיגמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את התנאים השונים TMS (אזורים במוח היעד השונים, כמו גם מצב ללא TMS) בבלוקים נפרדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתוך כל בלוק מציג את המשתתף עם כל תנאי הגירוי (למשל פרצופים, אובייקטים, סצנות וכן הלאה) באופן אקראי בעיצוב הקשור לאירוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת איכות טובה יותר של ה-ERP ותבנית TMS רעש (להלן) לוודא שיש לפחות 50 ניסויים לכל מצב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את התזמון של הדופק / פעימות TMS להשהיה הרצויה לאחר הופעת תמונה. הדבר נעשה באמצעות כתיבה ליציאת מקבילית, שממנו בכבלים הולך לממריץ TMS. פונקציה זו זמינה ברוב התוכנות לניסויים פסיכולוגיים, כגון Psychtoolbox (גרסאות 2 או 3) ל24 MATLAB או E-ממשלה (ראה לוח חומרים). להתעצבן המרווח בין הגירוי (ISI) כדי להפחית את גירוי יכולת חיזוי (ודופק) (לדוגמא: להוסיף ערך אקראי בין 0-500 msec בכל ISI). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את מצב ריק מסך נוסף: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את הניסויים שבמהלכו TMS ייושם באותה העצמה, אבל ללא הצגת גירוי על המסך. הניסויים TMS ריק מסך אלה יוגשו לחישוב תבנית חפץ TMS בהעדר הגירוי ויזואלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מספר החזרות של המשפטים ריקים להיות זהה למספר החזרות של כל אחד מתנאי הניסוי בתוך הבלוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייצוג מדויק של הצורה של חפץ שיורי TMS, אקראי הניסויים ריקים לאורך כל הבלוק ולא מציג את כולם בתחילתו או בסופו. </li></ol></li></ol> 3. הגדרת ה-EEG ומערכת Neuronavigation, וביצוע הניסוי TMS מדויק מיקוד של ROIs המוגדרת בנפרד הוא אפשרי עם השימוש של נביא stereotacticמערכת gation, מורכבת ממצלמת אינפרא אדום, חיישני אינפרא אדום רכובים על ראשו של המשתתף, ותוכנות מיוחדות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתתפי מסך המבוססים על קריטריוני בטיחות TMS. להוציא מנבדקים עם השתתפות עצמית או היסטוריה המשפחתית של אפילפסיה, נבדק עם מצבי נוירולוגים אחרים או עם מיגרנות תכופות, ונושאים שעל סמים פסיכואקטיביים. למרות שלא הוקרן בדרך כלל ל, נבדקים עם חשד להפרעות אוטונומיות כגון syncopes vasovagal (בעיקר בא לידי ביטוי כנטייה להתעלף בקלות) יכולים גם להיות שליליים. הדרך את המשתתפים להימנע ממשקאות אלכוהוליים שמתחיל בערב הקודם, ומשקאות המכילים קפאין לפחות 2 שעות לפני הניסוי. לקבלת הוראות ודיון על בטיחות נוספות ראו אל רוסי et 25, וביקורת Magstim הבטיחות <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 style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן tהוא neuronavigation מערכת: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הפגישה מתחילה, להאכיל את קבצי סריקה המבניים לתוך התוכנה של מערכת הניווט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Overlay תוצאות MRI התפקודי (הניגודים) על התמונות המבניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בתוכנת Neuronavigation, לסמן את המטרות הרצויות בתמונות, כמו גם סמנים אנטומיים החיצוניים שישמשו לcoregistration: קצה האף, בחלק העמוק ביותר של גשר האף המכונה לעתים קרובות nasion, וTragus של כל אוזן. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר את כובע EEG על ראשו של המשתתף ולחבר את האלקטרודות: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נסה לשמור על עכבת אלקטרודה אינו גבוה מ5 kΩ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי למנוע חימום הקשורות TMS של האלקטרודות, על שימוש בג&#39;ל מעט ככל האפשר. כדי להשיג עכבה טובה עם כמות קטנה של ג&#39;ל לבצע הכנת עור יסודית. לחלופין, מבקש ממשתתפים לחפוף את השיער שלהם לפני שהגיע לניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי חוטי האלקטרודה לא לחצות each אחר ומכוונים הרחק מהמיקום של הסליל. הימנע מלולאות בחוטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בקצב דגימה גבוהה לייצוג טוב יותר של חפץ הרעש. מומלץ להשתמש kHz 1 ומעלה, כמו רוב המחקרים הקודמים בשיטה זו עשו 7,26-28. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את ההתייחסות ואלקטרודות קרקע כרחוקה מהסליל ככל האפשר. בדוגמא זו, אזורים בקליפת המוח העורפי היו ממוקדים באמצעות התייחסות האף וקרקע Fz 7. לדוגמאות אחרות רואים 3,4,27,29,30. שים לב שהנתונים יכולים להיות מחדש בהפניה לא מקוון להתייחסות חדשה לפי צורך, כגון ממוצע המשותף. שים לב: לביקורת על אופטימיזציה של התקנת TMS-EEG, ראה Veniero et 31 באל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Coregister ראשו של הנושא עם הסריקה, כדלקמן: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר גלאי אינפרא אדום על ראשו של המשתתף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Coregister מיקום הראש עם מערכת הניווט באמצעות הסמנים המוגדרים מראש (טיפשל האף, וכו &#39;ראה איור 3). מומלץ לחזור על coregistration בין בלוקים על מנת להבטיח מיקום סליל מדויק בכל השלבים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאתר את אזורי היעד: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> האם הנושא יושב עם הסנטר על chinrest במרחק הרצוי מהמסך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהמשתתפים חשים בנוחים בכיסא שלהם, כפי שהם ביקשו להימנע מתנועות בלוקים הניסיוניים (חשובים למדידת רעש על תבנית מדויקת). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר יעד TMS ממערכת ניווט איור 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות כלי המצביע (ראה לוח חומרים), לאפשר למערכת הניווט להנחות את המשתמש למיקום הסליל האופטימלי ולסמן אותו עם מדבקה קטנה על מכסה האלקטרודה. חשוב להחזיק את המצביע בניצב לראש. חזור על שלב זה לפני כל בלוק. שים לב שזה לא מומלץ לשימוש באינטרנט במהלך ניווט הבלוק (ניווט הסלילאת עצמו בזמן שמחזיק אותו) שכן כל תנועת סליל יש להימנע למדידה הטובה ביותר של תבנית חפץ TMS. נמצא כי predefining וסימון מיקום TMS הוא הדרך האופטימלית להשגת גירוי יציב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדריך המרכז המדויק של הסליל את הסמן, ואילו מוחזק על ידי מחזיק. לוודא שהוא משיק לראש. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את עוצמת TMS לערך הרצוי. לנהל דופק בדיקה אחת לאישורו של המשתתף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הבלוק הניסיוני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> No-TMS תנאי: אם סליל TMS דמה מיוחד אינו זמין, הנח את סליל TMS ליד ראשו של הנושא ולהטות אותו ב90 מעלות. הפעל את הבלוק כרגיל, כוללים ניסויים ריקים. הקורא יכול להתייחס גם לוידאו נייר יופיטר ידי Andon וZatorre 32 להפגנה נוספת של מערכת הניווט. </li></ol> 4. ניתוח נתוני ה-EEG ומחשוב ERP <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את artif הדופק המיידימעשה, כמפורט להלן: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם מכשיר חיתוך אינו זמין (ראה לעיל), השלב הראשון בעיבוד נתוני ה-EEG יהיה לגזור את חפץ דופק TMS המיידי את עצמה מהנתונים. שים לב כי ניתן לדלג על שלב זה אם מסננים לא רצויים. אבל אם מסננים מוחלים, את הצורה החדה הקצה של החפץ תיצור עיוותים בנתונים. בזמן חלון צר של 10-15 אלפיות שניים לאחר הופעת דופק צריך להספיק, אבל להיות בטוח כדי לוודא זאת על ידי בדיקה ויזואלית של הנתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חברו את שני קצות החתך שנוצרו לאחר הסרת דופק. שתי שיטות עיקריות לביצוע זה כבר הציעו בדוחות קודמים: 1 פשוט להצטרף יחד את שני הקצוות שנותרו לאחר הסרת דופק (ראה Fuggetta אח&#39; 26 ואיור 1.);. 2. לשרבב קו בין שני לחתוך מסתיים על ידי יצירת ערכים במרווחים שווה ביניהם 7. המשוואה משמשת לאינטרפולציה זו היא כדלקמן: עבור כל y נקודת נתונים חסר בx המדגם,לחשב y = y 0 + ((y 1-y 0) * (xx 0)) / (x 1-x 0) כאשר x ו-y 0 0 הן הקואורדינטות לנקודת נתונים האחרונות לפני הקטע לחתוך, וx 1 ו-y 1 הם הקואורדינטות לנקודת נתונים הראשונות לאחר הקטע לחתוך. שני הטכניקות להבטיח כי ניתן להחיל מסננים על הנתונים מבלי לייצר אדוות בשל צעדי מתח חדים, כפי שמודגמים באיור 1. עיינו בעבודה על ידי רייכנבאך ועמיתים 27 לאינטרפולציה פולינום סדר 3 rd מורכב יותר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליישם את שיטת החיסור: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל בלוק ניסיוני, לרבות מצב שליטה ללא TMS אם קיימים, חישוב ה-ERP בממוצע לניסויי מסך הריק על ידם לתחילת משפט נעילת הזמן (כאילו תמונה שהוצגה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסר זה בממוצע תבנית ממשפטם של כל תנאי הגירוי האחרים. אם כמה בלוקים היו לרוץלאותו אתר הגירוי, לעשות את זה בנפרד עבור כל חבילה, כתבנית תהיה מעט שונה בין הגושים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל צעדי העיבוד המקדימים ועיבוד האחרים מתבצעים כמו בכל ניסוי ERP אחר. </li></ol>

<ol>
	<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>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

בעל היכולת הייחודית לשבש פעילות עצבית נורמלית באזורים בקליפת המוח שנבחרו לרגע, בנקודות זמן מדויקות ועם דיוק מרחבי טוב יחסית, TMS מאפשר לקשר סיבתי אזור במוח מגורה עם התנהגותיות או מידה נוירופיזיולוגיות. במאמר זה אנו מתארים שיטה למדידת EEG במהלך יישום TMS במקביל, מיקוד אזו...

גירוי המגנטי Transcranial (TMS) יוצר הפרעה רגעית לפעילות העצבית הנורמלית באזורי היעד של המוח. על ידי יצירת ההפרעה העצבית החולפת הזה ומדידת שינוי התנהגותי או פיסיולוגי, אנו יכולים להסיק על קשר סיבתי בין אזור היעד ואת אפקט הניסוי נמדד (לסקירה ראתה פסקואל-האונה et al. וטיילור et al. 1,2). כגון השפעה ניסיונית עשויה להיות, למשל, ביצועים במשימות קוגניטיביות או שינוי בפעילות אלקטרו (EEG). ואכן, בשנים האחרונות חוקרים החלו להשתמש TMS בשילוב עם EEG להתייחס ישירות אזורים בקליפת המוח עם פוטנציאל הקשור לאירוע (ERP) או דפוסי פעילות תנודתית (לדוגמא 2-7). במאמר המתודולוגי זה נתאר מסגרת מסוימת ושימושית לשילוב TMS וEEG: TMS מודרך-fMRI במהלך ניסוי ה-ERP. ראשית, יהיה לנו פירוט כיצד ליישם TMS לאזורים שהוגדרו מראש על ידי FMRI, בעת הקלטת נתוני ה-EEG. לאחר מכן נתאר עיצוב ניסיוני המאפשר מיצוי של ERP אמין. המטרה של ניסוי כזה היא קשר סיבתי אזורים במוח קישור מתגלים עם MRI הפונקציונלי לרכיבי ה-ERP של עניין. לבסוף, אנו נותנים דוגמא ספציפית של מחקר הנוגע פנים וERPs סלקטיבית גוף עם אזורים סלקטיבית פנים וגוף שמתגלים עם fMRI. מהו היתרון של קישור אותות EEG עם הפעלות fMRI? EEG ו fMRI משמשים בדרך כלל כלים כדי למדוד את תגובות בקליפת המוח לקלט חזותי. לדוגמא, בקטגוריה-הסלקטיביות במסלול החזותי הוערכה לקטגוריות אובייקט חזותיות שונות כגון פנים, חלקי גוף, ומילות כתובים, הן באמצעות ERP מופק 8,9 EEG נתונים, ופונקציונלי MRI 10-12. האותות שנמדדו על ידי שני כלי מחקר נפוצים אלה, עם זאת, טבע שונה במהותו. EEG נושא מידע על פעילות חשמלית עצבית עם זמן נהדרדיוק, אבל ברזולוציה מרחבית נמוכה מאוד ועשויות לשקף תערובת של מקורות רבים המשמשים כבסיס נפרד. FMRI מספק אמצעי עקיף של פעילות עצבית להסתמך על השינויים המודינמית איטיים המתרחשים במהלך מצגת גירוי ו / או ביצוע משימה, אך מציג את הפעילות הזו עם רזולוציה מרחבית גבוהה יותר. הקמת מתאם בין שני המדדים ולכן יכולה להיות עניין רב, אך היא מוגבלת בכך שהיא אינה מעיד על קשר סיבתי בין תגובת אלקטרו מוקלט קרקפת והאזורים חשפו עם MRI הפונקציונלי. גם כאשר נמדדו בו זמנית (לדוגמא 13-15), לא ניתן לקבוע קשר סיבתי בין כיוונית EEG ופעילות באזורים בקליפת המוח שהוגדרו מבחינה תפקודית. TMS הוא כלי שיכול לסייע להשגת הקמתה של מערכת יחסים כזו סיבתי. מחקר EEG-TMS בו זמנית הוא מתודולוגית מאתגר, בעיקר בשל חפץ המתח הגבוה הציג את אות ה-EEG בy הגירוי המגנטי (ראה איור 1, לסקירה ראה Ilmoniemi et al. 16). חפץ זה מורכב מהפרעה חולפת קצרה חיים הקשורים לדופק, בעקבות לעתים קרובות על ידי חפץ משני (או שיורית) איטי יותר שעלולה להימשך כמה מאות אלפיות השניה אחרי הדופק מועבר איור 2 א, ובכך לעקוף את רוב רכיבי ה-ERP של עניין. חפץ המשני זה עשוי לכלול מקורות מכאניים כגון זרמים הנגרמים על ידי פולס המגנטי לחיווט והדעיכה האיטית של זרמים אלה בעור, ומקורות פיסיולוגיים כמו פעילות שרירית על פני הקרקפת והשמיעתית או פוטנציאלים החושית עורר הושרה על ידי הפעלת הסליל 17-20. למרות שהמקורות מכאניים של הפרעה כנראה לייצר חפצים משרעת גדולים יותר מאשר הפיסיולוגיים אלה, לא ניתן להפריד בין חפצים השונים אלה, וקיומו של כל אחד מהם באות יכול לבלבל את התוצאות. אחת אפשרי כל כךlution הוא היישום של פולסים TMS חוזר על עצמו לפני EEG הקלטה (&quot;TMS לא מקוון&quot;), בניגוד לEEG-TMS בו זמנית. ההשפעה המעכבת של פרוטוקול כזה על פעילות בקליפת המוח נמשכת במשך כמה דקות (ועד חצי שעה) לאחר הגירוי, וה-EEG ניתן למדוד במהלך חלון זמן זה יעיל והשוואה לנקודת התחלה, לפני TMS, נתוני ה-EEG. גירוי חוזר על עצמו, לעומת זאת, הוא על פי הגדרה חסרת הרזולוציה הגבוהה הזמנית שTMS באינטרנט עשוי להציע, שבו יכולים להיות מנוהלים על פולסים בתזמון מדויק ביחס לתחילת משפטו ברזולוציה אלפית השנייה. ההשפעה של גירוי חוזר על עצמו יכול גם להפיץ באמצעות חיבורי קליפת המוח על פני שטח רחב יותר מרצויה, ולכן להפחית באופן משמעותי את הרזולוציה המרחבית גם כן. כדי לנצל את היתרונות של שניהם ברזולוציה המרחב ובזמן שTMS יכול לספק, ניתן ליישם שילוב EEG-TMS בו זמנית. עם זאת, זה דורש שיטות להסרת של חפציםנוצר על ידי הגירוי המגנטי על אות ה-EEG. פתרונות מתמטיים מנותק מעט מאוד להסרת חפץ TMS הוצעו 16,21,22, למרות שאין שיטה מוסכם, ואין שיטה אחת עשויה להיות אופטימלית לכל עיצובים הניסיוניים. מערכת &quot;גזיר&quot;, בהיקף של מעגלי דגימה והחזק, פותחה גם לעצור לרגע רכישת EEG במהלך לידת דופק TMS 20. טכניקה זו דורשת לא רק חומרה מיוחדת, אבל לא יכולה להסיר את חפץ TMS שיורי לחלוטין. במאמר זה נתאר התאמת המתודולוגיה EEG-TMS שפותח על ידי Thut ועמיתים 19, מתאימים במיוחד למחקרי ה-ERP. טכניקה זו מאפשרת מיצוי אמין של ה-ERP תוך ביטול כל רכיבי הרעש השיורי שנגרמו על ידי איור דופק TMS 2. בנוסף, אנו נספק הדרכה כללית להגדרת ניסוי EEG-TMS מוצלח. אתגר נוסף במחקרי TMS התייחס in נייר מתודולוגית זו הוא למצוא את המיקום הטוב ביותר וסליל הזווית למיקוד מדויק של האזור בקליפת המוח הרצוי. אנו מתארים את השימוש של מערכת ניווט stereotactic לcoregister ראשו של הנושא עם תמונות MRI פונקציונליות שנרכשו מראש. למרות שמערכת הניווט יכולה לשמש כדי למקם מבנים במוח מבחינה אנטומית מוגדרים, מיקוד מודרך-fMRI הוא שימושי במיוחד מאז לפונקציות רבות ותופעות ניסיוניות את המיקום המדויק של הפעלה לא ניתן להסיק מסמנים אנטומיים לבד. לאזורים פונקציונליים כזה של עניין (ROI), ההגדרה של אזור הוא עשה עבור כל משתתף בנפרד. כדי להמחיש את כל האמור לעיל, אנו נספק דוגמא למחקר שנערכנו בעבר, שבו EEG נרשם במקביל לTMS מונחה על ידי הפעלות fMRI 7. במחקר זה, דיסוציאציה כפולה נעשתה בין ERPs פנים סלקטיבית וגוף סלקטיבי, למרות שפנים והגוף ERPs אפונהk בערך באותו אתרי מיסות ואלקטרודה, מיקוד באזורי פנים סלקטיבית וגוף סלקטיבי מוגדר בנפרד באונה העורפית לרוחב אפשר לנו לנתק את הרשתות עצביות שבבסיס כל תגובת ה-ERP. לבסוף, ננסה לתת יעוץ כלליים יותר לייעול הקלטת EEG במהלך יישום 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

גירוי המגנטי Transcranial (TMS) הוא שיטה יעילה לקביעת קשר סיבתי בין אזור בקליפת המוח והשפעות נוירופיזיולוגיות / קוגניטיבי. באופן ספציפי, על ידי יצירת הפרעה חולפת עם הפעילות הנורמלית של אזור יעד ומדידת שינויים באותות אלקטרו, אנחנו יכולים להקים קשר סיבתי בין אזור מגורה במוח או רשת ואת אות אלקטרו שאנו רושמים. אם אזורי המטרה במוח באופן פונקציונלי מוגדרים עם לפני סריקת fMRI, TMS יכול לשמש כדי לקשר את הפעלות fMRI עם פוטנציאל עורר מוקלט. עם זאת, ביצוע ניסויים כאלה מציב אתגרים משמעותיים טכניים ניתנו החפצים משרעת גבוהים הוכנסו לאות EEG ידי פולס המגנטי, והקושי למקד בהצלחה באזורים שהוגדרו על ידי בחינה תפקודית fMRI. כאן אנו מתארים מתודולוגיה לשילוב של שלושה כלים נפוצים הבאים: TMS, EEG, וה-fMRI. אנחנו מסבירים איך להנחות את ממריץ &amp; #39; של סליל לאזור הרצוי היעד תוך שימוש בנתוני MRI אנטומי או פונקציונליים, איך להקליט EEG במהלך TMS במקביל, איך לתכנן מחקר ERP מתאים לשילוב EEG-TMS וכיצד לחלץ ERP אמין מהנתונים שנרשמו. אנו נספק תוצאות נציג ממחקר שפורסם בעבר, שבי TMS המודרך-fMRI שימש במקביל לEEG כדי להראות שN1 הפנים סלקטיבית ורכיב N1 הגוף סלקטיבית של ה-ERP הקשורים לרשתות עצביות שונות בextrastriate קליפת המוח. שיטה זו מאפשרת לנו לשלב ברזולוציה מרחבית הגבוהה של fMRI עם הרזולוציה הגבוהה הזמנית של TMS וה-EEG ולכן לקבל הבנה מקיפה של הבסיס העצבי של תהליכים קוגניטיביים שונים.

חקירת EEG-TMS במקביל הייתה בשימוש כדי לחשוף אם תגובות ERP לפרצופים וגופים נרשמו מעל קרקפת occipito וזמן הם ניתקו. כאשר גירויים חזותיים מוצגים, רכיב N1 בולט נרשם באתרי אלקטרודה האחוריים צדדית. בפרט, מרכיב N1 הוא בדרך כלל גדול יותר לפרצופים וגופות מאשר לקטגוריות גירוי אחרות 8,33....

Watch this Scientific Journal Video about Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation at JoVE.com

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

מאמר זה מתאר שיטה לאיסוף וניתוח של נתונים electroencephalography (EEG) בזמן גירוי במקביל מגנטי Transcranial (TMS) מונחה על ידי הפעלות מתגלות עם הדמיה בתהודה מגנטית תפקודית (fMRI). שיטה להסרת TMS חפץ ומיצוי של פוטנציאל אירוע הקשור מתוארת, כמו גם שיקולים בעיצוב פרדיגמה והתקנה ניסיונית.

חילוץ פוטנציאלים עוררים חזותיים מEEG נתונים שנרשמו במהלך גירוי מגנטי Transcranial מודרך-fMRI

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 Views.  Tel-Aviv University.  מאמר זה מתאר שיטה לאיסוף וניתוח של נתונים electroencephalography (EEG) בזמן גירוי במקביל מגנטי Transcranial (TMS) מונחה על ידי הפעלות מתגלות עם הדמיה בתהודה מגנטית תפקודית (fMRI). שיטה להסרת TMS חפץ ומיצוי של פוטנציאל אירוע הקשור מתוארת, כמו גם שיקולים בעיצוב פרדיג?...

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.

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

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 ...

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.

יישומים של נתוני ה-EEG הדמייה: פוטנציאל הקשור לאירוע, כוח של רוח רפאים, וMultiscale אנטרופיה

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.

הקלטה בו זמנית של Electroretinography ופוטנציאלים חזותיים מעוררים אצל חולדות הרדימו

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.

ההשפעות של גירוי זרם חילופין טראנס על קליפת המוח המוטורית הראשי על-ידי גישה משולבת מקוון עם גירוי מגנטי טראנס

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.

חזותי הקלטות פוטנציאליים עורר בעכברים באמצעות ערוץ מרובה לא פולשנית יבש בקרקפת EEG חיישן

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.

פוטנציאל הקשורים לאירועים (ERPs) ושיטות אחרות EEG מבוסס על חילוץ ביופסים של המוח בתפקוד: דוגמאות מטיפול רפואי הפרעות קשב/היפראקטיביות (ADHD)

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.

יישום סימולטני של גירוי זרם ישיר טרנס-קדנציאלי במהלך חשיפה למציאות מדומה

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.

הערכה אובייקטיבית של זעזוע מוח ספורטיבי תוך שימוש בפוטנציאלים חזותיים מעוררים

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.

סינון משתתפים לגירוי מגנטי תוך גולגולתי

שיפור יעילות TMS בעזרת טכניקת צמות סול באוכלוסיות מגוונות

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.

מחבר זרקור: הגברת הנגישות ל-TMS באמצעות טכניקות קליעת צמות למגוון סוגי שיער

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.

שיטת צמת סול לטיפול בשיער עבה במהלך גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי: כתובת להטיה אפשרית בגירוי מוחי

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