עבודות זו נתמכה על ידי מענקים מהמכון הקנדי לחקר בריאות ומדעי הטבע והנדסת מועצת מחקר של קנדה. ST נתמכה על ידי מלגת Vanier קנדה בוגר מהמכון הקנדי לחקר בריאות. MM מודה תמיכה ממרכז ביוטכנולוגיה מחקר (BTRC) RR008079 P41 המענק וEB015894 P41 (NIBIB), וNCC P30 NS076408. ברצוננו להודות רומן Valabrègue (מרכז דה NeuroImagerie דה משוכלל ונדיר - CENIR, פריז, צרפת) ורייס Tiret (המרכז משוכלל ונדיר de l&#39;Institut Universiatire דה Gériatrie (CRIUGM), מונטריאול, קנדה; Commissariat à l&#39;Energie atomique et aux אנרגיות חלופות (CEA), פריז, צרפת) לפיתוח כלים לעיבוד, ואדוארד ג &#39;אורבך (מרכז לחקר תהודה מגנטית והמחלקה לרדיולוגיה, אוניברסיטת מינסוטה, ארה&quot;ב). רצפי MEGA-PRESS וFASTESTMAP פותחועל ידי אדוארד ג &#39;אורבך ומלגורז&#39;טה Marjańska ונמסרו על-ידי אוניברסיטת מינסוטה במסגרת הסכם C2P.

יש לי המחברים אין לחשוף.

העבודה הנוכחית נועדה לתאר פרוטוקול סטנדרטי לtDCS שילוב ו1 H-MRS באמצעות סורק 3 T. בחלק הבא, גורמים מתודולוגיים יידונו. שלבים קריטיים הקרנת התוויות נגד קודם לניסוי, הוא חיוני למשתתפי מסך לכל תוויות נגד בנוגע ?...

הרעיון של החלת חשמל למוח האנושי כדי לווסת את פעילותו נחקר מאז ימי קדם. למעשה, כתבים ממוקדם ככל המאה ה -11 נמצאו שמתארים את השימוש בדגים חשמליים הטורפדו בטיפול בהתקפים אפילפטיים 1. ובכל זאת, זה לא עד לאחרונה כי גירוי המוח לא פולשני זכה לעניין נרחב בקהילה המדעית כפי שהוצג כדי ליצור אפקטי ויסות על תפקוד הקוגניטיבי ותגובה מוטורית 2. בעוד גירוי המגנטי transcranial (TMS), נחקר בהרחבה מאז תחילת 1980 3, הריבית האחרונה בגירוי הנוכחי ישיר transcranial (tDCS) גדלה כפי שהוא נתפס כיום כאפשרות טיפול מעשית עבור מגוון רחב של neuropathologies, כגון שבץ 4, התמכרות לאלכוהול 5, וכאב כרוני 6. יש tDCS יתרונות רבים על פני שיטות גירוי עצביות כמו TMS, למשל,שכן הוא זול יחסית, ללא כאבים, נסבל היטב על ידי חולים, ונייד, וכך מאפשר לנהל ליד המיטה 7. למעשה, רק אחוז קטן של מטופלים חווה תחושת עקצוץ קלה במהלך גירוי 8. עם זאת, תחושה זו בדרך כלל נעלמת לאחר מספר שניות 9. כתוצאה מכך, tDCS מאפשר מחקרי מבוקרי דמה חזקים כפולים סמיות, שכן רוב המשתתפים לא יכול להבחין גירוי מזויף מגירוי אמיתי 9,10. tDCS כרוך האינדוקציה של זרם חשמלי נמוך amperage קבוע (1-2 mA) מוחלת על הקורטקס באמצעות אלקטרודות משטח ממוקמות על הקרקפת של הנושא. אלקטרודות ממוקמות בדרך כלל בספוגים ספוגים מי מלח או ישירות על הקרקפת עם דבק EEG-סוג. לערוך מחקר tDCS, ארבעה פרמטרים עיקריים צריכים להיות נשלטו על ידי הנסיין: 1) זמן גירוי; 2) עוצמת הגירוי; 3) גודל אלקטרודה; ו 4) מונטאז &#39;אלקטרודה. בפרוטוקולים סטנדרטיים, אלקטרודה &quot;הפעילה&quot; ממוקמת מעל האזור של עניין תוך האלקטרודה ההתייחסות מושמת בדרך כלל על אזור supraorbital. הזרם זורם מן האנודה הטעונה חיובי לכיוון הקתודה הטעונה השלילי. ההשפעה של tDCS על קליפת המוח המוטורי ראשוני (M1) נקבעת על ידי הקוטביות של הגירוי בי anodal גירוי משפר את הרגישות של אוכלוסייה של תאי עצב וגירוי cathodal מפחית לו 11. שלא כמו TMS, הנוכחי המושרה אינו מספיק כדי לייצר פוטנציאל פעולה בתאי עצב בקליפת המוח. השינויים ברגישות קליפת המוח הם האמינו להיות עקב האפנון של הסף העצבי הקרום מוביל לאו hyperpolarization של פוטנציאלי הממברנה או סיוע של שלילת קוטביות של תאי עצב בהתאם לכיוון הזרימה הנוכחית 8,11. משך שינויי הרגישות יכול להימשך עד 90 דקות לאחר הקיזוזשל גירוי, בהתאם למשך גירוי 11,12. שיקום tDCS ומוטורי M1 כבר נעשה שימוש נרחב כמטרה של גירוי שכן שינויי רגישות שהושרו על ידי tDCS ניתן לכמת באמצעות מנוע פוטנציאלים מעורר (חברי הפרלמנט האירופי) הנגרמים על ידי הדופק יחיד TMS 3. מחקרים מוקדמים מראים את האפשרות של מדידת שינויי רגישות קוטביות ספציפית הנגרמים על ידי tDCS השתמשו M1 כמטרה של גירוי 11,12. מאז, M1 נשאר אחד היעדים העיקריים של tDCS במחקרים שכלל שני אוכלוסיות קליניות ונבדקים בריאים בגלל חשיבותו בתפקוד מוטורי, יצירת זיכרון, ואיחוד של מיומנויות מוטוריות 12. המוח מסתמך על יחסי גומלין מורכבים בין האזורים המוטוריים של שני ההמיספרות לבצע תנועה 14. כאשר אזור אחד ניזוק, לאחר שסבל משבץ למשל, הביןאינטראקציות של חצי מוח משתנות. מחקרים על גמישות מוחית הראו כי האזורים המוטוריים של המוח להסתגל לשינוי הזה בדרכים שונות 15. ראשית, האזורים שלמים, המקיפים את האזור הפגוע יכולים להיות overactived, שהובילו לעיכוב של האזור הפגוע - תהליך הנקרא עיכוב תוך חצאים מוח. שנית, האזור הומולוגי של האזור הפגוע יכול להיות overactivated ולהפעיל עיכוב בחצי הכדור הפצוע - תהליך הנקרא עיכוב בין חצאים מוח. M1 המושפע ולכן יכול להיענש פעמיים: תחילה על ידי הנגע והשני על ידי העיכוב מגיע משני M1 לא הושפע, והאזור שמסביב של M1 המושפע 16. מחקר שנערך לאחרונה הראה כי הגדיל את רגישות בחצי הכדור מושפע קשורה לשיקום איטי 17, אשר תואר כתחרות בין חצי מוח הסתגלות 18. הבנת הפלסטיות שהתרחשה לאחרשבץ עלול להוביל לפיתוח פרוטוקולי neuromodulation שיכולה להחזיר את אינטראקציות המיספרי 19. שלושה טיפולי tDCS עיקריים הוצעו בחולים עם ליקויים מוטוריים לאחר השבץ 20,21. הטיפול הראשון נועד להפעיל מחדש את קליפת המוח המוטורי נפגע על ידי גירוי חד צדדי anodal (א-tDCS). במקרה זה, גירוי מטרה ישירות הגברת פעילות באזורי perilesional, שהם האמינו להיות חיוניים להחלמה. למעשה, מחקרים הראו שיפור של הגפה העליונה או תחתונה המשותקת לאחר טיפול זה 22-26. הטיפול השני פותח במטרה לצמצם את-הפעלת יתר של חצי הכדור contralesional על ידי יישום tDCS cathodal חד-צדדי (c-tDCS) מעל M1 שלם. כאן, גירוי מטרה בעקיפין הגדלת פעילות באזורי perilesional דרך אינטראקציות interhemispehric. תוצאות ממחקרים אלה הראו שיפור של functi מנועעל לאחר כ-tDCS 4,27-29. לבסוף, הטיפול השלישי שמטרתו שילוב ההשפעות המעוררות של-tDCS מעל M1 הפצוע עם ההשפעות המעכבות של c-tDCS מעל M1 מושפע באמצעות tDCS הדו-צדדי. תוצאות מצביעות על שיפור בתפקוד מוטורי לאחר tDCS דו-צדדי 27,30,31. יתר על כן, מחקר אחד הראה שיפור גדול יותר הבא tDCS הדו-צדדי בהשוואה לשתי שיטות חד-צדדיות 32. פיסיולוגי מנגנוני tDCS למרות השימוש הגובר של tDCS בטיפול בשבץ מוחי, המנגנון הפיזיולוגי שבסיס השפעותיו עדיין לא ידועים 33. הבנה טובה יותר של ההשפעות הפיזיולוגיות יכולה לעזור לפתח אפשרויות טיפול טובות יותר ועלולה להוביל לפרוטוקולים סטנדרטיים. כפי שהוזכר קודם לכן, את ההשפעות של tDCS יכולות להימשך עד 90 דקות לאחר הקיזוז של גירוי 11,12. לכן, hyperpolarization / שלילת קוטביותתהליכים לא יכולים להסביר לגמרי את ההשפעות ארוכות טווח 33,34. השערות שונות הוצעו בנוגע למנגנון הפיזיולוגי הבסיסי tDCS לאחר לוואי על M1 לרבות שינויים בשחרור הנוירוטרנסמיטר, סינתזת חלבון, פונקצית ערוץ יון, או פעילות קולטן 34,35. תובנות בעניין זה נרכשו תחילה דרך מחקרים פרמקולוגיים הראו דיכוי של אחרי ההשפעות של anodal וגירוי cathodal על רגישות M1 על ידי החומר שממשמש glutamatergic N-methyl-D-aspartate אנטגוניסט לרצפטור (NMDA) 36,37 ואילו ההשפעה ההפוכה הוצגה באמצעות אגוניסט הקולטן NMDA 38. קולטני ה- NMDA הם חשבו להיות מעורבים בתפקוד למידה וזיכרון באמצעות הגברה ארוכה טווח (LTP) ודיכאון לטווח ארוך (בע&quot;מ), שניהם בתיווכו של glutamatergic ונוירונים GABAergic 39,40. מחקרים בבעלי חיים בקנה אחד עם השערה זו כפי שהם הראו ש- tDCS גורם 13 LTP. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; למרות ההתקדמות החשובה שנעשתה בהבנה של מנגנוני פעולה שבבסיס תופעות tDCS, פרוטוקולים תרופתיים מגבלות חשובות הווה שלנו. ואכן, פעולת תרופה לא יכולה להיות כמו במרחב ספציפי כtDCS, במיוחד בהקשר של ניסויים בבני אדם, ומנגנון פעולה של ההשפעות שלהם הוא בעיקר בשל קולטנים פוסט-סינפטי 34. לכן, יש צורך לחקור בצורה ישירה יותר את ההשפעות של tDCS על המוח האנושי. ספקטרוסקופיה פרוטון התהודה מגנטית (1 H-MRS) היא מועמד טוב שכן היא מאפשרת לא פולשנית באיתור vivo של ריכוזים של נוירוטרנסמיטרים באזור מסוים של עניין. שיטה זו מבוססת על העיקרון שלכל neurochemical המכיל פרוטון במוח מבנה מולקולרי ספציפי וכתוצאה מכך, מייצרת תהודה כימית ספציפית שיכול להיות מזוהה על ידי 1 H-MRS 41. האות נרכשה משל נפח המוח של בההתעניינות נוצרה מכל הפרוטונים שמהדהדים בין עמודים לדקה 1 ו -5. Neurochemicals רכשה מיוצגת על ספקטרום ולהתוות כפונקציה של ההיסט הכימי שלהם עם כמה פסגות באופן ברור להבחנה, אבל איפה תהודות רבות מneurochemicals השונות חופפות. עוצמת האות של כל שיא היא פרופורציונלית לריכוז של neurometabolite 41. כמות neurochemicals שניתן לכמת תלויה בעוצמת השדה המגנטי 42,43. עם זאת, מטבוליטים ריכוז נמוך, אשר מוסתרים על ידי תהודה מאוד חזקה, קשה לכמת בעוצמת שדה נמוכה כגון 3 ט דרך אחת לקבל מידע על אותות חופפים כזה הוא להסיר את התהודות חזקות באמצעות עריכת רפאים. אחת טכניקות אלו הוא רצף MEGA-PRESS, המאפשר זיהוי של חומצת γ-aminobutyric אותות (GABA) 44,45. רק מעט מאוד מחקרים שבחנו את ההשפעה של tDCS בחילוף חומרים במוח באמצעות 1 H-MRS באזורים מוטוריים 34,46 ולא מנועי 47. Stagg ומשתפי פעולה 34 העריכו את ההשפעות של-tDCS, ג-tDCS, וגירוי מזויף על חילוף חומרים M1. הם מצאו ירידה משמעותית בריכוז GABA הבא-tDCS, והפחתה משמעותית של גלוטמט + גלוטמין (GLX) וGABA הבא c-tDCS. במחקר אחר, דווח כי הסכום של שינויים בריכוז GABA הנגרמים על ידי-tDCS מעל M1 היה קשור ללמידה מוטורית 46. מחקרים אלה מדגישים את הפוטנציאל של שילוב 1 H-MRS עם tDCS להגביר את ההבנה של המנגנון הפיזיולוגי העומד בבסיס השפעת tDCS על תפקוד מוטורי שלנו. בנוסף, השימוש בפרוטוקולים קליניים כגון-tDCS ו- c-tDCS מעל M1 הוא שימושי משום שההשפעות ההתנהגותיות שלהם הן גם למדו ויכולות להיות קשורות ישירות לתוצאות פיסיולוגיות. לכן, פרוטוקול סטנדרטי לשילוב TDC הדו-צדדיS ו 1 H-MRS בא לידי ביטוי במשתתפים בריאים באמצעות מערכת של 3 T MRI. Bihemispheric tDCS מוצג להשוות נתונים עם מחקר MRS קודם בי cathodal חד-צדדי או חד-צדדי tDCS anodal יושמו על הקורטקס מוטורי 34. הפרוטוקול מתואר במפורש לגירוי עם ממריץ NeuroConn בסורק T סימנס 3 ביצוע MEGA-PRESS 1 H-MRS.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>DC-stimulator plus</td>
			<td>NeuroConn</td>
			<td>30DCS01E</td>
			<td>MR compatible device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NuPrep preparation gel</td>
			<td>Weaver and Co.</td>
			<td>#10-61</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ten20 conductive paste</td>
			<td>Weaver and Co.</td>
			<td>#10-20-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrode prepping pad</td>
			<td>Grass technologies</td>
			<td>MD0017</td>
			<td>70% isopropyl alcohol and pumice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline solution</td>
			<td>Local drugstore sample</td>
			<td></td>
			<td>0.9% sodium chloride</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non permanent hydro-marker</td>
			<td>Sharpie</td>
			<td>SHPE20WH</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYNGO MR VB17</td>
			<td>Siemens AG</td>
			<td></td>
			<td>MRI software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAGNETOM Trio A Tim System</td>
			<td>Siemens AG</td>
			<td></td>
			<td>MRI scanner version</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab 2013a (Version 8.1)</td>
			<td>MathWorks Inc</td>
			<td></td>
			<td>processing and analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LCModel 6.3</td>
			<td>LC MODEL inc</td>
			<td></td>
			<td>see: s-provencher.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FASTESTMAP</td>
			<td colspan="2">Developers: Edward J. Auerbach and Ma&#322;gorzata Marja&#324;ska</td>
			<td>shimming sequence</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEGA-PRESS</td>
			<td colspan="2">Developers: Edward J. Auerbach and Ma&#322;gorzata Marja&#324;ska</td>
			<td>MRS sequence</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the use of magnetic resonance spectroscopy as a tool for the measurement of bi-hemispheric transcranial electric stimulation effects on primary motor cortex metabolism

גירוי Transcranial הישיר הנוכחי (tDCS) הוא טכניקת neuromodulation כי נעשתה שימוש יותר ויותר בעשור האחרון בטיפול בהפרעות נוירולוגיות ופסיכיאטריות כגון שבץ ודיכאון. עם זאת, המנגנונים העומדים בבסיס יכולתה לווסת את רגישות מוח לשיפור תסמינים קליניים נשאר הבינו היטב 33. כדי לשפר את ההבנה זו, ספקטרוסקופיה פרוטון תהודה המגנטית (1 H-MRS) יכולה לשמש כפי שהוא מאפשר כימות vivo של מטבוליטים מוח כגון חומצת γ-aminobutyric (GABA) וגלוטמט באופן ספציפי לאזור 41. למעשה, מחקר שנערך לאחרונה הראה כי 1 H-MRS הוא אכן אמצעי רב עוצמה כדי להבין טוב יותר את ההשפעות של tDCS בריכוז מוליך עצבי 34. מטרת מאמר זה הוא לתאר את הפרוטוקול המלא לשילוב tDCS (ממריץ תואם NeuroConn MR) עם 1 H-MRS ב -3 T באמצעות seq MEGA-PRESSהשפעה. נתאר את ההשפעה של פרוטוקול שהראה הבטחה גדולה לטיפול בליקויים מוטוריים לאחר שבץ, אשר מורכב מגירוי דו-צדדי של קליפת מוח מוטורי הראשוני 27,30,31. גורמים מתודולוגיים לשקול ושינויים אפשריים לפרוטוקול הם דנו גם.

איור 6 מציג את העמדה של VOI ממוקמת על הייצוג של יד בM1 שבו כל אמצעי MRS נלקחו. באיור 6 ד, הדמיית 3D מציגה הצגה ברורה של אלקטרודות tDCS ממוקמות על הקרקפת מעל הקורטקס המוטורי הראשוני המשוערת. איור 7 נציג מופעים &quot;הערוך OFF&quot; והבדל ספקטרום (&quot;בדיקת הבד...

Watch this Scientific Journal Video about The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex M

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

This article aims to describe a basic protocol for combining transcranial direct current stimulation (tDCS) with proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) measurements to investigate the effects of bilateral stimulation on primary motor cortex metabolism.

השימוש בספקטרוסקופיה בתהודה מגנטית ככלי למדידה של השפעות דו חצי מוח Transcranial חשמלי גירוי על יסודי Motor Cortex מטבוליזם

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

the-use-magnetic-resonance-spectroscopy-as-tool-for-measurement-bi

Research

JoVE Journal

Neuroscience

20.0K Views.  University of Montréal. This article aims to describe a basic protocol for combining transcranial direct current stimulation (tDCS) with proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) measurements to investigate the effects of bilateral stimulation on primary motor cortex metabolism.

Video: The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

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 ...

State-Dependency Effects on TMS:  A Look at Motive Phosphene Behavior

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is 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.1,2 Within the field of TMS, the term state dependency refers to the initial, baseline condition of the particular neural region targeted for stimulation. As can be inferred, the effects of TMS can (and do) vary according to this primary susceptibility and responsiveness of the targeted cortical area.3,4,5

In this experiment, we will examine this concept of state dependency through the elicitation and subjective experience of motive phosphenes. Phosphenes are visually perceived flashes of small lights triggered by electromagnetic pulses to the visual cortex. These small lights can assume varied characteristics depending upon which type of visual cortex is being stimulated. In this particular study, we will be targeting motive phosphenes as elicited through the stimulation of V1/V2 and the V5/MT+ complex visual regions.6

In this article, we examine the effects of visually relevant state dependency on TMS induced motive phosphenic presentations.

המדינה תלות השפעות על TMS: מבט על התנהגות Phosphene מניע

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate ...

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 ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic field pulses. The initiation of cortical activation or its modulation depends on the background activation of the neurons of the cortical region activated, the characteristics of the coil, its position and its orientation with respect to the head. TMS combined with simultaneous electrocephalography (EEG) and neuronavigation (nTMS-EEG) allows for the assessment of cortico-cortical excitability and connectivity in almost all cortical areas in a reproducible manner. This advance makes nTMS-EEG a powerful tool that can accurately assess brain dynamics and neurophysiology in test-retest paradigms that are required for clinical trials. Limitations of this method include artifacts that cover the initial brain reactivity to stimulation. Thus, the process of removing artifacts may also extract valuable information. Moreover, the optimal parameters for dorsolateral prefrontal (DLPFC) stimulation are not fully known and current protocols utilize variations from the motor cortex (M1) stimulation paradigms. However, evolving nTMS-EEG designs hope to address these issues. The protocol presented here introduces some standard practices for assessing neurophysiological functioning from stimulation to the DLPFC that can be applied in patients with treatment resistant psychiatric disorders that receive treatment such as transcranial direct current stimulation (tDCS), repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), magnetic seizure therapy (MST) or electroconvulsive therapy (ECT).

The protocol presented here is for TMS-EEG studies utilizing intracortical excitability test-retest design paradigms. The intent of the protocol is to produce reliable and reproducible cortical excitability measures for assessing neurophysiological functioning related to therapeutic interventions in the treatment of neuropsychiatric diseases such as major depression.

גירוי מגנטי טראנס המשולבת ואת אלקטרואנצפלוגרם של קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Functional Magnetic Resonance Spectroscopy at 7 T in the Rat Barrel Cortex During Whisker Activation

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to technological developments over the last decade and the increase in magnetic field strength, it is now possible to obtain good resolution spectra in vivo in the rat brain. Neuroenergetics (i.e., the study of brain metabolism) and, especially, metabolic interactions between the different cell types have attracted more and more interest in recent years. Among these metabolic interactions, the existence of a lactate shuttle between neurons and astrocytes is still debated. It is, thus, of great interest to perform functional proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) in a rat model of brain activation and monitor lactate. However, the methyl lactate peak overlaps lipid resonance peaks and is difficult to quantify. The protocol described below allows metabolic and lactate fluctuations to be monitored in an activated brain area. Cerebral activation is obtained by whisker stimulation and 1H-MRS is performed in the corresponding activated barrel cortex, whose area is detected using blood-oxygen-level-dependent functional magnetic resonance imaging (BOLD fMRI). All steps are fully described: the choice of anesthetics, coils, and sequences, achieving efficient whisker stimulation directly in the magnet, and data processing.

After checking by blood-oxygen-level-dependent functional magnetic resonance imaging (BOLD fMRI) that the corresponding somatosensory barrel field cortex area (called S1BF) is correctly activated, the main goal of this study is to quantify lactate content fluctuations in the activated rat brains by localized proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) at 7 T.

ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית תפקודית-7 T בקליפת חבית חולדה במהלך ההפעלה שפם

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans and can be assessed using transcranial magnetic stimulation (TMS). Given the role of distal leg muscles in upright postural and dynamic tasks, such as walking, a growing research interest in the assessment and modulation of the corticospinal tracts relative to the function of these muscles has emerged in the last decade. However, methodological parameters used in previous work have varied across studies making the interpretation of results from cross-sectional and longitudinal studies less robust. Therefore, use of a standardized TMS protocol specific to the assessment of leg muscles&#39; corticomotor response (CMR) will allow for direct comparison of results across studies and cohorts. The objective of this paper is to present a protocol that provides the flexibility to simultaneously assess the bilateral CMR of two main ankle antagonistic muscles, the tibialis anterior and soleus, using single pulse TMS with a neuronavigation system. The present protocol is applicable while the examined muscle is either fully relaxed or isometrically contracted at a defined percentage of maximum isometric voluntary contraction. Using each subject&#39;s structural MRI with the neuronavigation system ensures accurate and precise positioning of the coil over the leg cortical representations during assessment. Given the inconsistency in CMR derived measures, this protocol also describes a standardized calculation of these measures using automated algorithms. Though this protocol is not conducted during upright postural or dynamic tasks, it&#160;can be used to assess bilaterally any pair of leg muscles, either antagonistic or synergistic, in both neurologically intact and impaired subjects.

The present protocol describes the simultaneous, bilateral assessment of the corticomotor response of the tibialis anterior and soleus during rest and tonic voluntary activation using a single pulse transcranial magnetic stimulation and neuronavigation system.

הערכה דו-צדדית של המסלולים Corticospinal של שרירי הקרסול באמצעות מנווט גירוי מגנטי טראנס

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

Measuring and Manipulating Functionally Specific Neural Pathways in the Human Motor System with Transcranial Magnetic Stimulation

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has provided important insights into fundamental processes of the brain like cognition, learning, and motor control. However, this approach cannot provide causal evidence for the involvement of brain areas of interest. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a powerful, noninvasive tool for studying the human brain that can overcome this limitation by transiently modifying brain activity. Here, we highlight recent advances using a paired-pulse, dual-site TMS method with two coils that causally probes cortico-cortical interactions in the human motor system during different task contexts. Additionally, we describe a dual-site TMS protocol based on cortical paired associative stimulation (cPAS) that transiently enhances synaptic efficiency in two interconnected brain areas by applying repeated pairs of cortical stimuli with two coils. These methods can provide a better understanding of the mechanisms underlying cognitive-motor function as well as a new perspective on manipulating specific neural pathways in a targeted fashion to modulate brain circuits and improve behavior. This approach may prove to be an effective tool to develop more sophisticated models of brain-behavior relations and improve diagnosis and treatment of many neurological and psychiatric disorders.

This article describes new approaches to measure and strengthen functionally specific neural pathways with transcranial magnetic stimulation. These advanced noninvasive brain stimulation methodologies can provide new opportunities for the understanding of brain-behavior relations and development of new therapies to treat brain disorders.

מדידת ושינוי פונקציונלית מסלולים עצביים ספציפיים במערכת המנוע האנושי עם גירוי מגנטי Transcranial

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has ...

﻿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

קידום מיפוי קליפת המוח הראייתית להערכה משופרת של הפרעות ראייה

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) of the Visual Cortex with Wide-View Retinotopic Stimulation

High-resolution retinotopic blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a wide-view presentation can be used to functionally map the peripheral and central visual cortex. This method for measuring functional changes of the visual brain allows for functional mapping of the occipital lobe, stimulating &gt;100&#176; (&plusmn;50&#176;) or more of the visual field, compared to standard fMRI visual presentation setups which usually cover &lt;30&#176; of the visual field. A simple wide-view stimulation system for BOLD fMRI can be set up using common MR-compatible projectors by placing a large mirror or screen close to the subject's face and using only the posterior half of a standard head coil to provide a wide-viewing angle without obstructing their vision. The wide-view retinotopic fMRI map can then be imaged using various retinotopic stimulation paradigms, and the data can be analyzed to determine the functional activity of visual cortical regions corresponding to central and peripheral vision. This method provides a practical, easy-to-implement visual presentation system that can be used to evaluate changes in the peripheral and central visual cortex due to eye diseases such as glaucoma and the vision loss that may accompany them.

Author Spotlight: תובנות על מחקר קליפת המוח הראייתית באמצעות מיפוי fMRI בתצוגה רחבה 

We have developed techniques for mapping the visual cortex function utilizing more of the visual field than is commonly used. This approach has the potential to enhance the evaluation of vision disorders and eye diseases.

דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI) של קליפת המוח הראייתית עם גירוי רטינוטופי רחב

High-resolution retinotopic blood oxygenation level-dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) with a wide-view presentation can be ...