Questo studio è stato sostenuto da una sovvenzione (A101901) dalla Corea Healthcare Technology R &amp; S del progetto, Ministero della Salute e del Welfare, Repubblica di Corea. Ringraziamo il dottor Ji-Young Lee per la fornitura di assistenza tecnica durante tutta la procedura.

dichiarazione etica: Questo studio è stato approvato dal Comitato Etico di un ospedale accecato. 1. preparazione di materiali (tabella 1) <ol><li> Utilizzare attrezzature TMS con un&#39;uscita massima di 3,0 Tesla e un&#39;alimentazione di 200-240 Vac 50/60 Hz 5A ad una larghezza di impulso di 350 microsec. </li><li> Acquisire soglia motoria (RMT) riposo in ogni materia per l&#39;elettromiografia (EMG) per determinare il motore potenziali evocati (MEP) utilizzando il sistema TMS e l&#39;elettrodo attivo (vedere il punto 3.1 per i dettagli). Impostare la RMT come intensità individuale per l&#39;attuale protocollo di studio TMS (Figura 1). Nota: Il sistema neuronavigational include uno schermo di computer, inseguitore soggettivo, bobina inseguitore, puntatore, blocco di calibrazione, la macchina fotografica, e una sedia TMS sistema di sedute. (Figure 2 - 4) </li><li> Utilizzare il programma SuperLab per impostare l&#39;immagine denominazione compito e presentare lo stimolo ai soggetti per testare il grado di virtù indottaal afasia. </li><li> tempo di reazione Record per ogni immagine usando un sistema di registrazione vocale, descritto in dettaglio nel passaggio 4. </li><li> Analizzare latenza e la durata dell&#39;immagine denominazione reazione di un sistema di analisi vocale, descritto in dettaglio nel passaggio 4. </li></ol> 2. Verifica della progettazione Studio <ol><li> Utilizzare rTMS per indurre virtuale afasia. <ol><li> Chiedere al soggetto per eseguire l&#39;operazione immagine denominazione, descritto in dettaglio al punto 4. Immagine compito di denominazione. </li><li> Applicare sia rTMS neuronavigazione-guidata (misure non tariffarie) o rTMS convenzionali (MC) durante l&#39;operazione immagine denominazione. I dettagli dei marchi comunitari sono descritte nei passi 5.3.2 e 5.5. </li></ol></li><li> Misurare il tempo di reazione e il tasso di errore per l&#39;immagine denominazione e confrontare i risultati in entrambe le condizioni, come descritto in dettaglio al punto 4. </li></ol> 3. Preparazione del protocollo TMS <ol><li> determinare RMT <ol><li> Posizionare l&#39;elettrodo attivo a sinistra prima dorsaleterosseous (IDE) muscolare. </li><li> Invia 10 stimolazioni consecutive a destra dell&#39;area M1 a intervalli interstimulus 4-6 sec, controllando la contrazione del muscolo FDI partita. </li><li> Determinare RMT soggetto usando l&#39;intensità minima TMS in cui un MEP ampiezza picco-picco superiore a 50 uV è prodotto almeno cinque volte. </li></ol></li><li> Mappatura TMS <ol><li> Ottenere una risonanza alta risoluzione T1 ponderate magnetica (MR) immagini anatomiche utilizzando un MR scanner 3-T del soggetto per l&#39;utilizzo del sistema neuronavigational. I parametri per la scansione MRI sono riassunti in Tabella 1. Nota: Trasferire le immagini del cervello RM al programma neuronavigazione, che ricostruisce la curvilinea cervello e pelle di ogni individuo sotto guida anatomica della commissura anteriore (AC) e commissura posteriore (PC), come mostrato in Figura 5. <ol><li> Ricostruire la struttura della pelle <ol><li> Ottenere il file di MR cervello del soggettoimmagine di imaging standard digitale e delle comunicazioni in Medicina e Chirurgia (DICOM). formato. Convertire l&#39;immagine MR selezionando &quot;studio convertito&quot;. Impostare la directory di ricerca da cui il file viene trasferito al computer neuronavigazione. Tipo Convertire deve essere scelto in base al tipo DICOM per essere utilizzato nel programma neuronavigazione. </li><li> Trasferire il file DICOM al computer in cui è installato il programma neuronavigazione. Attuare il programma di navigazione. L&#39;icona di default è &quot;anatomico&quot;. Per un nuovo record paziente, selezionare uno dei file di immagini DICOM. </li><li> Fai clic su &quot;spazi Atlas&quot;. Questo passo è quello di impostare il punto di riferimento per ricostruire ogni immagine. Premere il tasto &quot;nuova&quot; nel set e impostare la struttura anatomica di riferimento cliccando su &quot;manuale (scatola AC-PC)&quot;. </li><li> Trova AC del paziente del corpo calloso, appena la linea mediana di due emisferi poste di fronte alle colonne del fornice. Mark AC l&#39;immagine MR e cliccare &quot;set AC&quot;. </li><li> Trova PC del paziente, la linea mediana dei due emisferi nella parte dorsale dell&#39;estremità superiore del canale cerebrale. Mark PC l&#39;immagine MR e cliccare &quot;set PC&quot;. </li><li> Fai clic su &quot;ricostruzioni&quot; per rendere la struttura della pelle. Premere il tasto &quot;nuova&quot; nel set per selezionare &quot;Skin&quot;. Impostare l&#39;intervallo per la ricostruzione delle immagini RM. Assicurati di includere l&#39;intero cranio con la punta del naso e entrambe le orecchie. </li><li> Fai clic su &quot;pelle di calcolo&quot; nella nuova struttura. Attendere fino a quando viene fatto il processo. Dopo il completamento della costruzione della pelle, dovrebbe essere visualizzato morfologia della pelle. </li></ol></li><li> Selezionare &quot;curvilineo completa del cervello&quot; nella sezione &quot;Ricostruzione&quot; di ricostruire il cervello curvilineo seguente 3.2.1.1. Simile al passaggio precedente, impostare l&#39;intervallo per la ricostruzione delle immagini RM contenenti la punta del naso. Fai clic su &quot;curvilineo di calcolo&quot;. curvilineo cervello completo dovrebbe essere visualizzato dopo la costruzione è stata completata. </li></ol></li><li> Mark il nasion, punta del naso, ed entrambi trago per registrare i punti di riferimento anatomici. Questo passaggio è quello di abbinare il punto anatomica tra il paziente e la struttura della pelle ricostruita per la configurazione della posizione relativa del bersaglio sulla corteccia cerebrale (Figura 6). <ol><li> Fare clic sull&#39;icona &quot;Landmark&quot;. Per configurare il punto di riferimento, segnare il nasion (punto tra il naso sulla fronte, a livello della giunzione delle ossa nasali) sulla struttura della pelle calcolata. Registrati cliccando &quot;nuovo&quot; e conservarlo come &quot;Landmark 1&quot; </li><li> Mark la punta del naso dopo la registrazione nasion come punto di riferimento 1. Registrare la punta del naso cliccando su &quot;nuovi&quot; e memorizzarlo come &quot;Landmark 2&quot; </li><li> Contrassegnare ogni trago sulla struttura della pelle. Il trago è la piccola eminenza punta dell&#39;orecchio esterno, situata di fronte alla conca. Registrati ogni trago dopo la marcatura e facendo clic su &quot;nuovi&quot; punti di riferimento. Per questo protocollo, il trago destra è regnominative come &quot;Landmark 3&quot; e la sinistra è registrato come &quot;Landmark 4&quot;. </li></ol></li><li> Mettere la cinghia testa con il tracker soggettivo sulla testa del partecipante. Calibrare il tracker bobina con il blocco calibrazione del sistema di sedute di navigazione ad ogni sessione per ciascun soggetto. Assicurarsi che le rileva telecamera di navigazione e visualizza tutti del sistema di tracciamento del soggetto, la sedia, la bobina, e il puntatore sullo schermo del computer prima di procedere. <ol><li> Calibrazione la bobina con il sistema di sedute. <ol><li> Calibrare il tracker della bobina prima di ogni stimolazione misure non tariffarie. Nel menu del computer principale, selezionare &quot;Window&quot;. Fai clic su &quot;Calibrazione bobina TMS&quot; nel set. Fai clic su &quot;nuova Calibra&quot;. Alla seconda sessione, selezionare il nome della bobina usato la prima volta e fare clic su &quot;Re-calibrare&quot;. </li><li> Posizionare la bobina TMS sul punto posteriore livello di blocco di calibrazione. Assicurarsi che la bobina è in senso orizzontale posto. Controllare che ilfotocamera rileva sia il blocco di calibrazione e la bobina inseguitore (in verde). Quindi, fare clic su &quot;Begin conto alla rovescia di calibrazione&quot;, e un 5 secondi di conto alla rovescia inizierà. Tenere la bobina ancora durante il conto alla rovescia. </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol> 4. Picture Naming Task <ol><li> Impostare il programma quadro di denominazione di presentare ogni stimolo per 3.000 msec prima di passare automaticamente sul immagine successiva. </li><li> Chiedere al partecipante di nominare il quadro presentato nel modo più accurato e veloce possibile. </li><li> Misurare il tempo di reazione (latenza dal pop up dello stimolo sullo schermo per la prima suono fatto dal partecipante) per ogni immagine, rilevando il suono prodotto dal soggetto attraverso il microfono della cuffia utilizzando il programma di analisi vocale freeware. <ol><li> immagini Quaranta abbinate in lunghezza e segmenti di due nome a tre dalla banca dati immagine della versione coreana del Boston Naming Test (K-BNT) vengono presentati sullo schermoprima e dopo la stimolazione, come nello studio di Kim et al., (2014). </li></ol></li></ol> 5. TMS protocollo Mapping <ol><li> Hz stimolazione Deliver1 ad un&#39;intensità del 90% di RMT per 10 minuti, con un totale di 600 impulsi TMS. </li><li> Tenere la tangenzialmente coil figura-otto al cranio con la bobina orientato perpendicolarmente al bersaglio. </li><li> TMS Mapping (Figura 7) <ol><li> Identificare i anatomiche giro frontale inferiore (IFG) basati sulla superficie del cervello normalizzato, per NTMS. <ol><li> Registrare il IFG come destinazione misure non tariffarie. <ol><li> Fai clic su &quot;Target&quot; e premere &quot;obiettivi Configura&quot;. Segnare la IFG sulla finestra che visualizza il curvilineo cervello. la definizione di obiettivi dettagliata si ottiene prendendo di mira ciascuno immagini trasversali e sagittali MR. Salvare il punto come &quot;traiettoria&quot;. </li></ol></li><li> Registrati punti di riferimento con i soggetti del cuoio capelluto. <ol><li> Fai clic su &quot;sessioni&quot; per la mappatura. Creareuna nuova sessione selezionando &quot;sessione online&quot; nel nuovo set. Viene creata una finestra &quot;Session 1&quot;, all&#39;interno della quale l&#39;icona di default è &quot;bersagli&quot;. Selezionare il nome di destinazione salvato nel passaggio 3.2.2.2. (Selezionare &quot;Traiettoria 1&quot;). Fare clic sul pulsante &quot;Aggiungi&quot;, e passare alla fase successiva. </li><li> Fai clic su &quot;Registrazione&quot;. Questo passo è quello di abbinare la curvilinea cervello ricostruito con il soggetto. Il punto di riferimento registrato nel passaggio 3.2.2.1. viene utilizzato per la corrispondenza del punto anatomica con la vera struttura anatomica. </li><li> Assicurarsi che la fotocamera identifica sia il puntatore e l&#39;inseguitore soggetto, visualizzato in colore verde. Puntare al nasion del soggetto con il puntatore. Fai clic su &quot;Sample% Vai alla Landmark Avanti&quot;. Punto di punta del naso del soggetto e il campione di esso. Ripetere l&#39;operazione fino a quando tutti e quattro i punti di riferimento sono abbinati. </li></ol></li></ol></li><li> Posizionare la bobina su F3 del sistema 10-20 EEG internazionale 7 per i marchi comunitari. </li></ol></li><li>Guardare lo schermo per garantire la bobina è sul bersaglio desiderato e sia mantenuto durante tutta la procedura di misure non tariffarie. Lo schermo dovrebbe visualizzare la superficie del soggetto cervello, bersaglio, e la bobina, così come la gamma di errore come la bobina si allontana dal bersaglio dimostra il bersaglio (Figura 8). Facendo riferimento allo schermo, l&#39;operatore regola la bobina sul bersaglio come viene allontanato. <ol><li> Eseguire misure non tariffarie sopra il bersaglio registrato <ol><li> Fai clic su &quot;Esegui&quot; sullo schermo dopo la registrazione punti di riferimento del soggetto come descritto al punto 5.3.1.1. Per modificare l&#39;impostazione predefinita della telecamera per rilevare il puntatore, scegliere il nome della bobina salvato durante la fase 3.2.3.1. nella parte inferiore del set &quot;driver&quot;. Assicurarsi che la fotocamera identifica sia il tracker soggetto e la bobina tracker. </li><li> Verificare che lo schermo visualizza la distanza relativa e l&#39;angolo della bobina TMS dal bersaglio registrato (IFG). Se la bobina si allontana dal bersaglio, lala distanza è segnato in rosso, mentre è segnato in verde quando la bobina è all&#39;interno della gamma bersaglio designato. Prova per ottenere l&#39;angolo tra la bobina e il bersaglio come un occhio di bue, per quanto possibile. </li></ol></li></ol></li><li> Girare lo schermo lontano dall&#39;operatore per la procedura di CTM di consegnare ciecamente il TMS. La bobina viene mantenuta come era all&#39;inizio della sessione. </li></ol> 6. Topograhic Data Acquisition <ol><li> posizione della bobina record per la stimolazione manualmente premendo il pulsante &quot;record&quot; sul telecomando. </li><li> Su ciascuna registrazione stimolazione, acquisisce le coordinate Taliarach in x, y, z per il bersaglio designato e attuale zona stimolata. </li><li> Raffigurano le coordinate su un singolo cervello normalizzata utilizzando il programma di elaborazione delle immagini freeware (MRIcro, http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/index.html). </li><li> Acquisire corrispondenti aree cerebrali anatomiche, compresa l&#39;area di Brodmann, la gyrus, lobo, e regione dell&#39;emisfero etichette al Talairach coordinate utilizzando un programma di etichettatura freeware (Talairachclient, http://www.talairach.org/client.html). </li></ol>

<ol>
	<li>Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+magnetic+stimulation+of+human+motor+cortex.">Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex.</a> Lancet. 11 (1), 1106-1107 (1985).</li><li>Pape, T. L., Rosenow, J., Lewis, G. <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:+a+possible+treatment+for+TBI.">Transcranial magnetic stimulation: a possible treatment for TBI.</a> J Head Trauma Rehabil. 21 (5), 437-451 (2006).</li><li>Ruohonen, J., Karhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigated+transcranial+magnetic+stimulation.">Navigated transcranial magnetic stimulation.</a> Neurophysiol Clin. 40 (1), 7-17 (2010).</li><li>Dell'Osso, 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=Augmentative+repetitive+navigated+transcranial+magnetic+stimulation+(rTMS)+in+drug-resistant+bipolar+depression.">Augmentative repetitive navigated transcranial magnetic stimulation (rTMS) in drug-resistant bipolar depression.</a> Bipolar Disord. 11 (1), 76-81 (2009).</li><li>Herbsman, T., 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=More+lateral+and+anterior+prefrontal+coil+location+is+associated+with+better+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+antidepressant+response.">More lateral and anterior prefrontal coil location is associated with better repetitive transcranial magnetic stimulation antidepressant response.</a> Biol Psychiatry. 66 (5), 509-515 (2009).</li><li>Schuhmann, T., Schiller, N. O., Goebel, R., Sack, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+temporal+characteristics+of+functional+activation+in+Broca's+area+during+overt+picture+naming.">The temporal characteristics of functional activation in Broca's area during overt picture naming.</a> Cortex. 45 (9), 1111-1116 (2009).</li><li>Danner, N., Julkunen, P., Kononen, M., Saisanen, L., Nurkkala, J., Karhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigated+transcranial+magnetic+stimulation+and+computed+electric+field+strength+reduce+stimulator-dependent+differences+in+the+motor+threshold.">Navigated transcranial magnetic stimulation and computed electric field strength reduce stimulator-dependent differences in the motor threshold.</a> J Neurosci Methods. 174 (1), 116-122 (2008).</li><li>Bashir, S., Edwards, D., 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=Neuronavigation+increases+the+physiologic+and+behavioral+effects+of+low-frequency+rTMS+of+primary+motor+cortex+in+healthy+subjects.">Neuronavigation increases the physiologic and behavioral effects of low-frequency rTMS of primary motor cortex in healthy subjects.</a> Brain Topogr. 24 (1), 54-64 (2011).</li><li>Kim, W. J., Min, Y. S., Yang, E. J., Paik, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronavigated+vs.+conventional+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+method+for+virtual+lesioning+on+the+Broca's+area.">Neuronavigated vs. conventional repetitive transcranial magnetic stimulation method for virtual lesioning on the Broca's area.</a> Neuromodulation. 17 (1), 16-21 (2014).</li><li>Lioumis, 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=A+novel+approach+for+documenting+naming+errors+induced+by+navigated+transcranial+magnetic+stimulation.">A novel approach for documenting naming errors induced by navigated transcranial magnetic stimulation.</a> J Neurosci Methods. 204 (2), 349-354 (2012).</li><li>Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. <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+aphasia+recovery+after+stroke+and+the+role+of+noninvasive+brain+stimulation.">Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation.</a> Brain Lang. 118 (1-2), 40-50 (2011).</li><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 (2), 232-237 (2000).</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=Comparison+of+navigated+and+non-navigated+transcranial+magnetic+stimulation+for+motor+cortex+mapping,+motor+threshold+and+motor+evoked+potentials.">Comparison of navigated and non-navigated transcranial magnetic stimulation for motor cortex mapping, motor threshold and motor evoked potentials.</a> Neuroimage. 44 (3), 790-795 (2009).</li><li>Chrysikou, E. G., Hamilton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+brain+stimulation+in+the+treatment+of+aphasia:+exploring+interhemispheric+relationships+and+their+implications+for+neurorehabilitation.">Noninvasive brain stimulation in the treatment of aphasia: exploring interhemispheric relationships and their implications for neurorehabilitation.</a> Restor Neurol Neurosci. 29 (6), 375-394 (2011).</li></ol>

All authors declare no conflict of interest.

TMS è ampiamente utilizzato sia nella pratica clinica e la ricerca di base. 10 effetti terapeutici di valore sono offerti per l&#39;influenza fisiologica di rTMS, tra cui un effetto neuromodulatorio inibitorio sulla eccitabilità corticale con rTMS a bassa frequenza per il trattamento di afasia. 11 interruzione transitoria di elaborazione neurale o virtuale lesione indotta da TMS può cambiare prestazioni comportamentali. 12 Tuttavia, l&#39;effetto desiderato di rTMS può essere diluito o addirittura si verifica con la bobina fuori luogo sul bersaglio. Mis-targeting tra l&#39;obiettivo originariamente previsto e l&#39;attuale zona corticale stimolato può si verifica a causa di piccole differenze di posizionamento della bobina e di orientamento; pertanto, influenzare significativamente il campo magnetico creato nel cervello. 7 Pertanto, tali fonti di variabilità dovrebbe essere minimizzato nell&#39;applicazione TMS, e fornire impulsi magnetici precisione alla zona corticale desiderato è obbligatoria per fornire la massima clinica rTMS effetto. Per risolvere questo problema critico di posizionamento della bobina problematica sulla regione corticale bersaglio, adottando rTMS otticamente registrata utilizzando un sistema di neuronavigational ottimizza la bobina di stabilità. 13 Il programma di neuronavigazione utilizza singole immagini RM, fornendo così un feedback in linea visiva del posizionamento della bobina rispetto al target zona, consentendo regolazioni in tempo reale della posizione della bobina correggendo il rapporto bobina di testa mal. 13 un concentrato stimolazione campo magnetico all&#39;interno di una gamma di diversi millimetri si ottiene a causa della elevata precisione di neuronavigazione, consentendo rTMS più forti impulsi per raggiungere anatomica specifica strutture. Questo protocollo mette alla prova gli effetti della TMS neuronavigazione-guida sulla funzione lingua in termini di tempo di reazione di immaginare denominazione inducendo afasia virtuale in soggetti sani e confrontando i risultati con quelli ottenuti con il metodo TMS convenzionale con la EEG punto di riferimento, e in relazione i risultati con l&#39;area effettiva stimolata del cervello da ogni metodo. determinazione di destinazione preciso è fondamentale perché la stimolazione precisa del bersaglio viene garantita una volta utilizzo del sistema di navigazione è deciso. In questo protocollo, obiettivi per la stimolazione di IFG sono registrati in base mappatura anatomica di superfici corticali individuale cerebrali, e questo può differire da quello del F3 del sistema EEG 10-20, corrispondente alla zona Brodmann 44 e 45, 6 dove è F3 più posteriore e relativa superiore al IFG, e stimolando la IFG prodotte significativa afasia virtuale, mentre la stimolazione cieca F3 no 9 la consistenza della stimolazione sulla regione specifica del cervello è massimizzata con il sistema di navigazione.; in tal modo, aumentando gli effetti fisiologici della rTMS. Questi risultati sono supportati dai cambiamenti drammatici prestazioni TMS-indotta causa di lievi cambiamenti della località stimolazione. 14 et al. (2014) hanno delle limitazioni. E &#39;dimostrato un maggior effetto inibitorio nei soggetti sani da indurre fenomeni significativi lesione virtuale, ma se si ha lo stesso effetto facilitante nei pazienti con afasia non è stato testato. Questo può essere confermato eseguendo questo protocollo nei pazienti reali con afasia, come quelli con afasia post-ictus. la funzione vocale è artificialmente soppresso in soggetti normali per il nostro protocollo, mentre deve essere facilitato con frequenze diverse per i pazienti con afasia nei quali la funzione vocale è già soppressa. Inoltre, riconoscendo l&#39;IFG sulla superficie del cervello su basi anatomiche può essere molto impegnativo, come posizione e contorni può variare tra i soggetti. Sistema neuronavigational otticamente rintracciato suscita lesioni virtuali più profonde rispetto a quelle del metodo non neuronavigated convenzionale. Questo protocollo demonstrates che utilizzano misure non tariffarie, rispetto ai marchi comunitari, in grado di produrre più robusto neuromodulazione dell&#39;area di Broca, che è fondamentale per il trattamento di pazienti afasici post-ictus.

Stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) attiva in modo non invasivo i circuiti neuronali nel sistema nervoso centrale e periferico. 1 rTMS modula cervello eccitabilità 2 e ha potenziali effetti terapeutici in diverse condizioni psichiatriche e neurologiche, come la debolezza motoria, afasia, incuria, e il dolore . 3 I siti bersaglio per rTMS diversi sono convenzionalmente identificati utilizzando il sistema internazionale 10-20 EEG corteccia motoria o per distanze da determinati punti di riferimento esterni di misurazione. Tuttavia, differenze inter-individuali in taglia, anatomia e la morfologia della corteccia cerebrale non vengono presi in considerazione, rendendo localizzazione bersaglio ottimale impegnativo. 3 Un altro punto critico per applicazioni rTMS è la discordanza tra posizionamento della bobina magnetica e la regione corticale stimolazione previsto. Otticamente rintracciato neurochirurgia di navigazione ha exple applicazioni IT AND al comprendono il campo delle neuroscienze cognitive tra cui rTMS per l&#39;orientamento della bobina magnetica. Il sistema neuronavigational aiuta a identificare le strutture bersaglio ottimali per rTMS. 4,5 Tale divergenza nel posizionamento della bobina sulla zona di destinazione si verifica frequentemente con il metodo convenzionale adozione del sistema EEG 10-20, e questo dovrebbe essere superato da neuronavigazione. Questo protocollo studio dimostra un metodo per indurre l&#39;afasia virtuale in soggetti sani di rTMS neuronavigational di targeting l&#39;area di Broca, utilizzando la mappatura anatomica individuale. Il grado di afasia virtuale in termini di cambiamento nel tempo di reazione di immagine di denominazione viene misurato e confrontato con quelli del metodo di stimolazione convenzionale. Il metodo neuronavigazione-guidata ha una maggiore precisione per fornire impulsi magnetici al cervello, ed è quindi dovrebbe dimostrare una maggiore cambiamento clinico di quella del metodo convenzionale. L&#39;obiettivo di questo stalloney era di introdurre un metodo più preciso ed efficace di stimolazione per i pazienti con afasia in ambito clinico.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="804">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Medtronic MagPro X100</td>
			<td style="width:183px;">MagVenture</td>
			<td style="width:159px;">9016E0711</td>
			<td style="width:247px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MCF-B65 Butterfly coil</td>
			<td>MagVenture</td>
			<td>9016E042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:29px;">Brainsight TMS Navigation</td>
			<td>Rogue Research</td>
			<td style="width:159px;"> 
			KITBSF1003&#160;</td>
			<td style="width:247px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

neuronavigation-guided repetitive transcranial magnetic stimulation for aphasia

Stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) è ampiamente usato per diverse malattie neurologiche, come si è guadagnato il riconoscimento per i suoi potenziali effetti terapeutici. Cervello eccitabilità è non invasivo modulato da TMS, e rTMS alle aree linguistiche ha dimostrato i suoi effetti potenziali sul trattamento di afasia. Nel nostro protocollo, ci proponiamo di indurre artificialmente afasia virtuale in soggetti sani inibendo zona Brodmann 44 e 45 con neuronavigational TMS (misure non tariffarie) e F3 del sistema internazionale 10-20 EEG per TMS convenzionale (CTM). Per misurare il grado di afasia, i cambiamenti nel tempo di reazione a un quadro denominazione pre-compito e post-stimolazione sono misurati e confrontare il ritardo nel tempo di reazione tra misure non tariffarie e marchi comunitari. La precisione dei due metodi di stimolazione TMS viene confrontato la media coordina la Talairach del bersaglio e la stimolazione reale. Consistenza stimolazione è dimostrata dalla gamma di errore dal bersaglio. Lo scopo di questo study è quello di dimostrare l&#39;utilizzo di misure non tariffarie e per descrivere i vantaggi ei limiti delle misure non tariffarie rispetto a quelli dei marchi comunitari.

Kim et al. Hanno dimostrato un effetto più superiore di TMS con sistema di guida neuronavigational rispetto al metodo convenzionale non navigabili con meno dispersione di stimolo e stimolo più focale verso destra dell&#39;area M1, 8 come mostrato nella Figura 9. Ulteriore evidenza per sostenere incorporando il sistema neuronavigational con TMS è dimostrato da un esperimento di crossover randomizzato per indurre afasia virtuale in soggetti sani di mira zona Brodmann 44 e 45 per le misure non tariffarie e F3 del sistema internazionale 10-20 EEG per i marchi comunitari. 9 Kim ed altri CTMS rispetto e misure non tariffarie in 16 soggetti sani seguendo le misure.; tempo di reazione per una foto denominazione compito misurata prima e dopo ogni sessione di stimolazione, i medi coordinate spaziali Talairach della localizzazione della stimolazione, e la gamma di errore relativo al bersaglio ( <strong&gt; Figure 10 -. 12) La figura 10 mostra solo le misure non tariffarie indotto un ritardo significativo nel tempo di reazione rispetto al basale, e una maggiore coerenza della localizzazione della stimolazione con l&#39;obiettivo in mostrato nella Figura 11 La figura 12 mostra una stretta errore di gamma rispetto al. l&#39;obiettivo per le NTMS rispetto a quella di MC. Queste differenze significative nel gruppo NTMS state indotte dalla precisione della consegna impulso TMS al bersaglio restringendo la distanza tra il bersaglio e la bobina quando guidato da neuronavigazione, producendo risultati più significativi rispetto a quelli del metodo convenzionale. esatto posizionamento della bobina sul bersaglio è assolutamente fondamentale per la produzione di risultati clinicamente efficace. risultati sopra supportano l&#39;uso di una guida neuronavigational quando si applica rTMS. Figura 1: Sistema di Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) e l&#39;elettromiografia (EMG) Macchina per l&#39;acquisizione di soglia Riposo Motor (RMT) Destra zona M1 viene stimolato con l&#39;elettrodo attivo sulla prima dorsale muscolo interosseo sinistra per determinare RMT <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig1large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig2.jpg" /> Figura 2:.. Attrezzature Impostazione per la sedia sistema di navigazione stimolazione magnetica transcranica (TMS), telecamera mobile, e lo schermo del computer con apparecchiature TMS sono inclusi <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig2large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 3:.. Preparazione Materiali Immagine di bobina inseguitore, puntatore, e tracker soggettivo <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig3large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig4.jpg" /> Figura 4:. Blocco di calibrazione con bobina Tracker Questo consente al programma di rilevare la posizione relativa della bobina stimolazione magnetica transcranica (TMS). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig5.jpg" /> Figura 5: ricostruzione<html> Ted cervello curvilineo dal Programma neuronavigazione. Una volta che la risonanza magnetica cerebrale immagini RM vengono trasferite al programma neuronavigazione, la curvilinea del cervello e la pelle sono ricostruiti utilizzando commissura anteriore (AC) e commissura posteriore (PC). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig6.jpg" /> Figura 6:.. Anatomici Punti di riferimento per la navigazione Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) punti di repere anatomici, Nasion, punta del naso, ed entrambi trago sono contrassegnati con un puntatore <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig6large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <html> 45 / 53345fig7.jpg &quot;/&gt; Figura 7:.. Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) Mapping giro frontale inferiore per la navigazione guidata da TMS (a sinistra) e F3 del sistema internazionale 10-20 per TMS convenzionale (a destra) sono impostati per stimolare l&#39;obiettivo <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig7large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig8.jpg" /> Figura 8:. Neuronavigazione visualizzazione durante la navigazione guidata da stimolazione magnetica transcranica (misure non tariffarie) superficie del cervello Indicazioni sullo schermo del soggetto, destinati bersaglio, bobina, e la gamma di errore. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig8large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> ftp_upload / 53345 / 53345fig9.jpg &quot;/&gt; Figura 9:. Meno dispersione dello stimolo e più stimoli focale con la navigazione Confronto tra il metodo convenzionale non navigata (a sinistra) con la guida di navigazione (a destra) mostra una minore dispersione di stimolo e più stimoli focale della destra dell&#39;area M1 utilizzando la navigazione -guidata stimolazione magnetica transcranica (misure non tariffarie). Modificato da riferimento 9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig9large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 10" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig10.jpg" /> Figura 10:. Confronto tra la capacità di indurre virtuale Afasia tra navigazione a guida stimolazione magnetica transcranica (misure non tariffarie) e convenzionali TMS (MC) in 16 soggetti sani medio immagine tempo denominazione (in msec) è significativamente aumentato (p &lt;/em&gt;&lt;0.001) con misure non tariffarie, mentre nessun cambiamento è fatto con i MC (p = 0,179) barre rappresentano il tempo di risposta medio con i corrispondenti errori standard. Modificato da riferimento 9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig10large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 11" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig11.jpg" /> Figura 11: Disegno di Area Mapping e stimolazione (n = 16). Le aree stimolate per il metodo convenzionale (verde) sono più ampiamente distribuiti con le coordinate relative sparsi più alto al bersaglio (rosso) rispetto a quelli del metodo di navigazione (viola). Modificato da riferimento 9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig11large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Figura 12: Errore medio Ranges per la navigazione a guida Stimolazione Magnetica Transcranica (misure non tariffarie) e convenzionali TMS (CTM) (n = 16) La distanza dal sito di stimolazione reale rispetto al bersaglio è più vicino con misure non tariffarie di CTM.. Il margine di errore è più stretta per misure non tariffarie di quella per i marchi comunitari. Bar rappresentano i mezzi e gli errori standard. Modificato da riferimento 9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53345/53345fig12large.jpg" target="_blank">Si prega di cliccare qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Tabella 1" src="/files/ftp_upload/53345/53345table1.jpg" /> Tabella 1: T1 pesate risonanza magnetica (MRI) Parametri tridimensionali per questo studio

Watch this Scientific Journal Video about Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia at JoVE.com

Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Repetitive stimolazione magnetica transcranica neuronavigazione-guidata per Afasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential ...

neuronavigation-guided-repetitive-transcranial-magnetic-stimulation

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

12.0K Views.  Inje University of Medicine, Haeundae Paik Hospital. This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Video: Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and molecular approaches allow the investigation of either different stimuli on few neurons, or one stimulus in large parts of the brain, blood oxygenation level dependent (BOLD) functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) allows combining both advantages, i.e. compare the neural activation induced by different stimuli in the entire brain at once. fMRI in songbirds is challenging because of the small size of their brains and because their bones and especially their skull comprise numerous air cavities, inducing important susceptibility artifacts. Gradient-echo (GE) BOLD fMRI has been successfully applied to songbirds 1-5 (for a review, see 6). These studies focused on the primary and secondary auditory brain areas, which are regions free of susceptibility artifacts. However, because processes of interest may occur beyond these regions, whole brain BOLD fMRI is required using an MRI sequence less susceptible to these artifacts. This can be achieved by using spin-echo (SE) BOLD fMRI 7,8 . In this article, we describe how to use this technique in zebra finches (Taeniopygia guttata), which are small songbirds with a bodyweight of 15-25 g extensively studied in behavioral neurosciences of birdsong. The main topic of fMRI studies on songbirds is song perception and song learning. The auditory nature of the stimuli combined with the weak BOLD sensitivity of SE (compared to GE) based fMRI sequences makes the implementation of this technique very challenging.

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

This article shows an optimized procedure for imaging of the neural substrates of auditory stimulation in the songbird brain using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). It describes the preparation of the sound stimuli, the positioning of the subject and the acquisition and subsequent analysis of the fMRI data.

Risonanza magnetica funzionale (fMRI) con Auditory Stimulation in uccelli canori

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and ...

Ricerca

Comportamento

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

Migliori prassi attuale per ottenere dati di alta qualità durante l&#39;EEG fMRI simultanea

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

Monitoraggio simultaneo EEG Durante transcranica diretta stimolazione corrente

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. Researchers have used single-pulse and repetitive TMS to stimulate the lip representation in the motor cortex. The excitability of the lip motor representation can be investigated by applying single TMS pulses over this cortical area and recording TMS-induced motor evoked potentials (MEPs) via electrodes attached to the lip muscles (electromyography; EMG). Larger MEPs reflect increased cortical excitability. Studies have shown that excitability increases during listening to speech as well as during&#160;viewing speech-related movements. TMS can be used also to disrupt the lip motor representation. A 15-min train of low-frequency sub-threshold repetitive stimulation has been shown to suppress motor excitability for a further 15-20 min. This TMS-induced disruption of the motor lip representation impairs subsequent performance in demanding speech perception tasks and modulates auditory-cortex responses to speech sounds. These findings are consistent with the suggestion that the motor cortex contributes to speech perception. This article describes how to localize the lip representation in the motor cortex and how to define the appropriate stimulation intensity for carrying out both single-pulse and repetitive TMS experiments.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception.&#160; This article describes how to record motor evoked potentials (MEPs) from the lip muscles and how to disrupt the motor lip representation using repetitive TMS.

Stimolare il Lip Motor Cortex con la Stimolazione Magnetica Transcranica

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp to manipulate cortical excitability and, consequently, behavior and brain function. In the last decade, numerous studies have addressed short-term and long-term effects of tDCS on different measures of behavioral performance during motor and cognitive tasks, both in healthy individuals and in a number of different patient populations. So far, however, little is known about the neural underpinnings of tDCS-action in humans with regard to large-scale brain networks. This issue can be addressed by combining tDCS with functional brain imaging techniques like functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electroencephalography (EEG).
In particular, fMRI is the most widely used brain imaging technique to investigate the neural mechanisms underlying cognition and motor functions. Application of tDCS during fMRI allows analysis of the neural mechanisms underlying behavioral tDCS effects with high spatial resolution across the entire brain. Recent studies using this technique identified stimulation induced changes in task-related functional brain activity at the stimulation site&#160;and also in more distant brain regions, which were associated with behavioral improvement. In addition, tDCS administered during resting-state fMRI allowed identification of widespread changes in whole brain functional connectivity.
Future studies using this combined protocol should yield new insights into the mechanisms of tDCS action in health and disease and new options for more targeted application of tDCS in research and clinical settings. The present manuscript describes this novel technique in a step-by-step fashion, with a focus on technical aspects of tDCS administered during fMRI.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique. It has successfully been used in basic research and clinical settings to modulate brain function in humans. This article describes the implementation of tDCS and simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI), to investigate the neural basis of tDCS effects.

Transcranica diretta stimolazione corrente e simultanea Magnetic Resonance Imaging funzionale

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp ...

Transcranial Magnetic Stimulation for Investigating Causal Brain-behavioral Relationships and their Time Course

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily disrupt information processing in a brain region, generating a short-lived &#8220;virtual lesion.&#8221; Stimulation that interferes with task performance indicates that the affected brain region is necessary to perform the task normally. In other words, unlike neuroimaging methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) that indicate correlations between brain and behavior, TMS can be used to demonstrate causal brain-behavior relations. Furthermore, by varying the duration and onset of the virtual lesion, TMS can also reveal the time course of normal processing. As a result, TMS has become an important tool in cognitive neuroscience. Advantages of the technique over lesion-deficit studies include better spatial-temporal precision of the disruption effect, the ability to use participants as their own control subjects, and the accessibility of participants. Limitations include concurrent auditory and somatosensory stimulation that may influence task performance, limited access to structures more than a few centimeters from the surface of the scalp, and the relatively large space of free parameters that need to be optimized in order for the experiment to work. Experimental designs that give careful consideration to appropriate control conditions help to address these concerns. This article illustrates these issues with TMS results that investigate the spatial and temporal contributions of the left supramarginal gyrus (SMG) to reading.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a technique for non-invasively disrupting neural information processing and measuring its effect on behavior. When TMS interferes with a task, it indicates that the stimulated brain region is necessary for normal task performance, allowing one to systematically relate brain regions to cognitive functions.

Stimolazione Magnetica Transcranica per indagare le relazioni causali Brain-comportamentali e la loro Corso di Tempo

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily ...

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain regions involved in working memory and attention using transcranial electrical brain stimulation. Some researchers now believe the cerebellum supports cognition, possibly via a remote neuromodulatory effect on the prefrontal cortex. This paper describes a procedure for investigating a role for the cerebellum in cognition using transcranial direct current stimulation (tDCS), and a selection of information-processing tasks of varying task difficulty, which have previously been shown to involve working memory, attention and cerebellar functioning. One task is called the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) and the other a novel variant of this task called the Paced Auditory Serial Subtraction Task (PASST). A verb generation task and its two controls (noun and verb reading) were also investigated. All five tasks were performed by three separate groups of participants, before and after the modulation of cortico-cerebellar connectivity using anodal, cathodal or sham tDCS over the right cerebellar cortex. The procedure demonstrates how performance (accuracy, verbal response latency and variability) could be selectively improved after cathodal stimulation, but only during tasks that the participants rated as difficult, and not easy. Performance was unchanged by anodal or sham stimulation. These findings demonstrate a role for the cerebellum in cognition, whereby activity in the left prefrontal cortex is likely dis-inhibited by cathodal tDCS over the right cerebellar cortex. Transcranial brain stimulation is growing in popularity in various labs and clinics. However, the after-effects of tDCS are inconsistent between individuals and not always polarity-specific, and may even be task- or load-specific, all of which requires further study. Future efforts might also be guided towards neuro-enhancement in cerebellar patients presenting with cognitive impairment once a better understanding of brain stimulation mechanisms has emerged.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.

Modulante Cognition Utilizzando transcranica diretta stimolazione attuale del cervelletto

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular function include transcranial magnetic stimulation, electromyography, and three-dimensional motion capture. The advent of readily available and cost-effective virtual reality solutions has expanded the capabilities of researchers in recreating &#8220;real-world&#8221; environments and movements in a laboratory setting. Naturalistic movement analysis will not only garner a greater understanding of motor control in healthy individuals, but also permit the design of experiments and rehabilitation strategies that target specific motor impairments (e.g. stroke). The combined use of these tools will lead to increasingly deeper understanding of neural mechanisms of motor control. A key requirement when combining these data acquisition systems is fine temporal correspondence between the various data streams. This protocol describes a multifunctional system&#8217;s overall connectivity, intersystem signaling, and the temporal synchronization of recorded data. Synchronization of the component systems is primarily accomplished through the use of a customizable circuit, readily made with off the shelf components and minimal electronics assembly skills.

Transcranial magnetic stimulation, electromyography, and 3D motion capture are commonly used non-invasive techniques for investigating neuromuscular function in humans. In this paper, we describe a protocol that synchronously samples data generated by all three of these tools along with the unique addition of virtual reality stimulus presentation and feedback.

Impostazione multifunzionale per lo studio di controllo del motore umano Utilizzando la Stimolazione Magnetica Transcranica, Elettromiografia, Motion Capture, e la realtà virtuale

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

Concurrent registrazione elettroencefalografia Durante transcranica alternata stimolazione corrente (TAC)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Treating Clinical Depression with Repetitive Deep Transcranial Magnetic Stimulation Using the Brainsway H1-coil

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses electromagnetic coils to stimulate areas of the brain non-invasively. Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) with the Brainsway H1-coil system specifically is a type of rTMS indicated for treating patients with major depressive disorder (MDD) who are resistant to medication. The unique H1-coil design of this device is able to stimulate neuronal pathways that lie deeper in the targeted brain areas than those reached by conventional rTMS coils. dTMS is considered to be low-risk and well tolerated, making it a viable treatment option for people who have not responded to medication or psychotherapy trials for their depression.
Randomized, sham-control studies have demonstrated that dTMS produces significantly greater improvement in depressive symptoms than sham dTMS treatment in patients with major depression that has not responded to antidepressant medication. In this paper, we will review the methodology for treating major depression with dTMS using an H1-coil.

Here we present a protocol outlining the methodology for treatment of Major Depressive Disorder using the deep Transcranial Magnetic Stimulation (dTMS) system.

Repetitive stimolazione magnetica transcranica neuronavigazione-guidata per Afasia

Riepilogo

Esplora Altri Video

Capitoli in questo video