この技術は、脳回路が精神および神経疾患においてどのように苦しむかについての洞察を提供する。そして、脳活動を操作してこれらの機能不全回路を修復して行動を強化する方法。脳の興奮性と回路を直接活性化し、阻害することにより、この技術は、神経科学的焦点の観察から因果関係へのシフトを可能にし、脳と行動のより深い理解を提供する。
非侵襲的な脳刺激は、多くの神経疾患を評価および治療するために使用することができ、脳行動接続のより洗練されたモデルに基づいて、診断と治療を改善するのに役立ちます。この方法は、運動システムにおける変化した接続パターンを打ち消すだけでなく、生理学的老化、精神および神経学的障害に関連する認知ネットワークにおいても打ち消すことができる。参加者に右利きの審査を行い、TMSおよびMRIに対する禁忌を行った後、各参加者に現地の機関審査委員会によって承認された研究目的、手順、およびリスクについて知らせ、書面による同意を得る。
EMG電極の配置については、参加者を実験椅子に快適に座させ、両腕をリラックスした位置に支持し、刺激中に頭の動きを最小限に抑えるために顎残りを提供する。興味のある筋肉の上に皮膚をきれいにするために軽度の研磨剤を使用してください。腹腱電極配置を使用して、お腹の筋肉に使い捨て銀銀電極を1つ、近くの骨のランドマークに参加者の両手の参照部位として別の銀銀電極を置きます。
次に、グランド電極を所有者のスタイロイドプロセスに接続し、皮膚の各電極間をチェックして完全な接触を確認します。必要に応じて電極の表面にテープを貼り、皮膚表面接触を改善する。TMS セッションの前に、参加者の構造 MRI スキャンをニューロ ナビゲーション システムにアップロードします。
スキャン内で、M-oneに対応する解剖学的ランドマークを手でつまむ軌道マーカーを配置します。左心前回では、中間の矢状線から45度、中央のスルカスに対してほぼ垂直である。神経ナビゲーションシステムで解剖学的ランドマークを記録し、名前を付け、対象の非運動領域の上に第2の軌道マーカーを配置します。
次に、ニューロナビゲーションシステムで2番目の場所を記録し、名前を付けます。まず、各TMSコイルをキャリブレーションブロックでキャリブレーションし、実験の間、トラッカーが視界に入るように、参加者の頭の上にヘッドトラッカーをしっかりと配置します。参加者の頭の解剖学的ランドマークを神経ナビゲーションシステムに共同登録します。
コイル2で局部化及び閾値を設定するには、まずコイルの中心をターゲットM-1位置に配置し、脳内の後前電流方向を誘導する。標的筋の活性化に最適な位置を見つけるには、機械最大刺激器出力の30%でM-oneにパルスを送り、送達された刺激が筋肉のけいれんを生じるかどうかを観察する。データ取得システムによって表示される筋肉活動からEMG電極で記録されたモータ誘発電位の振幅を決定する。
運動誘発電位または可視筋のけいれんが見られない場合は、刺激器出力を5%増分増加させ続ける。応答が観察されると、最低強度に段階的に強度を下げ、少なくとも50マイクロボルトの振幅を有する10のモータ誘発電位応答のうち少なくとも5つを生成し、参加者は休息運動閾値を決定する。コイル M-1 でローカリゼートとしきい値を設定するには、M-one コイルを使用して最適な刺激位置を決定します。
筋肉が完全にリラックスしているときに、ターゲットハンドマッスルの10回の試験のうち5回で、少なくとも1ミリボルトの運動誘発電位を生成するために必要な最も低い刺激強度を決定する。次に、ニューロナビゲーションシステム内でM-oneコイルの位置を記録します。参加者が休止状態にある場合のデュアルサイト TMS の場合は、図 8 形のコイルを 2 つの個別の TMS 刺激装置に接続します。
M-1コイルでM-one上にテスト刺激を提供し、コイル2で他の対象領域にコンディショニング刺激を提供します。実演したように、コイル2のコンディショニング刺激に対する最大刺激装置出力強度の割合を求めます。テスト刺激では、対象となる静止した手の筋肉に約1ミリボルトの運動誘発電位振幅を引き出す以前に決定された強度を使用し、コンディショニングとテスト刺激の間の正確な刺激間隔を設定します。
M-1コイルを左M-1の上に置き、コイル2を他の対象領域の上に配置します。M-1コイルで試験のみの試験を提供します。ペアパルス試験では、所定の間刺激間隔でM-oneコイルに続いて、コイル2でコンディショニング刺激を提供し、各試験に対して4秒のデータ取得スイープを使用し、続いて1秒のインタートライアル間隔を行う。
プログラムをTMSパルスに送るために、TMSマシンのトリガボタンを使用して、提供された制御ソフトウェアを使用するか、外部コントローラのカスタムメイドのコーディングスクリプトを使用します。前述の方法を使用して、M-1に相互接続された異なる皮質領域間の機能的相互作用を調べるが、ネットワークを係合するタスクの準備段階で。カスタムメイドのコーディングスクリプトを使用して、短い期間にわたって2つの異なる皮質領域に繰り返しモノハシパルスのペアを提供するには、刺激ごとに8.3分間0.2ヘルツで100組の刺激を生成します。
実験cPASからM-1条件に対して、各刺激ペアの最初のパルスをコイル2で非運動領域上に送り出し、M-OneコイルでM-1上で2番目のパルスを送達し、5ミリ秒の間の刺激間隔を設定します。両方のコイルのパルス強度は、しきい値および局在の間にあらかじめ決定されるべきである。M-1コイルを用いて基線コルチコスピナル測定を得た後、cPAS後の異なる時間にM-Oneコイルを用いたコルチコ脊髄測定を得て、脳興奮性に対するTMS誘発作用の経時経過を調べた。
ここでは、TMSによって未調整試験のために第1の背部内介在筋に引き起こされる代表的な運動誘発電位応答の大きさ、または後頭頂皮質からの刺激を調整し、参加者が休息中、または図示のように物体に対する目標指向把握作用を計画する。安静時には、後頭頂皮質は、M-1に対する超閾値試験刺激の5ミリ秒前に、PPC上で提供されるサブ閾値調節刺激によって増強されたMEP振幅の低下によって示されるように、イプシラショナルM-1に対して阻害的な影響を及ぼす。把握作用の調製中に、このネット阻害駆動は後頭頂皮質から安静に、円滑化に切り替える。
各条件の刺激単独試験に対するモータ誘発電位振幅の正規化、およびモータ誘発電位振幅の比としてプロットすると、物体指向把握を計画する際に、後頭頂皮質M-1相互作用が休息から促進されたことを明らかにする。これらの分析では、cPASプロトコルの投与中にモータ誘発電位振幅の変化が、観察され得る。後頭頂皮質とM-oneの対刺激によって誘発される運動誘発電位振幅は、刺激プロトコル中に時間の経過とともに徐々に増加し、頭頂運動接続、M-oneコルチコ脊髄ニューロンまたはその両方のレベルでのプラスチック効果を示唆している。
cPASプロトコルの10分後に運動誘発電位振幅の大きさが増加し、後頭頂皮質とM-oneに対する皮質刺激の反復対の投与後に効果が誘発された後の運動興奮性が示唆された。このプロトコルは、他の脳領域に適用したり、皮質の接続性と認知、感覚知覚および気分への影響を研究するために脳イメージングと組み合わせて使用することができます。これらの二重視力プロトコルを標準化することで、実験設計の改善と標的治療の最適化が可能になります。
神経疾患および精神疾患の罹患率と障害を減らす。
