호흡 동기화 후각계와 뇌 시뮬레이션을 결합하여 냄새가 피질 척수 흥분성 및 효과적인 연결성에 미치는 영향을 연구합니다.

요약

이 논문은 호흡 동기화 후각계를 사용하여 인간의 비강 호흡과 동기화된 냄새 제시 중에 단일 및 이중 코일 경두개 자기 자극(TMS)을 트리거하는 방법을 설명합니다. 이 조합을 통해 쾌적한 냄새와 불쾌한 냄새가 특정 개인의 피질 척수 흥분성과 뇌 효과적인 연결성에 어떤 영향을 미치는지 객관적으로 조사할 수 있습니다.

초록

후각 자극은 동물과 인간에서 쾌적한 냄새 물질에 접근하고 불쾌한 냄새를 피하는 것과 같은 운동 행동을 유도한다는 것이 널리 받아들여지고 있습니다. 최근 뇌파 검사와 경두개 자기 자극(TMS)을 사용한 연구는 후각 시스템의 처리와 인간의 운동 피질 활동 사이에 강한 연관성이 있음을 입증했습니다. 후각과 운동 시스템 간의 상호 작용을 더 잘 이해하고 이전의 방법론적 한계를 극복하기 위해 우리는 쾌락 값이 다른 냄새 물질의 무작위 순서 표시와 비강 호흡 단계와 함께 트리거되는 TMS(단일 및 이중 코일)를 동기화하는 후각계를 결합한 새로운 방법을 개발했습니다. 이 방법을 사용하면 쾌적하고 불쾌한 냄새 인식 중에 발생할 수 있는 배외측 전전두엽 피질과 일차 운동 피질 사이의 피질 척수 흥분성 조절과 효과적인 동측 연결을 조사할 수 있습니다. 이 방법을 적용하면 주어진 참가자에서 냄새 물질의 쾌적성 값을 객관적으로 구별할 수 있으며, 이는 뇌의 효과적인 연결성 및 흥분성에 대한 냄새 물질의 생물학적 영향을 나타냅니다. 또한 이는 냄새 쾌락 변화와 부적응적 접근 회피 행동을 보일 수 있는 신경학적 또는 신경정신과 장애 환자에 대한 임상 조사를 위한 길을 열 수 있습니다.

서문

후각 자극이 자동 반응과 운동 행동을 유도한다는 것은 널리 받아들여지고 있습니다. 예를 들어, 인간의 경우, 부정적인 냄새가 시작된 후 500ms 후에 발생하는 회피 운동 반응(냄새 발생원에서 멀어지는 것)의 존재가 최근에 입증되었습니다¹. Chalençon et al. (2022)은 플라스크에서 나오는 냄새를 탐색하는 자유롭게 움직이는 인간 참가자를 기록함으로써 운동 행동(즉, 코에 접근하는 속도와 냄새 물질이 포함된 플라스크의 빼기)이 냄새 쾌락과 밀접한 관련이 있음을 보여주었습니다². 더욱이, 후각계의 처리와 운동 피질의 활동 사이의 밀접한 연관성은 최근 뇌파 검사(electroencephalography)를 사용하여 인간을 대상으로 입증되었다¹. 구체적으로, 악취가 시작된 후 약 350ms 후, 행동 준비 과정을 반영하는 것으로 알려진 특정 뮤 리듬 비동기화가 일차 운동 피질(M1) 전반 및 내에서 관찰되었으며, 곧이어 행동적 역방향 움직임이 뒤따랐다¹. 후각과 운동 시스템 사이의 관계에 대한 아이디어를 강화하는 또 다른 최근 연구는 쾌적한 냄새 물질에 노출되면 냄새가 없는 상태에 비해 피질 척수 흥분성이 증가한다는....

프로토콜

다음 섹션에 설명된 모든 실험 절차는 헬싱키 선언에 따라 윤리 위원회(CPP Ile de France VII, Paris, France, 프로토콜 번호 2022-A01967-36)의 승인을 받았습니다. 모든 참가자는 연구 등록 전에 서면 동의서를 제공했습니다.

1. 참가자 모집

1. 포함/제외 기준.
   1. 성인(> 18세) 참가자를 포함합니다. 국제 전문가 가이드라인²³에 따라 TMS에 대한 금기 사항이 있는지 모든 참가자를 선별합니다.
   2. 이식된 의료 기기(예: 인공와우, 심장 박동기 등), 발작, 두통, 뇌 외상 및 신경성 약물의 개인 또는 가족력이 있는 참가자는 제외됩니다. European Test of Olfactory Capabilities²⁴에 따라 "후각"으로 간주되는 참가자는 제외합니다.
2. 손잡이: Edinburgh Handedness Inventory 설문지²⁵에서 평가한 오른손잡이를 확인합니다.
   메모. 피질척수뇌피질의 흥분성과 운동계의 효과적인 연결성을 평가하는 연구에서 오른손잡이 참가자만 ....

토론

위의 프로토콜은 호흡 동기화 후각계와 단일 및 이중 코일 TMS를 결합하여 냄새 물질의 쾌락적 가치에 따라 피질척수 흥분성 및 효과적인 연결성의 변화를 조사하는 새로운 방법을 설명합니다. 이 설정을 통해 주어진 참가자의 냄새 물질의 쾌적성 값을 객관적으로 구별할 수 있으며, 이는 뇌의 효과적인 연결성 및 반응성에 대한 냄새 물질의 생물학적 영향을 나타냅니다. 이 프로토콜의 중요한 단?.......

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Acquisition board (8 channels)	National Instrument	NI USB-6009
Air compressor	Jun-Air	Model6-15
Alcohol prep pads	Any
Butyric acid	Sigma-Aldrich	B103500	Negative odorant
Desktop computer	Dell	Latitude 3520
EMG system	Biopac System	MP150
Isoamyl acetate	Sigma-Aldrich	W205508	Positive odorant
Nasal cannula	SEBAC France	O1320
Programmable pulse generator	A.M.P.I	Master-8
Surface electrodes	Kendall Medi-trace	FS327
TMS coil (X2)	MagStim	D40 Alpha B.I. coil
TMS machine	MagStim	Bistim2
Tube 6 mm x 20 m	Radiospare	686-2671	Pneumatic connection
USB-RS232	Radiospare	687-7806
U-shaped tubes	VS technologies	VS110115