본 연구는 한국 보건 의료 기술 R &amp; D 프로젝트, 보건 복지부, 한국에서 보조금 (A101901)에 의해 지원되었다. 우리는 절차를 통해 기술 지원을 제공하기 위해 박사 지 - 영 리 감사합니다.

윤리 문 :이 연구는 눈을 멀게 병원의 임상 시험 심사위원회에서 승인되었다. 1. 준비 재료 (표 1) <ol><li> 최대 3.0 테슬라의 출력을 350 마이크로 초 펄스 폭에서 200-240 청소기 50/60 Hz에서 (5A)의 전원으로 TMS 장비를 사용한다. </li><li> TMS 시스템과 활성 전극 (자세한 내용은 단계 3.1 참조)를 사용하여 모터가 전위 (MEP)를 유발 결정하기 위해 근전도 (EMG)에 의해 각 과목에 모터 임계 값 (RMT)을 휴식 취득. 실제 TMS 연구 프로토콜 (그림 1)에 대한 개별 강도와 RMT를 설정합니다. 참고 : neuronavigational 시스템은 컴퓨터 화면, 주관적 추적, 코일 추적기, 포인터, 교정 블록, 카메라, 및 TMS 의자 좌석 시스템을 포함한다. (그림 2-4) </li><li> 유도 virtu의 정도를 테스트하는 작업을 명명 사진을 설정 Superlab 프로그램을 사용하여 주제에 자극을 제시알 실어증. </li><li> 단계 4에서 자세히 설명 음성 기록 시스템을 사용하여, 각 픽처 녹음 반응 시간. </li><li> 단계 4에서 자세히 설명 음성 분석 시스템에 의해 화상 명명 응답 대기 시간 및 지속 시간을 분석한다. </li></ol> 2. 연구 디자인 확인 <ol><li> 가상 실어증을 유도하기 위해 RTMS를 사용합니다. <ol><li> 4 단계 그림 명명 작업에 자세히 설명 그림 명명 작업을 수행 할 주제를 요청합니다. </li><li> 그림 명명 작업 중 하나 neuronavigation 유도 RTMS (NTMS) 또​​는 기존의 RTMS (CTMS)을 적용합니다. CTMS의 세부 사항은 단계 5.3.2 및 5.5에 설명되어 있습니다. </li></ol></li><li> 명명 픽처 반응 시간 및 에러 비율을 측정하고, 단계 4에서 자세히 설명 된 바와 같이, 두 조건 하에서 결과를 비교. </li></ol> TMS 프로토콜 3. 준비 <ol><li> RMT를 결정 <ol><li> 좌측 제 1 등 지느러미에서의 활성 전극을 배치terosseous (FDI) 근육. </li><li> 왼쪽 FDI 근육의 수축을 확인, 4-6 초 interstimulus 간격으로 오른쪽 M1 지역에 10 연속적인 자극을 제공합니다. </li><li> 50 uV에서보다 큰 피크 간 진폭 MEP는 적어도 다섯 번 생성되는 최소 강도 TMS를​​ 사용하여 피사체의 RMT를 결정한다. </li></ol></li><li> TMS 매핑 <ol><li> neuronavigational 시스템을 사용하는 대상의 3-T의 MR 스캐너를 사용하여 고해상도 T1 강조 자기 공명 (MR) 해부학 적 영상을 얻을 수 있습니다. 자기 공명 영상 스캔 파라미터는 표 1에 요약되어있다. 참고 :도 5에 도시 된 바와 같이, 전방 접합면 (AC) 및 후방 접합면 (PC)의 해부학 적 가이드를 이용하여 각 개인의 뇌 곡선 피부를 재 구축 neuronavigation 프로그램에 뇌 MR 영상을 전송. <ol><li> 피부 구조를 재구성 <ol><li> 피사체의 뇌 MR의 파일을 구합니다의학의 표준 디지털 이미징 및 통신 (DICOM)의 이미지입니다. 체재. &quot;변환 연구&quot;를 선택하여 MR 이미지를 변환합니다. 파일이 neuronavigation의 컴퓨터로 전송되는 검색 디렉토리를 설정합니다. 변환 유형은 neuronavigation 프로그램에서 사용될 DICOM 형식에 의해 선택되어야한다. </li><li> neuronavigation 프로그램이 설치된 컴퓨터 DICOM 파일 전송. 탐색 프로그램을 구현합니다. 기본 아이콘은 &quot;해부학&quot;입니다. 새 환자 레코드를 들어, DICOM 이미지 파일 중 하나를 선택한다. </li><li> &quot;아틀​​라스 공간&quot;을 클릭합니다. 이 단계는 각각의 이미지를 재구성하는 기준점을 설정하는 것이다. 보도는 &quot;수동 (AC-PC 상자)&quot;드롭 박스의 &quot;새&quot;를 클릭하여 참조 해부학 적 구조를 설정합니다. </li><li> 뇌량의 환자의 AC의 원개의 열 앞에 배치 된 두 개의 반구의 바로 중간 선을 찾습니다. 마크 MR 이미지에 AC 및 &quot;AC 설정&quot;을 클릭합니다. </li><li> 환자의 PC, 대뇌 수로의 상단의 지느러미 측면에있는 두 개의 반구의 중간 선을 찾습니다. 마크 MR 이미지에 PC와 &quot;로 설정 PC&quot;를 클릭합니다. </li><li> 피부 구조를 만들기 위해 &quot;재건&quot;을 클릭합니다. 보관 용 계정을 누르고 &quot;새&quot;는 &quot;스킨&quot;을 선택합니다. 자기 공명 영상에서 재구성의 범위를 설정합니다. 코 끝과 양쪽 귀 전체 두개골을 포함해야합니다. </li><li> 새로운 구조의 &quot;계산 피부&quot;를 클릭합니다. 프로세스가 완료 될 때까지 기다립니다. 피부 시공 종료 후, 피부의 형태를 표시한다. </li></ol></li><li> 뇌 곡선 다음 3.2.1.1을 재구성하기 위해 &quot;재건&quot;절에서 &quot;전체 뇌 곡선&quot;을 선택합니다. 이전 단계와 유사하게, 비강 팁을 포함하는 MR 영상의 재구성에 대한 범위를 설정한다. &quot;컴퓨팅 곡선&quot;을 클릭합니다. 건설이 완료된 후 전체 뇌 곡선이 표시되어야한다. </li></ol></li><li> 마크 nasion, 코 끝, 두 tragus는 해부학 적 랜드 마크를 등록합니다. 이 단계는 환자의 뇌 피질의 대상의 상대 위치 설정에 대한 재구성 피부 구조 (도 6) 사이의 해부학 지점과 일치한다. <ol><li> 은 &quot;랜드 마크&quot;아이콘을 클릭합니다. 랜드 마크를 구성하려면 계산 된 피부 구조 (코 뼈의 접합에 이마 코 사이의 지점)에 nasion을 표시합니다. &quot;새&quot;를 클릭하여 등록하고 &quot;랜드 마크 1&quot;로 저장 </li><li> 마크 코 끝 &quot;새&quot;를 클릭하여 코 끝을 등록하고 &quot;랜드 마크 2&quot;로 저장 1. 랜드 마크로서 nasion 등록 후 </li><li> 피부 구조의 각 tragus를 표시합니다. tragus는 조개의 전면에 위치한 외이의 작은 뾰족한 예하입니다. 표시하고 &quot;새로운&quot;랜드 마크를 클릭 한 후 각 tragus을 등록합니다. 이 프로토콜의 경우, 오른쪽 tragus는 레지입니다istered는 &quot;랜드 마크 3&quot;왼쪽으로 &quot;랜드 마크 4&quot;로 등록됩니다. </li></ol></li><li> 참가자의 머리에 주관적인 추적기와 머리 끈을 넣습니다. 각 과목에 대한 모든 세션에서 탐색 좌석 시스템의 교정 블록 코일 추적기를 보정합니다. 확인 탐색 카메라를 검출하고 표시 대상, 의자, 코일, 진행하기 전에 컴퓨터 화면의 포인터의 추적 시스템의 모든. <ol><li> 좌석 시스템 코일 보정. <ol><li> 모든 NTMS 자극하기 전에 코일 추적기를 보정합니다. 컴퓨터 메인 메뉴에서, &quot;창&quot;을 선택합니다. 보관 용 계정에 &quot;TMS 코일 교정&quot;을 클릭합니다. &quot;새로운 교정&quot;을 클릭합니다. 두 번째 세션에서, 코일 이름이 처음 사용 선택하고 &quot;다시 보정&quot;을 클릭합니다. </li><li> 교정 블록의 표준 지점 후방에 TMS 코일을 배치합니다. 코일이 수평으로 배치되어 있는지 확인합니다. 확인 그카메라는 교정 블록 (녹색으로 표시) 코일 추적기를 모두 감지된다. 그런 다음, &quot;교정 카운트 다운 시작&quot;버튼을 클릭하고, 카운트 다운의 5 초이 시작됩니다. 카운트 다운 동안 계속 코일을 잡으십시오. </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol> 작업을 명명 4. 사진 <ol><li> 자동으로 다음 사진에 이동하기 전에 3,000 밀리 초 각 자극을 제시하는 그림 명명 프로그램을 설정합니다. </li><li> 로 정확하고 신속하게 제시된 그림의 이름을 참가자에게 문의하십시오. </li><li> 프리웨어 음성 분석 프로그램을 이용하여 헤드셋 마이크를 통해 피사체에 의해 만들어진 사운드를 검출하여, 각 픽처에 대한 반응 시간 (참가자에 의해 제 소리 화면의 자극 팝업창에서 대기 시간)을 측정한다. <ol><li> 테스트 (K-BNT)을 명명 보스턴의 한국어 버전의 사진 데이터베이스에서 세에 이름 길이와 두 개의 세그먼트에 일치 마흔 이미지가 화면에 표시됩니다Kim 등의 연구에서와 같이 사전 및 사후 자극,., (2014). </li></ol></li></ol> 5. TMS 매핑 프로토콜 <ol><li> TMS (600) 펄스의 총 10 분 동안 RMT의 90 %의 강도로 Deliver1 Hz의 자극. </li><li> 수직으로 목표 지향 코일과 두개골의 그림 8 코일 접선 방향을 잡습니다. </li><li> TMS 매핑 (그림 7) <ol><li> NTMS 대한 정규화 뇌의 표면에 기초하여 상기 해부학 전두 이랑 (IFG)를 식별한다. <ol><li> NTMS의 대상으로 IFG를 등록합니다. <ol><li> &quot;대상&quot;을 누릅니다 &quot;구성 목표&quot;를 클릭합니다. 뇌 곡선을 표시하는 창에서 IFG를 표시합니다. 상세한 타겟 설정은 각 가로 및 시상 MR 영상을 타겟팅함으로써 달성된다. &quot;궤적&quot;로 포인트를 저장합니다. </li></ol></li><li> 주제 두피와 랜드 마크를 등록합니다. <ol><li> 매핑 &quot;세션&quot;을 클릭합니다. 몹시 떠들어 대다새로운 보관함에서 &quot;온라인 세션&quot;을 선택하여 새 세션. A &quot;세션 1&quot;창이 기본 아이콘이 &quot;대상&quot;인 내에서 생성됩니다. 단계 3.2.2.2에 저장된 대상 이름을 선택합니다. ( &quot;탄도 1&quot;을 선택합니다). &quot;추가&quot;버튼을 클릭하고 다음 단계로 이동합니다. </li><li> &quot;등록&quot;을 클릭합니다. 이 단계는 피사체 재구성 뇌 곡선과 일치한다. 단계 3.2.2.1에서 등록 된 랜드 마크. 실제 해부학 적 구조의 해부학 점 매칭에 사용된다. </li><li> 카메라가 포인터와 그린 색상으로 표시 피사체 추적, 모두를 식별해야합니다. 포인터와 피사체의 nasion을 가리 킵니다. &quot;다음 랜드 마크에 샘플 % 이동&quot;을 클릭합니다. 피사체의 코 끝과 샘플을 가리 킵니다. 네 개의 랜드 마크가 일치 될 때까지 반복합니다. </li></ol></li></ol></li><li> CTMS의 10 ~ 20 국제 EEG 시스템 (7)의 F3에 코일을 배치합니다. </li></ol></li><li>코일이 원하는 목표에 있으며 NTMS 절차 전반에 걸쳐 유지하기 위해 화면을보십시오. 코일 황소의 눈 (도 8)로 표시되는 타겟으로부터 멀리 이동할 때 화면이 피사체의 뇌 표면 의도 대상 코일뿐만 아니라, 오차 범위를 표시한다. 멀리 이동할 때 화면을 참조하면, 작업자는 대상에서 코일을 조정한다. <ol><li> 등록 된 대상을 통해 NTMS를 수행 <ol><li> 클릭 단계 5.3.1.1에 기재된 피사체의 랜드 마크를 등록 후 화면에서 &quot;수행&quot;. 포인터를 감지하는 카메라의 기본 설정을 변경하려면, 단계 3.2.3.1 동안 저장 코일 이름을 선택합니다. &quot;드라이버&quot;드롭 박스의 하단에. 카메라가 피사체 추적 및 코일 추적기를 모두 식별해야합니다. </li><li> 화면에 등록 된 대상 (IFG)에서 TMS 코일의 상대적인 거리와 각도를 표시하는지 확인합니다. 코일 타겟으로부터 멀리 이동하면코일이 의도 한 목표 범위 내에있는 경우는 녹색으로 표시되어있는 반면 거리는 적색으로 표시된다. 가능한 한 황소의 눈과 코와 대상 사이의 각도를 얻기 위해보십시오. </li></ol></li></ol></li><li> CTMS 절차가 맹목적으로 TMS를​​ 제공하는 작업자로부터 멀리 화면을 켭니다. 이 세션의 시작했다 같이 코일 유지된다. </li></ol> 6. Topograhic 데이터 수집 <ol><li> 수동 리모콘의 &quot;기록&quot;버튼을 눌러 자극 당 기록 코일 위치. </li><li> 각 자극을 기록시, Taliarach는 X, Y, 지정된 타겟 (Z)과 실제 자극 면적 좌표 취득한다. </li><li> 프리웨어 화상 처리 프로그램 (MRIcro, http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/index.html)를 이용하여 정규화 한 뇌의 좌표를 도시한다. </li><li> g 상기 브로드 만 영역을 포함 해부학 뇌 영역에 대응하는 취득talairach에 yrus, 로브, 그리고 반구 지역 라벨은 프리웨어 라벨 프로그램 (Talairachclient, http://www.talairach.org/client.html)를 사용하여 좌표. </li></ol>

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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 널리. 10 가치있는 치료 효과가 실어증의 치료를위한 저주파 RTMS와 대뇌 피질의 흥분에 억제 neuromodulatory 효과를 포함 RTMS의 생리적 영향에 의해 제공됩니다. 임상 및 기초 연구에 모두 사용되는 신경 처리 또는 가상의 (11) 과도 중단된다 RTMS에 의해 유도 된 병소는. 행동 성능을 변경할 수있다 (12) 그러나, RTMS 원하는 효과가 희석 될 수 있거나, 심지어는 타겟에 잘못 코일...

반복 경 두개 자기 자극 (RTMS)는 비 침습적 중추 및 말초 신경계에서 신경 회로를 활성화합니다. 1 RTMS는 뇌의 흥분이 변조 및 모터 약점, 실어증, 방치, 통증 등 여러 가지 정신 및 신경 학적 조건에서 잠재적 인 치료 효과를 가지고 . (3) 종래에는 국제 10-20 EEG 시스템을 사용하여 확인 된 운동 피질 이외 RTMS 또는 특정 외부로부터 최적의 거리를 측정하여 표적 부위. 그러나, 크기, 해부학, 뇌 피질의 형태에 간 개인차가 최적의 대상 현지화 도전하게 고려되지 않습니다. 3 RTMS 응용 프로그램에 대한 또 다른 중요한 문제는 자기 코일의 배치 및 대뇌 피질의 영역 사이의 불일치이다 의도 자극. 광학 추적 탐색 신경 외과는 특급이AND로 그 응용 프로그램은 자기 코일의 지침 RTMS을 포함하는인지 신경 과학 분야를 포함한다. neuronavigational 시스템은 대상 영역에 코일 위치에서 4,5- 이러한 발산 자주 10-20 EEG 시스템을 채택하는 종래의 방식으로 발생한다. RTMS위한 최적의 타겟 구조를 식별 어시스트 이것은 neuronavigation 의해 극복 될 것으로 예상된다. 이 연구 프로토콜은 각각의 해부학 적 매핑을 사용하여, 브로카 영역을 대상으로 neuronavigational RTMS으로 건강한 과목에서 가상 실어증을 유도하는 방법을 보여줍니다. 사진 이름으로 반응 시간의 변화의 관점에서 가상 실어증의 정도를 측정하고, 종래의 방법에서, 자극들과 비교된다. neuronavigation 유도 방법은 뇌 자기 펄스를 제공하기위한보다 높은 정밀도를 가지므로, 종래의 방법보다 더 큰 임상 적 변화를 입증 할 것으로 예상된다. 이 스터드의 목표Y는 임상에서 실어증 환자에 대한 자극의보다 정확하고 효과적인 방법을 소개했다.

<table><tbody><tr><td>Medtronic MagPro X100</td><td>MagVenture</td><td>9016E0711</td><td></td></tr><tr><td>MCF-B65 Butterfly coil</td><td>MagVenture</td><td>9016E042</td><td></td></tr><tr><td>Brainsight TMS Navigation</td><td>Rogue Research</td><td>&lt;br/&gt; KITBSF1003&amp;nbsp;</td><td></td></tr></tbody></table>

neuronavigation-guided repetitive transcranial magnetic stimulation for aphasia

그것의 잠재적 인 치료 효과에 대한 승인을 얻고있다으로 반복 경 두개 자기 자극 (RTMS)을 널리 여러 가지 신경 학적 조건에 사용됩니다. 뇌의 흥분은 비 침습적 변조 RTMS에 의해, 그리고 언어 영역에 RTMS는 실어증의 치료에 잠재적 인 영향을 입증했다. 우리의 프로토콜에서, 우리는 인위적으로 neuronavigational TMS (NTMS), 기존 TMS (CTMS) 국제 10-20 EEG 시스템의 F3를 사용하여 브로드 만 영역 (44, 45)를 억제하여 건강한 피험자에서 가상 실어증을 유도하는 것을 목표로하고 있습니다. 실어증의 정도를 측정하기 위해, 화상 명명 작업 전후 자극에 대한 반응 시간의 변화를 측정하고 NTMS CTMS와의 반응 시간의 지연을 비교한다. 두 TMS 자극 방법의 정확도는 Talairach 대상 실제 자극의 위치 좌표의 평균을 비교한다. 자극 일관성 대상의 오차 범위에 의해 입증된다. 이 스투의 목적DY는 NTMS의 사용을 설명하고 CTMS들에 비해 NTMS의 장점과 한계를 설명하는 것입니다.

도 9에 도시 된 바와 같이 김 외. 자극 우측 M1 영역 (8)보다 국소 자극이 적은 분산시켜 비 조종 종래의 방법에 비해 neuronavigational 시스템 가이던스 TMS보다 우수한 효과를 보여 주었다. 통합 지원하기위한 추가 증거 TMS와 neuronavigational 시스템은 NTMS 및 CTMS 국제 10-20 EEG 시스템의 F3에 대한 브로드 만 영역 (44, 45)을 대상으로 건강한 과목에서 가상 실...

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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.

실어증에 대한 Neuronavigation 유도 반복 경 두개 자기 자극

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

Research

JoVE Journal

Behavior

12.0K 조회수.  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.

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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.

명금의 청각 자극 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)

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

연구

행동분석학

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.

동시 fMRI를하는 동안 고품질 EEG 데이터를 얻기위한 가장 좋은 현재의 관행

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.

경 두개 직류 자극하는 동안 동시 EEG 모니터링

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

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, which is unlike the protocols used for human subjects. We report a successful application of rTMS to the unilateral hemisphere of rat brain. The rTMS was delivered with a low-frequency (1 Hz), high-frequency (20 Hz), or sham stimulation protocol to one side of the brain by using a small 25-mm figure-8 coil. We placed the center of the coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulated the coil 45&#176; to the ground to minimize a potential direct effect of rTMS on the contralateral cortex. We also used an in-house water cooling system to enable repetitive magnetic stimulation for more than 20 min, even at a 20-Hz stimulation frequency. Increases in the transcriptions of immediate early genes (Arc, Junb, and Egr2) were greater after rTMS than after sham stimulation. After 5 consecutive days of 20-min 1-Hz rTMS, bdnf mRNA expression was significantly higher in stimulated cortex than in contralateral side. The model presented herein will elucidate the molecular mechanisms of rTMS by allowing analysis of the inter-hemispheric difference in its effect.

We applied repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the unilateral hemisphere of rat brain, by placing a 25-mm figure-8 coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulating the coil by 45&#176;. An in-house water cooling system was used for rTMS for more than 20 min.

쥐 뇌의 일방적 인 북반구에 반복 경 두개 자기 자극

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this experiment, we demonstrate the administration of low-frequency repetitive TMS (rTMS) to an optimal stimulation site in the right hemisphere in patients with chronic non-fluent aphasia. A battery of standardized language measures is administered in order to assess baseline performance. Patients are subsequently randomized to either receive real rTMS or initial sham stimulation. Patients in the real stimulation undergo a site-finding phase, comprised of a series of six rTMS sessions administered over five days; stimulation is delivered to a different site in the right frontal lobe during each of these sessions. Each site-finding session consists of 600 pulses of 1 Hz rTMS, preceded and followed by a picture-naming task. By comparing the degree of transient change in naming ability elicited by stimulation of candidate sites, we are able to locate the area of optimal response for each individual patient. We then administer rTMS to this site during the treatment phase. During treatment, patients undergo a total of ten days of stimulation over the span of two weeks; each session is comprised of 20 min of 1 Hz rTMS delivered at 90% resting motor threshold. Stimulation is paired with an fMRI-naming task on the first and last days of treatment. After the treatment phase is complete, the language battery obtained at baseline is repeated two and six months following stimulation in order to identify rTMS-induced changes in performance. The fMRI-naming task is also repeated two and six months following treatment. Patients who are randomized to the sham arm of the study undergo sham site-finding, sham treatment, fMRI-naming studies, and repeat language testing two months after completing sham treatment. Sham patients then cross over into the real stimulation arm, completing real site-finding, real treatment, fMRI, and two- and six-month post-stimulation language testing.

We explore the use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to improve language abilities in patients with chronic stroke and non-fluent aphasia. After identifying a site in the right frontal gyrus for each patient that responds optimally to stimulation, we target this site during ten days of rTMS treatment.

만성 비 유창한 실어증과 뇌졸중 환자의 언어 기능을 개선하기 위해 반복적 경 두개 자기 자극을 활용

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this ...

의학

Individualized rTMS Treatment for Depression using an fMRI-Based Targeting Method

To achieve greater clinical efficacy, a revolution in treatment for major depressive disorder (MDD) is highly anticipated. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is a non-invasive and safe neuromodulation technique that immediately changes brain activity. Despite its wide application in the treatment for MDD, the treatment response remains different among individuals, which may be attributable to the inaccurate positioning of the stimulation target. Our study aims to examine whether the functional magnetic resonance imaging (fMRI)-assisted positioning improves the efficacy of rTMS in treating depression. We intend to identify and stimulate the subregion of dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) in MDD with strongest anti-correlation with the subgenual anterior cingulate cortex (sgACC), and to conduct a comparative investigation of this novel method and the traditional 5-cm rule. To achieve more precise stimulation, both methods were applied under the guidance of neuronavigation system. We expected that the TMS treatment with individualized positioning based on resting state functional connectivity may show better clinical efficacy than the 5-cm method.

The present protocol describes the application of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), where a subregion of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) with the strongest functional anticorrelation with the subgenual anterior cingulate cortex (sgACC) was located as the stimulation target under the assistance of a fMRI-based neuronavigation system.

fMRI 기반 표적화 방법을 이용한 우울증에 대한 개별화된 rTMS 치료

To achieve greater clinical efficacy, a revolution in treatment for major depressive disorder (MDD) is highly anticipated. Repetitive transcranial ...

MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder

Here we outline the protocol for magnetic resonance imaging (MRI) guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the dorsal medial prefrontal cortex (dmPFC) in patients with major depressive disorder (MDD). Technicians used a neuronavigation system to process patient MRIs to generate a 3-dimensional head model. The head model was subsequently used to identify patient-specific stimulatory targets. The dmPFC was stimulated daily for 20 sessions. Stimulation intensity was titrated to address scalp pain associated with rTMS. Weekly assessments were conducted on the patients using the Hamilton Rating Scale for Depression (HamD17) and Beck Depression Index II (BDI-II). Treatment-resistant MDD patients achieved significant improvements on both HAMD and BDI-II. Of note, angled, double-cone coil rTMS at 120% resting motor threshold allows for optimal stimulation of deeper midline prefrontal regions, which results in a possible therapeutic application for MDD. One major limitation of the rTMS field is the heterogeneity of treatment parameters across studies, including duty cycle, number of pulses per session and intensity. Further work should be done to clarify the effect of stimulation parameters on outcome. Future dmPFC-rTMS work should include sham-controlled studies to confirm its clinical efficacy in MDD.

Here we outline the procedure for MRI-guided repetitive transcranial magnetic stimulation to the dorsomedial prefrontal cortex as an experimental treatment for major depressive disorder.

Here we outline the protocol for magnetic resonance imaging (MRI) guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the dorsal medial ...

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.

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

신경과학

Study Design for Navigated Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Speech Cortical Mapping

The cortical areas involved in human speech should be characterized reliably prior to surgery for brain tumors or drug-resistant epilepsy. The functional mapping of language areas for surgical decision-making is usually done invasively by electrical direct cortical stimulation (DCS), which is used to identify the organization of the crucial cortical and subcortical structures within each patient. Accurate preoperative non-invasive mapping aids surgical planning, reduces time, costs, and risks in the operating room, and provides an alternative for patients not suitable for awake craniotomy. Non-invasive imaging methods like MRI, fMRI, MEG, and PET are currently applied in presurgical design and planning. Although anatomical and functional imaging can identify the brain regions involved in speech, they cannot determine whether these regions are critical for speech. Transcranial magnetic stimulation (TMS) non-invasively excites the cortical neuronal populations by means of electric field induction in the brain. When applied in its repetitive mode (rTMS) to stimulate a speech-related cortical site, it can produce speech-related errors analogous to those induced by intraoperative DCS. rTMS combined with neuronavigation (nrTMS) enables neurosurgeons to preoperatively assess where these errors occur and to plan the DCS and the operation to preserve the language function. A detailed protocol is provided here for non-invasive speech cortical mapping (SCM) using nrTMS. The proposed protocol can be modified to best fit the patient- and site-specific demands. It can also be applied to language cortical network studies in healthy subjects or in patients with diseases that are not amenable to surgery.

Navigated repetitive transcranial magnetic stimulation is a highly efficient non-invasive tool for mapping speech-related cortical areas. It helps in designing brain surgery and speeds up the direct cortical stimulation conducted during the surgery. This report describes how to perform speech cortical mapping reliably for preoperative evaluation and research.

음성 피질 매핑을 위한 탐색된 반복적 경두개 자기 자극을 위한 연구 설계

The cortical areas involved in human speech should be characterized reliably prior to surgery for brain tumors or drug-resistant epilepsy. The functional ...

경련성 뇌성마비가 있는 어린이를 위한 통합 중재 교육 

Repeated Transcranial Magnetic Stimulation Combined with Action Observation Training in Children with Spastic Cerebral Palsy

This study presents the results of a randomized controlled trial utilizing a 2 x 2 factorial design, comparing the effects of repeated transcranial magnetic stimulation (rTMS) and action observation training (AOT) intervention methods on spasticity, balance function, and motor function in children with spastic cerebral palsy (SCP). The study aimed to investigate whether the combination of the two interventions produces greater improvement than either treatment alone or conventional treatment.
Subject children in this study, in accordance with the random number table, were randomly divided into four groups: conventional group, rTMS group, AOT group, and combined intervention group. All the children in the four groups received conventional rehabilitation treatment, on the basis of which they were given different therapeutic programs of rehabilitation measures. The conventional group had no other treatment while the rTMS group received rTMS, the AOT group received AOT and the combined intervention group was given a combined intervention of rTMS and AOT. They were trained five days per week for 12 weeks. Changes in scores of spasticity, balance function, walking ability, and gross motor function were assessed at the onset of the training program and upon completion of 12 weeks of treatment.
A total of 64 Children with SCP completed the study, and their results were analyzed. The total gross motor function efficiency of 87.50% in the experimental group was significantly higher than that of 25.00% in the conventional group, 62.50% in the rTMS group, and 68.75% in the AOT group. The preliminary results showed that combined intervention of rTMS and AOT could effectively improve the balance function and motor function of children, and the therapeutic effect of the combined intervention was better than that of conventional treatment, rTMS or AOT alone. Finally, clinical efficacy and optimal treatment parameters of the combined intervention were clarified to provide a clinical basis for therapists to conduct lower limb function rehabilitation for children with SCP.

저자 스포트라이트: 뇌성마비의 움직임 관찰과 결합된 반복적인 경두개 자기 자극

Children with spastic cerebral palsy (SCP) have limb spasticity, movement disorders, and abnormal posture due to injury to the cerebral cortex motor area, resulting in inability to stand and walk normally. Therefore, alleviating limb spasticity and enhancing gross motor function in children with SCP have become important therapeutic goals.

경련성 뇌성마비 소아의 행동 관찰 훈련과 결합된 반복적인 경두개 자기 자극

This study presents the results of a randomized controlled trial utilizing a 2 x 2 factorial design, comparing the effects of repeated transcranial ...