Gostaríamos de agradecer a David Pitcher por sua valiosa contribuição para este experimento TMS. Esta pesquisa foi financiada por uma bolsa do Instituto Levie-Edersheim-Gitter para Mapeamento Cerebral de BS, uma bolsa da Fundação Wolfson; concede 65/08 e 1657-1608 da Fundação de Ciência de Israel e uma bolsa de viagem do pesquisador do British Council Programa de Intercâmbio para GY O experimento foi conduzido no Instituto Wohl for Advanced Imaging, Tel-Aviv Sourasky Medical Center.

O ensaio é realizado em duas sessões separadas. Durante a primeira sessão de uma experiência de ressonância magnética funcional (por exemplo, um localizador funcional) é levada a cabo, a fim de definir as áreas de alvo TMS desejados numa base sujeito individual. Os resultados do fMRI são introduzidos em um sistema de navegação estereotáxica para um TMS precisos de segmentação. A segunda sessão é realizada após a análise dos dados de fMRI, durante os quais EEG é gravado simultaneamente com TMS. O protocolo aqui descrito foi aprovado pelo comitê de ética da Tel-Aviv Sourasky Medical Center. No exemplo dado neste trabalho, os dados foram analisados ​​com MATLAB versão 7.7 (R2008b). O Statistical Parametric Mapping (SPM 5) software para MATLAB e marsbar caixa de ferramentas para SPM 23 foram utilizados para o processamento de dados de fMRI. 1. FMRI Session e fMRI Análise de Dados <ol><li> Executar uma tarefa funcional MRI utilizando um planar imaging echo (EPI) seqüenciamentoe para determinar a focos de activação desejada para ser alvo de TMS. Para uma melhor dissociação entre zonas adjacentes, tais como o OFA e EBA no exemplo abaixo, é recomendada a digitalização de alta-resolução. Voxels de 3 mm 3 ou inferior, obtido com uma cabeça de bobina de 8 ou mais canais de MRI, são suficientes para delinear as regiões adjacentes. </li><li> Execute uma verificação estrutural em T1 para obter dados neuroanatômicos. Certifique-se de que o rosto do participante é inteiramente incluída no campo de visão de este tipo de exame, uma vez que os marcadores externos sobre a imagem (por exemplo, a ponta do nariz) será usado posteriormente para coregister cabeça do sujeito com a sua digitalização. </li><li> Após a coleta de dados, use a caixa de ferramentas para marsbar SPM para definir as regiões do cérebro desejados de interesse com base em contrastes entre as condições experimentais. Utilize os contrastes enfrentar&gt; objetos para definir área enfrentam o occipital (OFA) e órgãos&gt; objetos para definir área do corpo Extrastirate (EBA). Para garantir ainda mais thpara os dois alvos corticais são funcionalmente distintos, use &quot;conjunção&quot; (em marsbar) para mascarar a partir de cada ROI qualquer voxels que responderam à outra condição experimental (exclui face-voxels da EBA, e corpo-voxels do OFA). </li><li> Corregister as imagens T1 estruturais com os exames funcionais, usando SPM. </li><li> Copie os arquivos da verificação estrutural, bem como os arquivos de contraste funcionais relevantes, para uma unidade portátil, a fim de fazer o upload para o sistema de navegação. </li></ol> 2. Preparar um paradigma para o Experimento EEG-TMS que permitirá Extração ERP Descrito na seção abaixo é um método de coleta de dados de EEG durante a aplicação TMS de uma forma que permite a extração de confiável e replicável ERPs 19. A vantagem desta técnica é que ela lida facilmente com o, de longa duração, TMS artefato secundário, e é robusto o suficiente até mesmo para permitir a restauração de dados em eletrodos localizados logo abaixo da TMS cpetróleo, onde o artefato é de alta voltagem e maior duração. <ol><li> Organização do paradigma <ol><li> Executar as diferentes condições de TMS (as diferentes áreas cerebrais alvo, bem como uma condição não-TMS) em blocos separados. </li><li> Dentro de cada bloco de apresentar o participante com todas as condições de estímulo (por exemplo, rostos, objetos, cenas e assim por diante) aleatoriamente em um projeto relacionado a eventos. </li><li> Para uma melhor qualidade de ERP e modelo TMS-ruído (abaixo) certifique-se de ter pelo menos 50 tentativas por condição. </li></ol></li><li> Definir o calendário das TMS de pulso / pulsos para a latência desejado após o início da imagem. Isso é feito por meio de escrita para uma porta paralela, a partir do qual um cabo vai para o estimulador de TMS. Esta função está disponível na maioria dos softwares para experimentos psicológicos, como Psychtoolbox (versões 2 ou 3) para MATLAB 24 ou E-Prime (ver Tabela Materiais). Jitter o intervalo entre estímulos (ISI) para reduzir o estímulo (e pulso) previsibilidade (por exemplo, adicionar um valor aleatório entre 0 a 500 mseg em cada ISI). </li><li> Prepare uma condição em branco tela adicional: <ol><li> Prepare ensaios durante o qual TMS serão aplicadas na mesma intensidade, mas sem a apresentação do estímulo na tela. Estes ensaios em branco TMS de ecrã será servido para calcular um modelo de artefato TMS, na ausência de estimulação visual. </li><li> Definir o número de repetições dos ensaios em branco a ser idêntico ao número de repetições de qualquer uma das condições experimentais dentro do bloco. </li><li> Para obter uma representação precisa da forma do artefato residual TMS, embaralhar os ensaios em branco ao longo de todo o bloco, em vez de apresentá-los todos no início ou no final. </li></ol></li></ol> 3. Configurando o EEG e do Sistema de neuronavegação e Realização do Experimento TMS precisos de segmentação de ROIs definidas individualmente é possível com o uso de um navi estereotáxicagação do sistema, constituído por uma câmara de infravermelhos, sensores de infravermelhos montado na cabeça do participante, e um software especializado. <ol><li> Participantes de tela com base em critérios de segurança TMS. Excluir de assuntos de participação com um eu ou história familiar de epilepsia, sujeita a outras condições neurológicas ou com enxaquecas freqüentes, e assuntos sobre drogas psicoativas. Apesar de não ser tipicamente selecionados para, indivíduos com suspeita de distúrbios autonômicos, como síncopes vasovagal (principalmente manifestadas como uma tendência a desmaiar facilmente) também podem ser excluídas. Instrua os participantes a evitar bebidas alcoólicas começando na noite anterior, e bebidas com cafeína, pelo menos 2 horas antes do experimento. Para obter mais instruções e discussão de segurança ver Rossi et al 25, ea revisão de segurança Magstim ( <a href="http://joedevlin.psychol.ucl.ac.uk/tms/docs/magstim_safety.pdf">http://joedevlin.psychol.ucl.ac.uk/tms/docs/magstim_safety.pdf</a> ). </li><li> Prepare tele neuronavegação sistema: <ol><li> Antes da sessão começar, alimentar os arquivos digitalizados estruturais no software do sistema de navegação. </li><li> Sobreponha os resultados de ressonância magnética funcional (os contrastes) nas imagens estruturais. </li><li> Usando o software de neuronavegação, marque os alvos desejados nas imagens, assim como os marcadores anatômicos externos que servirão para coregistration: a ponta do nariz, a parte mais profunda da ponte do nariz, muitas vezes referido como nasion, eo tragus de cada orelha. </li></ol></li><li> Monte a tampa EEG na cabeça do participante e conectar os eletrodos: <ol><li> Tente manter a impedância do eletrodo não superior a 5 kW. </li><li> Para evitar o aquecimento relacionados com TMS dos eletrodos, usar o mínimo de gel possível. Para conseguir uma boa impedância com pouca quantidade de gel de realizar uma preparação da pele completa. Opcionalmente, peça aos participantes para lavar os cabelos antes de vir para o experimento. </li><li> Certifique-se de que os fios de eletrodos não se cruzam each outra e são orientadas para fora a partir da localização da bobina. Evite laços nos fios. </li><li> Use uma alta taxa de amostragem para uma melhor representação do artefato ruído. Recomenda-se usar 1 kHz ou acima, como a maioria dos estudos anteriores usando este método tem feito 7,26-28. </li><li> Coloque a referência e os eléctrodos de terra, na medida do possível da bobina. Neste exemplo, as áreas do córtex occipital foram alvo usando uma referência nariz e um terreno Fz 7. Para outros exemplos, veja 3,4,27,29,30. Note-se que os dados podem ser re-referenciada desligada para uma nova referência, conforme necessário, tal como a média comum. Nota: Para uma análise sobre a otimização da configuração TMS-EEG, consulte Veniero et al 31. </li></ol></li><li> Coregister cabeça do sujeito com a digitalização, como segue: <ol><li> Monte os detectores de infravermelho sobre a cabeça do participante. </li><li> Coregister a localização cabeça com o sistema de navegação usando os marcadores predefinidos (pontado nariz, etc Ver Figura 3). Aconselha-se a repetir o coregistration entre blocos para garantir a colocação da bobina precisas em todas as fases. </li></ol></li><li> Localize as áreas-alvo: <ol><li> Já o sujeito sentado com o queixo apoiado em uma chinrest à distância desejada da tela. </li><li> Certifique-se que os participantes se sentem confortáveis ​​em sua cadeira, como eles são convidados a abster-se de movimentos durante os blocos experimentais (importantes para uma medição de ruído modelo exato). </li><li> Escolha um alvo TMS do sistema de navegação Figura 3. </li><li> Usando a ferramenta de ponteiro (ver Tabela Materiais), deixe o sistema de navegação orientar o usuário para o local bobina ideal e marcá-lo com um pequeno adesivo na tampa do eletrodo. É importante manter o ponteiro perpendicular à cabeça. Repita esta etapa antes de cada bloco. Note que não é recomendado o uso de navegação on-line durante o bloco (navegar a bobinaem si, mantendo-o) uma vez que qualquer movimento da bobina devem ser evitados por um melhor medida do modelo de artefato TMS. Verificou-se que predefinir e marcando o local TMS é a melhor maneira de realizar a estimulação estável. </li><li> Guia centro preciso da bobina para o marcador, enquanto está a ser realizado por um titular. Certifique-se que é tangente à cabeça. </li></ol></li><li> Definir a intensidade TMS para o valor desejado. Administrar um pulso de teste para aprovação do participante. </li><li> Execute o bloco experimental. </li><li> No-TMS condição: se uma bobina de sham TMS especializado não está disponível, coloque a bobina TMS ao lado da cabeça do sujeito e incliná-la em 90 °. Execute o bloco como de costume, incluindo os ensaios em branco. O leitor também pode se referir ao papel vídeo Jove por Andon e Zatorre 32 para mais uma demonstração do sistema de navegação. </li></ol> 4. Analisando os dados de EEG e Computação ERP <ol><li> Retire o Artif pulso imediatoato, como se segue: <ol><li> Se um dispositivo de corte não está disponível (ver acima), o primeiro passo no processamento de dados de EEG seria cortar o imediato TMS pulso próprio produto manufacturado a partir dos dados. Note-se que esta etapa pode ser ignorada se os filtros não são desejados. Mas, se os filtros são aplicados, a forma afiada de ponta do artefato irá criar distorções nos dados. Um tempo estreita janela de 10 a 15 ms após o início de pulso deve ser suficiente, mas não se esqueça de verificar isso por inspeção visual dos dados. </li><li> Ligue as duas extremidades cortadas criados após a remoção de pulso. Dois métodos principais para realizar isto foram sugeridas nos relatórios anteriores: 1 simplesmente unir as duas extremidades remanescentes após a remoção do pulso (ver Fuggetta 26 et al e na Figura 1.);. 2. Interpolar uma linha entre os dois corte acaba por gerar valores igualmente espaçados entre eles 7. A equação utilizada para esta interpolação é como se segue: para cada ponto de dados em falta y na amostra x,calcular y = y 0 + ((1-y y 0) * (xx 0)) / (x 1-x 0) em que x 0 e 0 y são as coordenadas para o último ponto de dados antes de o segmento de corte, e x 1 e y 1 são as coordenadas para o primeiro ponto de dados após o segmento de corte. Ambas as técnicas de assegurar que os filtros podem ser aplicados sobre os dados, sem produzir ondulações devido aos passos afiados voltagem, conforme demonstrado na Figura 1. Consulte a trabalho por Reichenbach e colegas 27 para uma interpolação polinomial de 3 ª ordem mais complexa. </li></ol></li><li> Aplique o método de subtração: <ol><li> Para cada bloco experimental, incluindo uma condição de controle não-TMS se presente, calcular uma média de ERP para os ensaios tela em branco por tempo prendê-los para início julgamento (como se uma imagem tinha sido apresentado). </li><li> Subtraia esse modelo a partir de uma média de cada ensaio de todas as outras condições de estímulo. Se vários blocos foram executadospara o mesmo local de estimulação, fazê-lo separadamente, para cada bloco, como o molde será um pouco diferente entre os blocos. </li></ol></li><li> Todas as outras etapas de pré-processamento e processamento são realizados como em qualquer outro experimento ERP. </li></ol>

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T., Walsh, V., Duchaine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triple+dissociation+of+faces,+bodies,+and+objects+in+extrastriate+cortex.">Triple dissociation of faces, bodies, and objects in extrastriate cortex.</a> Curr Biol. 19, 319-324 (2009).</li><li>Pitcher, D., Walsh, V., Yovel, G., Duchaine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TMS+evidence+for+the+involvement+of+the+right+occipital+face+area+in+early+face+processing.">TMS evidence for the involvement of the right occipital face area in early face processing.</a> Curr Biol. 17, 1568-1573 (2007).</li></ol>

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.

Ter a capacidade única de interromper momentaneamente a atividade neuronal normal em áreas corticais selecionados, em momentos precisos e com um relativamente boa precisão espacial, TMS permite ligar causalmente uma área do cérebro estimulada com um comportamento ou de uma medida neurofisiológica. Neste artigo descrevemos um método para medir EEG durante a aplicação TMS concorrente, visando áreas corticais funcionalmente definidos, e aplicar uma análise que permite uma medição confiável de respostas ERP. N...

Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) gera interferência momentânea à atividade neural normal em áreas-alvo do cérebro. Ao criar esta interferência neural transitório e medindo uma mudança comportamental ou fisiológico, podemos tirar um nexo de causalidade entre a área alvo eo efeito experimental medida (para uma revisão ver Pascual-Leone et al. E Taylor et al. 1,2). Tal efeito experimental pode ser, por exemplo, um desempenho de uma tarefa cognitiva ou uma mudança na electrofisiológico (EEG) actividade. De fato, nos últimos anos, pesquisadores começaram a usar TMS em combinação com EEG de se relacionar diretamente áreas corticais com potenciais relacionados a eventos (ERP) ou padrões de atividade oscilatórios (por exemplo, 2-7). Neste trabalho metodológico vamos descrever um quadro específico e útil para combinar TMS e EEG: TMS fMRI-guiada durante um experimento ERP. Primeiro, iremos detalhar como aplicar TMS para áreas pré-definidas pela FMRI, durante a gravação de dados de EEG. Nós, então, descrever um projeto experimental que permite a extração de ERP confiável. O objetivo de tal experiência é causalmente áreas do cérebro de ligação reveladas com ressonância magnética funcional para componentes de ERP de interesse. Por último, vamos dar um exemplo específico de um estudo relativo rosto e corpo ERPs seletivo com rosto e corpo áreas seletivas que são reveladas com fMRI. Qual é a vantagem de ligar sinais de EEG com ativações fMRI? EEG e fMRI são comumente usadas ferramentas para medir as respostas corticais a entrada visual. Por exemplo, a categoria-seletividade na via visual foi avaliada para diferentes categorias de objetos visuais, como rostos, partes do corpo, e as palavras escritas, tanto por meio de ERP extraídos de 8,9 dados EEG e ressonância magnética funcional 10-12. Os sinais medidos por estas duas ferramentas de investigação comuns são, no entanto, de fundamentalmente diferente natureza. EEG traz informações sobre a atividade elétrica neural com grande temporaisprecisão, mas muito baixa resolução espacial e pode refletir uma mistura de muitas fontes subjacentes separadas. A fMRI fornece uma medida indireta da atividade neuronal contando com as alterações hemodinâmicas lentos que ocorrem durante a apresentação do estímulo e / ou execução da tarefa, mas apresenta esta actividade com uma resolução espacial superior. Estabelecendo uma correlação entre as duas medidas podem, assim, ser de grande interesse, mas é limitada na medida em que não implica um nexo de causalidade entre a resposta eletrofisiológica gravada em couro cabeludo e as áreas reveladas com ressonância magnética funcional. Mesmo quando medido ao mesmo tempo (por exemplo, 13-15), uma relação de causalidade entre direccional EEG e actividade em áreas corticais funcionalmente definidos não podem ser determinados. TMS é uma ferramenta que pode ajudar conseguir o estabelecimento de uma relação tão causal. Um estudo do EEG-TMS simultânea é metodologicamente difícil, principalmente devido ao artefato de alta tensão introduzida no sinal EEG by a estimulação magnética (veja a Figura 1, para uma revisão ver Ilmoniemi et al. 16). Este artefato consiste em uma perturbação passageira curta vida relacionada com pulso, muitas vezes seguido de um artefato secundário (ou residual) mais lento que pode durar algumas centenas de milissegundos após o pulso é entregue Figura 2A, substituindo, assim, a maioria dos componentes de ERP de interesse. Este artefato secundário podem incluir fontes mecânicas, tais como correntes induzidas pelo pulso magnético para a fiação ea lenta decadência dessas correntes na pele, e as fontes fisiológicas, tais como a atividade muscular sobre o couro cabeludo e auditiva ou potenciais evocados somatossensitivos provocada pela operação de a bobina de 17-20. Embora as fontes de interferência mecânica provavelmente produzir artefactos de amplitude maiores do que os fisiológicos, estes diferentes artefactos não podem ser separados, e a existência de qualquer deles, em que o sinal pode confundir os resultados. Uma possível paração é a aplicação de pulsos TMS repetitivos antes EEG gravação (&quot;off-line TMS&quot;), em oposição ao simultânea de EEG-TMS. O efeito inibitório de um protocolo deste tipo sobre a actividade cortical persistir durante vários minutos (ou superior a meia hora) após a estimulação, e EEG pode ser medida durante esta janela de tempo efectiva e comparadas com os valores basais, pré-TMS, dados de EEG. Estimulação repetitiva, no entanto, é, por definição, a falta de alta resolução temporal que pode oferecer linha TMS, em que pulsos pode ser administrado a um momento preciso em relação ao início do estudo com a resolução de milisegundos. O efeito de estimulação repetitiva pode também propagar através de ligações corticais através de uma área mais ampla do que o desejado e, por conseguinte, reduzir significativamente a resolução espacial bem. Para aproveitar tanto a resolução espacial e temporal que TMS pode fornecer uma combinação simultânea de EEG-TMS pode ser aplicada. No entanto, isto requer métodos para a remoção de produtos manufacturadosgerada pela estimulação magnética do sinal EEG. Muito poucas soluções matemáticas offline para remoção artefato TMS foram propostos 16,21,22, embora nenhum método é acordado, e não há um método pode ser o ideal para todos os projetos experimentais. Um sistema de &quot;recorte&quot;, que consiste em um circuito sample-and-hold, também foi desenvolvido para interromper momentaneamente a aquisição de EEG durante TMS entrega de pulso 20. Esta técnica não só exige hardware especializado, mas pode não remover completamente o artefato TMS residual. Neste artigo vamos descrever uma adaptação de uma metodologia de EEG-TMS desenvolvido pela Thut e colegas 19, particularmente adequado para estudos de ERP. Esta técnica permite a extração confiável de ERP, eliminando todos os componentes de ruído residual causada pelo pulso TMS Figura 2. Vamos fornecer mais orientação geral para uma instalação experimental EEG-TMS sucesso. Outro desafio em estudos TMS dirigida in este papel metodológico é encontrar a melhor posição da bobina e do ângulo para uma mira precisa da área cortical desejado. Vamos descrever o uso de um sistema de navegação estereotáxica para coregister cabeça do sujeito com as imagens funcionais de ressonância magnética pré-adquiridos. Embora o sistema de navegação pode ser utilizada para localizar as estruturas cerebrais anatomicamente definidas, uma segmentação RMf guiada é particularmente útil uma vez que para muitas funções e efeitos experimentais a localização precisa de activação não pode ser inferida a partir de marcadores anatómicos sozinho. Para essas regiões funcionais de interesse (ROI), a definição de uma área é feito para cada participante individual. Para ilustrar todos os itens acima, vamos dar um exemplo de um estudo que fizemos anteriormente, em que o EEG foi gravado simultaneamente com TMS guiado por fMRI ativações 7. Neste estudo, uma dissociação dupla foi feita entre ERPs face-seletivos e corporais seletivo: apesar de rosto e corpo ERPs ervilhak em torno dos mesmos sites de latência e de eletrodos, visando áreas face-seletivos e corporais seletivo definidos individualmente no lobo occipital lateral, nos permitiu dissociar as redes neurais subjacentes a cada resposta ERP. Finalmente, vamos tentar dar mais conselho geral para otimizar a gravação de EEG durante a aplicação TMS.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="596">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">3.0T Signa MRI scanner</td>
			<td style="width:107px;">General Electric</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="63" rowspan="2" style="height:63px;width:209px;">BrainAmp&#160; amplifier&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:107px;"><a name="RANGE!B3">Brain Products GmbH</a></td>
			<td rowspan="2" style="width:113px;">BP-01300</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">Electrode input box</td>
			<td style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;">Optional</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">PowerPack - battery for amplifier</td>
			<td style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td style="width:113px;">BP-02615</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="146">
			<td height="167" rowspan="2" style="height:167px;width:209px;">BrainCap - 32 flat electrodes on a flexible cap&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td rowspan="2" style="width:113px;">BP-0300MR</td>
			<td rowspan="2" style="width:167px;">Flat electrodes should be used to assure a shorter distance beween coil and scalp. If larger (e.g. pin type) electrodes are used, remove the ones under the coil</td>
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">TMS Super Rapid2 stimulator</td>
			<td style="width:107px;">Magstim</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:209px;">50mm double coil</td>
			<td style="width:107px;">Magstim</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="169">
			<td height="169" style="height:169px;width:209px;">Coil holder&#160;</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;">Any mechanical arm or tripod that can hold the coil, be adjusted to the right angle and location, and keep the coil steady during stimulation</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:209px;">Chinrest</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">Polaris infrared camera</td>
			<td style="width:107px;">Rogue Research Inc</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">Polaris trackers and pointer tool</td>
			<td style="width:107px;">Rogue Research Inc</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">BrainSight workstation and software</td>
			<td style="width:107px;">Rogue Research Inc</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">BrainVision Recorder software</td>
			<td style="width:107px;">Brain Products GmbH</td>
			<td style="width:113px;">BP-00010</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">MATLAB software</td>
			<td style="width:107px;">The MathWorks Icn.</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:209px;">SPM for Matlab</td>
			<td style="width:107px;">Wellcome Department of Imaging Neuroscience, London, UK&#160;</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:209px;">MarsBar region of interest toolbox for SPM</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="211">
			<td height="211" style="height:211px;width:209px;">Psychtoolbox for MATLAB</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;">This toolbox and the E-prime software (below) are examples for stimulus presentation software capable of delivering commands to the TMS stimulator and to the EEG recorder with reliable timing</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:209px;">E-Prime software</td>
			<td style="width:107px;">Psychology Software Tools, Inc.</td>
			<td style="width:113px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extracting visual evoked potentials from eeg data recorded during fmri-guided transcranial magnetic stimulation

Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) é um método eficaz para o estabelecimento de um nexo de causalidade entre uma área cortical e efeitos cognitivos / neurofisiológicos. Especificamente, criando uma interferência transitória com a actividade normal de uma região-alvo e medir alterações em um sinal eletrofisiológico, podemos estabelecer um nexo de causalidade entre a área do cérebro estimulada ou rede eo sinal eletrofisiológico que gravamos. Se as áreas-alvo do cérebro são funcionalmente definida com prévia fMRI, TMS pode ser usado para ligar as ativações de fMRI com potenciais evocados gravados. No entanto, a realização de tais experimentos apresenta desafios técnicos consideráveis, uma vez os artefatos alta amplitude introduzidas no sinal EEG pelo pulso magnético, ea dificuldade para atingir com sucesso as áreas que foram funcionalmente definidos por fMRI. Aqui nós descrevemos uma metodologia para combinar estas três ferramentas comuns: TMS, EEG e fMRI. Nós explicamos como orientar o estimulador &amp; #39; s bobina para a área-alvo desejado, utilizando dados de ressonância magnética anatômicas ou funcionais, como gravar EEG durante concorrente TMS, como projetar um estudo de ERP adequado para combinação de EEG-TMS e como extrair ERP confiável a partir dos dados gravados. Vamos fornecer resultados representativos de um estudo publicado anteriormente, em que TMS RMf guiada foi utilizado simultaneamente com EEG para mostrar que a face selectiva N1 e o componente N1 corpo selectivo do ERP estão associadas com as redes neuronais distintas no córtex extra-estriado. Este método permite-nos combinar a alta resolução espacial de fMRI com a alta resolução temporal do TMS e EEG e, portanto, obter uma compreensão abrangente da base neural de vários processos cognitivos.

Uma investigação EEG-TMS concorrente foi usado para revelar se as respostas de ERP para rostos e corpos registrados ao longo do couro cabeludo occipito-temporal são dissociados. Quando estímulos visuais são apresentados, um componente N1 proeminente é gravado em locais de eletrodo póstero-lateral. Em particular, o componente N1 é tipicamente maior para rostos e corpos do que para outras categorias de estímulo 8,33. Ao avaliar o efeito da estimulação no rosto e áreas do cérebro do corpo seletivo d...

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Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

Este artigo descreve um método para a coleta e análise de dados de eletroencefalografia (EEG) durante a estimulação simultânea magnética transcraniana (TMS) guiada por ativações reveladas com ressonância magnética funcional (fMRI). Um método para remoção TMS artefato e extração de potenciais relacionados a eventos é descrito, bem como considerações em design e configuração paradigma experimental.

Extraindo potenciais evocados visuais de dados EEG gravado durante fMRI-guiada Estimulação Magnética Transcraniana

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

extracting-visual-evoked-potentials-from-eeg-data-recorded-during

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.7K visualizações.  Tel-Aviv University.  Este artigo descreve um método para a coleta e análise de dados de eletroencefalografia (EEG) durante a estimulação simultânea magnética transcraniana (TMS) guiada por ativações reveladas com ressonância magnética funcional (fMRI). Um método para remoção TMS artefato e extração de potenciais relacionados a eventos é descrito, bem como considerações em design e configuração paradigma experimental. 

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Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

Combinando Estimulação Magnética Transcraniana e fMRI para o Exame da rede de modo padrão

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Neurociência

Applications of EEG Neuroimaging Data: Event-related Potentials, Spectral Power, and Multiscale Entropy

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain signal. Typically, researchers represent the brain's response as the mean across repeated experimental trials and disregard signal fluctuations over time as "noise". However, it is becoming clear that brain signal variability conveys meaningful functional information about neural network dynamics. This article describes the novel method of multiscale entropy (MSE) for quantifying brain signal variability. MSE may be particularly informative of neural network dynamics because it shows timescale dependence and sensitivity to linear and nonlinear dynamics in the data.

Neuroimaging researchers typically consider the brain's response as the mean activity across repeated experimental trials and disregard signal variability over time as "noise". However, it is becoming clear that there is signal in that noise. This article describes the novel method of multiscale entropy for quantifying brain signal variability in the time domain.

Aplicações de dados de EEG Neuroimagem: potenciais relacionados a eventos, espectral de potência, e Multiscale Entropia

When considering human neuroimaging data, an appreciation of signal variability represents a fundamental innovation in the way we think about brain ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the electrical responses of the retina to light stimulation, while the VEP measures the corresponding functional integrity of the visual pathways from the retina to the primary visual cortex following the same light event. The ERG waveform can be broken down into components that reflect responses from different retinal neuronal and glial cell classes. The early components of the VEP waveform represent the integrity of the optic nerve and higher cortical centers. These recordings can be conducted in isolation or together, depending on the application. The methodology described in this paper allows simultaneous assessment of retinal and cortical visual evoked electrophysiology from both eyes and both hemispheres. This is a useful way to more comprehensively assess retinal function and the upstream effects that changes in retinal function can have on visual evoked cortical function.

This protocol describes simultaneous measurement of electroretinogram and visual evoked potentials in anesthetized rats.

Gravação simultânea de Eletrorretinografia e potenciais evocados visuais em ratos anestesiados

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific frequency and in turn modulate ongoing cortical oscillatory activity. This neurotool allows the establishment of a causal link between endogenous oscillatory activity and behavior. Most of the tACS studies have shown online effects of tACS. However, little is known about the underlying action mechanisms of this technique because of the AC-induced artifacts on Electroencephalography (EEG) signals. Here we show a unique approach to investigate online physiological frequency-specific effects of tACS of the primary motor cortex (M1) by using single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to probe cortical excitability changes. In our setup, the TMS coil is placed over the tACS electrode while Motor Evoked Potentials (MEPs) are collected to test the effects of the ongoing M1-tACS. So far, this approach has mainly been used to study the visual and motor systems. However, the current tACS-TMS setup can pave the way for future investigations of cognitive functions. Therefore, we provide a step-by-step manual and video guidelines for the procedure.

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) allows the modulation of cortical excitability in a frequency-specific fashion. Here we show a unique approach which combines online tACS with single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) in order to "probe" cortical excitability by means of Motor Evoked Potentials.

Efeitos da estimulação da corrente alternada transcraniana no córtex Motor primário por on-line abordagem combinada com estimulação magnética transcraniana

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Visual Evoked Potential Recordings in Mice Using a Dry Non-invasive Multi-channel Scalp EEG Sensor

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable because of the plunger-spring-barrel structural facet and mechanical strengths resulting from metal materials. The whole process for acquiring the VEP responses in vivo from a mouse consists of four steps: (1) sensor assembly, (2) animal preparation, (3) VEP measurement, and (4) signal processing. This paper presents representative measurements of VEP responses from multiple mice with a submicro-voltage signal resolution and sub-hundred millisecond temporal resolution. Although the proposed method is safer and more convenient compared to other previously reported animal EEG acquiring methods, there are remaining issues including how to enhance the signal-to-noise ratio and how to apply this technique with freely moving animals. The proposed method utilizes easily available resources and shows a repetitive VEP response with a satisfactory signal quality. Therefore, this method could be utilized for longitudinal experimental studies and reliable translational research exploiting non-invasive paradigms.

We designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable. This paper describes the whole process from manufacturing the proposed EEG electrode to signal processing of visual evoked potential (VEP) signals measured on a mouse scalp using a dry non-invasive multi-channel EEG sensor.

Gravações de potenciais evocadas visuais em ratos usando um não-invasivo seco multi-canal do couro cabeludo Sensor de EEG

For scalp EEG research environments with laboratory mice, we designed a dry-type 16 channel EEG sensor which is non-invasive, deformable, and re-usable ...

Event Related Potentials (ERPs) and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD)

Neuropsychiatric diagnoses like ADHD are based on subjective methods like interviews, rating scales and observations. There is a need for more brain-based supplements. Stimulant medication is the most common treatment for ADHD. Clinically useful predictors of response have so far not been reported. The aim of this paper is to describe the EEG based methods we apply to extract potential biomarkers for brain dysfunction. Examples relate to biomarkers for pediatric ADHD, and prediction of medication response. The main emphasis is on Event Related Potentials (ERPs).
A nineteen channel EEG is recorded during a 3 min eyes-opened task, a 3 min eyes-closed task, and a 20 min cued visual GO/NOGO task (VCPT). ERPs are recorded during this task. The goal of the ERP protocol is to extract biomarkers of assumed brain dysfunctions that significantly differentiate between a patient group and healthy controls. The protocol includes recording during standard conditions and artifact correction. ERP waves can be used or transformed into latent components. The components of the patient group are compared with controls, empathizing components that, when compared, show relatively high effect sizes. Sub-groups of the patients are selected on the basis of the cluster analysis in the space of the components. Treatment procedure (such as medication, tDCS or neurofeedback protocol) can be applied and the changes in components related to treatment in the subgroups are observed, forming the basis for clinical recommendations.
The methods described were applied in a study of 87 pediatric ADHD patients. The index of medication response discriminated significantly between responders and non-responders with a large, and clinically meaningful effect size (d = 1.84). In an ongoing study comparing ADHD children with matched controls, several variables discriminate significantly between patients and controls. The global index will exceed d = .8. The EEG based methods described here could be clinically meaningful.

Event Related Potentials ERPs and other EEG Based Methods for Extracting Biomarkers of Brain Dysfunction: Examples from Pediatric Attention Deficit/Hyperactivity Disorder ADHD

EEG-methods are applied for extracting biomarkers of brain dysfunctions. The focus is on multi-channel event-related potentials (ERPs) recorded in a cued GO/NOGO task. Non-brain artifacts are corrected and ERPs are compared with the normative data. Examples relate to biomarkers for ADHD diagnosis and prediction of medication response.

Potenciais Relacionados a Eventos (ERPs) e outros métodos baseados em EEG para extrair biomarcadores de disfunção cerebral: Exemplos do Transtorno de Déficit de Atenção Pediátrica/Hiperatividade (TDAH)

Neuropsychiatric diagnoses like ADHD are based on subjective methods like interviews, rating scales and observations. There is a need for more brain-based ...

Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through modulation of neural resting membranes. Compared to other techniques, tDCS is relatively safe, cost-effective, and can be administered while individuals are engaged in controlled, specific cognitive processes. This latter point is important as tDCS may predominantly affect intrinsically active neural regions. In an effort to test tDCS as a potential treatment for psychiatric illness, the protocol described here outlines a novel procedure that allows the simultaneous application of tDCS during exposure to trauma-related cues using virtual reality (tDCS+VR) for veterans with posttraumatic stress disorder (NCT03372460). In this double-blind protocol, participants are assigned to either receive 2 mA tDCS, or sham stimulation, for 25 minutes while passively watching three 8-minute standardized virtual reality drives through Iraq or Afghanistan, with virtual reality events increasing in intensity during each drive. Participants undergo six sessions of tDCS+VR over the course of 2-3 weeks, and psychophysiology (skin conductance reactivity) is measured throughout each session. This allows testing for within and between session changes in hyperarousal to virtual reality events and adjunctive effects of tDCS. Stimulation is delivered through a built-in rechargeable battery-driven tDCS device using a 1 (anode) x 1 (cathode) unilateral electrode set-up. Each electrode is placed in a 3 x 3 cm (current density 2.22 A/m2) reusable sponge pocket saturated with 0.9% normal saline. Sponges with electrodes are attached to the participant&#8217;s skull using a rubber headband with the electrodes placed such that they target regions within the ventromedial prefrontal cortex. The virtual reality headset is placed over the tDCS montage in such a way as to avoid electrode interference.

This manuscript outlines a novel protocol to allow the simultaneous application of transcranial direct current stimulation during exposure to warzone trauma-related cues using virtual reality for veterans with posttraumatic stress disorder.

Aplicação simultânea de estimulação de corrente direta transcraniana durante exposição à realidade virtual

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through ...

Objectively Assessing Sports Concussion Utilizing Visual Evoked Potentials

A portable system capable of measuring steady-state visual-evoked potentials (SSVEP) was developed to provide an objective, quantifiable method of electroencephalogram (EEG) testing following a traumatic event. In this study, the portable system was used on 65 healthy rugby players throughout a season to determine whether SSVEP are a reliable electrophysiological biomarker for concussion. Preceding the competition season, all players underwent a baseline SSVEP assessment. During the season, players were re-tested within 72 h of a match for either test-retest reliability or post-injury assessment. In the case of a medically diagnosed concussion, players were reassessed again once deemed recovered by a physician. The SSVEP system consisted of a smartphone housed in a VR-frame delivering a 15 Hz flicker stimulus, while a wireless EEG headset recorded occipital activity. Players were instructed to stare at the screen's fixation point while remaining seated and quiet. Electrodes were arranged according to the 10-20 EEG-positioning nomenclature, with O1-O2 being the recording channels while P1-P2 the references and bias, respectively. All EEG data was processed using a Butterworth bandpass filter, Fourier transformation, and normalization to convert data for frequency analysis. Players SSVEP responses were quantified into a signal-to-noise ratio (SNR), with 15 Hz being the desired signal, and summarized into respective study groups for comparison. Concussed players were seen to have a significantly lower SNR compared to their baseline; however, post-recovery, their SNR was not significantly different from the baseline. Test-retest indicated high device reliability for the portable system. An improved portable SSVEP system was also validated against an established EEG amplifier to ensure the investigative design is capable of obtaining research quality EEG measurements. This is the first study to identify differences in SSVEP responses in amateur athletes following a concussion and indicates the potential for SSVEP as an aid in concussion assessment and management.

A portable system capable of measuring steady-state visual-evoked potentials was developed and trialed on 65 amateur rugby players over 18 weeks to investigate SSVEP as a potential electrophysiological biomarker for concussion. Players' baselines were measured pre-season, with retesting for reliability, concussion, and recovery assessment being conducted within controlled time-periods, respectively.

Avaliação objetiva da concussão esportiva utilizando potenciais visuais evocados

A portable system capable of measuring steady-state visual-evoked potentials (SSVEP) was developed to provide an objective, quantifiable method of ...

﻿Participant Screening for Transcranial Magnetic Stimulation

Participant Screening for Transcranial Magnetic Stimulation  

To begin, screen the participant for any contraindications to transcranial magnetic stimulation, or TMS. Inform the participant about the study objectives and procedures. Review the risks outlined in the institution's ethics review board-approved consent document.Answer any questions about the potential risks and obtain written, informed consent before beginning any study procedures.

Triagem de Participantes para Estimulação Magnética Transcraniana

Aumentando a eficácia da EMT com a técnica de trança Sol em diversas populações

The Sol Braiding Method for Handling Thick Hair During Transcranial Magnetic Stimulation: An Address for Potential Bias in Brain Stimulation

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that is frequently utilized in neuroscience for both therapeutic and research purposes. TMS offers critical medical services like treating major depression and is vital in almost every research facility. Because TMS relies on scalp placement, hair is thought to affect efficacy because it varies the distance to the target site. Further, it is presumed that the hair textures and length that are predominantly seen in minoritized persons might pose significant challenges to collecting high-quality data. Here, we present preliminary data demonstrating that TMS may be influenced by hair, particularly in historically underrepresented minoritized groups.
The Sol braiding approach is introduced here as an easy-to-learn, quick-to-implement technique that reduces variability in TMS. Compared across nine participants, it was found that the Sol method significantly increased motor evoked potential (MEP) strength and consistency (p &#60; 0.05). By removing the physical hair barrier that impedes direct coil-to-scalp contact, the Sol approach enhances TMS delivery. The MEP peak amplitude and the MEP area under the curve (AUC) were shown to increase as a result. While preliminary, these data are an important step in addressing diversity in neuroscience. These procedures are explained for non-braiding experts.

Autor em destaque: Aumentando a acessibilidade do TMS por meio de técnicas de trança para diversos tipos de cabelo

Hair type commonly seen in historically underrepresented minorities appears to interfere with transcranial magnetic stimulation (TMS). Here we describe a hair braiding method (The Sol Braiding Technique) that improves TMS.

O método de trança Sol para lidar com cabelos grossos durante a estimulação magnética transcraniana: um endereço para viés potencial na estimulação cerebral

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a technique that is frequently utilized in neuroscience for both therapeutic and research purposes. TMS offers ...