Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Мы демонстрируем протоколы модуляции (tDCS, HD-tDCS) и картографирования (роботизированный TMS) моторной коры у детей.
Картирование моторной коры с помощью транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) может выспросить физиологию и пластичность моторных кор кор кор, но несет в себе уникальные проблемы у детей. Аналогичным образом, транскраниальная стимуляция прямого тока (tDCS) может улучшить моторное обучение у взрослых, но только недавно была применена к детям. Использование tDCS и новых методов, таких как tDCS высокой четкости (HD-tDCS), требует специальных методологических соображений в развивающемся мозге. Роботизированное картографирование двигателей TMS может дать уникальные преимущества для картирования, особенно в развивающемся мозге. Здесь мы стремимся обеспечить практический, стандартизированный подход для двух интегрированных методов, способных одновременно изучать модуляцию моторных кор кор ы и моторные карты у детей. Во-первых, мы описываем протокол для роботизированного картирования двигателя TMS. Индивидуальные, МРТ-навигационные 12x12 сетки сосредоточены на моторной коры руководство робота для администрирования одноимпульсных TMS. Средний двигатель вызвал потенциал (MEP) амплитуды на точку сетки используются для создания 3D моторных карт отдельных мышц рук с исходами, включая карту области, объема и центра тяжести. Инструменты для измерения безопасности и переносимости обоих методов также включены. Во-вторых, мы описываем применение как tDCS, так и HD-tDCS для модулировать моторную кору и моторное обучение. Описаны экспериментальная парадигма обучения и результаты выборки. Эти методы будут способствовать применению неинвазивной стимуляции мозга у детей.
Неинвазивная стимуляция мозга может какизмерять, так и модулировать функцию мозга человека 1,2. Наиболее распространенной целью была моторная кора, отчасти из-за немедленного и измеримой биологической продукции (мотор вызывал потенциалы), но также и высокой распространенности неврологических заболеваний, приводящих к дисфункции двигательной системы и инвалидности. Это большое глобальное бремя болезней включает в себя высокую долю условий, затрагивающих детей, таких как церебральный паралич, основной причиной пожизненной инвалидности, затрагивающих около 17 миллионов человек во всем мире3. Несмотря на эту клиническую актуальность и разнообразные и растущие возможности нейростимуляции технологий, приложения в развивающемся мозге только начинают определяться4. Улучшенная характеристика существующих и новых неинвазивных методов стимуляции мозга у детей необходима для продвижения применения в развивающемся мозге.
Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) является устоявшимся нейрофизиологическим инструментом, все более используемым для его неинвазивного, безболезненного, хорошо переносимого и безопасного профиля у взрослых. Опыт TMS у детей относительно ограничен, но неуклонно растет. TMS обеспечивает магнитные поля, чтобы вызвать региональную активацию корковых нейронных популяций в головном мозге с чистыми выходами, отраженными в целевом мышечном двигателе, вызываемом потенциалами (MEP). Систематическое применение одного импульса TMS может определить карты моторной коры in vivo. Семинальные исследования на животных5 и новые исследования TMS человека6 показали, как моторные карты могут помочь в информировании механизмов корковой нейропластичности. Навигационный моторный отображение — это метод TMS, который используется для картирования моторной коры человека для изучения функциональных корковых областей. Изменения в моторной карте были связаны спластиковыми изменениями двигательной системы человека 7. Последние достижения в области роботизированной технологии TMS принесли новые возможности для повышения эффективности и точности картирования двигателей. Наша группа недавно продемонстрировала, что роботизированное картографирование двигателя TMS осуществимо, эффективно и хорошо переносится у детей8.
Транскраниальная стимуляция прямого тока (tDCS) является одной из форм неинвазивной стимуляции мозга, которая может смещать возбудимость коры и модулировать поведение человека. Там было множество исследований, исследующих влияние tDCS у взрослых (10000 испытуемых), но менее 2% исследований были сосредоточены на развивающихся мозга9. Перевод взрослых доказательств в педиатрии приложений является сложным, и модифицированные протоколы необходимы из-за сложных различий в детях. Например, мы и другие показали, что дети испытывают большие и сильные электрические поля по сравнению со взрослыми10,11. Стандартизация методов tDCS у детей важна для обеспечения безопасного и последовательного применения, улучшения репликации и продвижения поля. Опыт моторного обучения модуляции tDCS у детей ограничен, но увеличивается12. Переводные применения tDCS для конкретных популяций церебрального паралича продвигаются к поздней фазе клинических испытаний13. Усилия по более координационному стимулированию, применяемые с помощью tDCS высокой четкости (HD-tDCS), только что были впервые изучены у детей14. Мы продемонстрировали, что HD-tDCS производит аналогичные улучшения в моторном обучении, как обычные tDCS у здоровых детей14. Описание методов HD-tDCS позволит реплицить и дальнейшее применение таких протоколов у детей.
Все методы, описанные в этом протоколе, были одобрены Советом по этике исследований в области здравоохранения, Университет Калгари (REB16-2474). Протокол описан на рисунке 1.
1. Неинвазивные противопоказания стимуляции мозга
2. Транскраниальная магнитная стимуляция моторного картирования
3. Обычное приложение tDCS и HD-tDCS
Используя методы, представленные здесь, мы завершили рандомизированное, контролируемое фиктивным интервенционным исследованием8. Праворукие дети (n No 24, возраст 12-18) без противопоказаний для обоих типов неинвазивной стимуляции мозга были набраны. Участни...
TMS также был изучен в клинических педиатрических популяций, в том числе перинатального инсульта22 и ДЦП, где TMS моторные карты были успешно созданы у детей с церебральным параличом для изучения механизмов интервенционной пластичности. Используя установленныйп...
Авторы не раскрытии информации.
Это исследование было поддержано Канадскими институтами исследований в области здравоохранения.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1x1 SMARTscan Stimulator | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/1x1/tdcs/device | |
4x1 HD-tDCS Adaptor | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/4x1 | |
Brainsight Neuronavigation | Roge Resolution | https://www.rogue-resolutions.com/catalogue/neuro-navigation/brainsight-tms-navigation/ | |
Carbon Rubber Electrode | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/carbon-ruber-electrode | |
EASYpad Electrode | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/1x1-easypad | |
EASYstraps | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/1x1/accessories/1x1-easystrap | |
EMG Amplifier | Bortec Biomedical | http://www.bortec.ca/pages/amt_16.htm | |
HD1 Electrode Holder | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd1-holder | Standard Base HD-Electrode Holder for High Definition tES (HD-tES) |
HD-Electrode | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-electrode | Sintered ring HD-Electrode. |
HD-Gel | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gel | HD-GEL for High Definition tES (HD-tES) |
Micro 1401 Data Acquisition System | Cambridge Electronics http://ced.co.uk/products/mic3in | ||
Purdue Pegboard | Lafayette Instrument Company | ||
Saline solution | Baxter | http://www.baxter.ca/en/products-expertise/iv-solutions-premixed-drugs/products/iv-solutions.page | |
Soterix Medical HD-Cap | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-cap | |
TMS Robot | Axilium Robotics | http://www.axilumrobotics.com/en/ | |
TMS Stimulator and Coil | Magstim Inc | https://www.magstim.com/neuromodulation/ |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены