Сочетание синхронизированного с дыханием ольфактометра с моделированием мозга для изучения влияния запахов на кортикоспинальную возбудимость и эффективную связь

Резюме

В данной статье описывается использование синхронизированного с дыханием ольфактометра для запуска транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) с одной или двумя катушками во время презентации одоранта, синхронизированной с носовым дыханием человека. Эта комбинация позволяет объективно исследовать, как приятные и неприятные запахи влияют на кортикоспинальную возбудимость и эффективные связи мозга у конкретного человека.

Аннотация

Широко признано, что обонятельная стимуляция вызывает у животных и людей двигательное поведение, такое как приближение к приятным запахам и избегание неприятных. Недавние исследования с использованием электроэнцефалографии и транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) продемонстрировали сильную связь между процессингом в обонятельной системе и активностью моторной коры головного мозга у людей. Чтобы лучше понять взаимодействие между обонятельной и двигательной системами и преодолеть некоторые из прежних методологических ограничений, мы разработали новый метод, сочетающий ольфактометр, который синхронизирует случайный порядок представления одорантов с различными гедонистическими значениями, и запуск ТМС (одно- и двухспиральной) с фазами носового дыхания. Этот метод позволяет исследовать модуляции кортикоспинальной возбудимости и эффективной ипсилатеральной связи между дорсолатеральной префронтальной корой и первичной моторной корой, которые могут возникать при приятном и неприятном восприятии запахов. Применение данного метода позволит объективно различать значение приятности одоранта у данного участника, свидетельствуя о биологическом воздействии одоранта на эффективную связность и возбудимость мозга. Кроме того, это может проложить путь для клинических исследований у пациентов с неврологическими или нервно-психическими расстройствами, у которых могут проявляться гедонистические изменения запаха и дезадаптивное поведение, связанное с избеганием приближения.

Введение

Широко признано, что обонятельная стимуляция вызывает автоматические реакции и двигательное поведение. Например, у людей^{недавно было} продемонстрировано существование моторной реакции избегания (отклонение от источника запаха), возникающей через 500 мс после появления негативного запаха. Записывая свободно движущихся людей, исследующих запахи, исходящие от колб, Chalençon et al. (2022) показали, что моторное поведение (т.е. скорость приближения к носу и извлечение колбы с одорянтом) тесно связано с гедонизмом запаха². Более того, тесная связь между процессингом в обонятельной системе и активностью в моторной коре была нед....

протокол

Все экспериментальные процедуры, описанные в следующих разделах, были одобрены Комитетом по этике (CPP Ile de France VII, Париж, Франция, протокол No 2022-A01967-36) в соответствии с Хельсинкской декларацией. Все участники предоставили письменное информированное согласие перед зачислением в исследование.

1. Набор участников

1. Критерии включения/исключения.
   1. Включить взрослых (> 18 лет) участников. Скрининг всех участников на наличие противопоказаний к ТМС в соответствии с рекомендациями международных экспертов²³.
   2. Исключить участников с имплантированными медицинскими устройств....

Результаты

Репрезентативные данные, представленные здесь, отражают записи участников после выполнения пошагового протокола, приведенного выше, чтобы дать предварительное представление о том, чего мы можем ожидать.

На рисунке 2 показан пример дыхательных сигналов ?.......

Обсуждение

В приведенном выше протоколе описан новый метод, сочетающий использование синхронизированного с дыханием ольфактометра с одно- и двухспиральной ТМС для исследования изменений кортикоспинальной возбудимости и эффективной связи в зависимости от гедонистической ценности одорантов. Т?.......

Материалы

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