Bu çalışma, M.Ö. Kemik Mirası Vakıflar Clark hibe kısmen finanse edildi. Biz özel bir şekil grafik yaratma, ona yardım için Marissa McGinley teşekkür ifade etmek istiyorum.

1. FCR ve ES Kaslar Tek ve Eşlenmiş-Pulse TMS <ol><li> Temel Güvenlik Önlemleri: bir insan bir konu üzerinde TMS gerçekleştirmeden önce bir manyetik alana maruz kalma ile ilgilidir bu temel güvenlik tedbirleri için ilk ekranda için gerekli . Laboratuarımızda Manyetik Rezonans Güvenlik, Eğitim ve Araştırma 10 Enstitüsü tarafından belirlenen tarama yönergeleri izleyin. Laboratuvarımızda da rutin bir aile öyküsü olan bireylerde epilepsi nöbetleri hariç. Ayrıca, ES kasların TMU konular kulak tıkacı ve daha az odak ve güçlü stimülasyon şiddetleri nedeniyle bir ağız koruyucu giymek gerekir. </li><li> Elektrik Kayıtlar: TMS yanıtları iskelet kaslarının elektromiyografi (EMG) sinyalleri kaydetmek için gerekli olan motor sistemi incelemek için. FCR kas için önkol boyuna t üzerinde bulunan bipolar elektrot düzenlemesi kullanarak yüzey elektrotları yerbiz daha önce 7,11 açıklandığı gibi traş ve deri sıyrıldıktan sonra o kas. Erector spinae kaslar için, traş ve deri sıyrıldıktan sonra 8 L3-L5 vertebra seviyesinde kaslar üzerinde uzunlamasına yer alan benzer bir elektrot düzenlemesi kullanın. </li><li> TMS Bobin Oryantasyon: ağırlıklı olarak transsynaptically 12 TMS bobin uygun şekilde konumlandırmak için gerekli olan kortikospinal nöron etkinleştirmek. FCR kasları için orta hat kafa derisi ve 45 derece 70-mm-şekil-sekiz TMS bobini teğet yer böylece lateral-posterior medial-anterior yönüne bağlı akım. ES kaslar için daha fazla penetrasyon derinliği ve temsil minyatür daha derin olan bu kaslar nedeniyle gerekli bir çift konik bobin kullanın. Burada, bobin anterior akım yönünü posterior konumlandırılmış. Biz s bize yardımcı olmak için, bir lazer ek sistemi ile bizim bobin özel modifiye varçift ​​konik bobin ubsequent yeniden konumlandırma. </li><li> &#39;Hotspot&#39; Tanımlama: uyarılmış potansiyel büyük motorlu ortaya çıkarır stimülasyon konumunu belirlemek için gereklidir. FCR kas için kurnazca çok küçük artışlarla TMS bobini etrafında hareket eden ve büyük motorlu uyarılmış potansiyel amplitüdü gözlemlemek burada belirleyici. Bir kez bulunan kafa derisi veya likralı kap ya da silinmez mürekkep ile bu alanda dikkat. ES kasları TMS insan denekler, üst bacak kasları TMS daha çok daha rahatsız. Dolayısıyla, biz bunu tolere edilebilirliği ve fizibilite artırmak için ES kaslar için aerodinamik TMS protokol var. Burada, bunun yerine &quot;sıcak nokta&quot; bulma kafatasının tepe tanımlamak için antropometrik ölçümler kullanabilirsiniz. Özellikle, biz (tragus arasında) uçakları sagital kafatası kesiştiği olarak vertex (nasinon ve inion arasında) ve koronal tespit. </li><li> Biyomekanik Konumlandırma: </FCR kasları konular TMS gerçekleştirmek Laboratuvarımızda strong&gt;, bir Biodex Sistem 4 Dinamometre (Şekil 2) uzun bir pozisyonda istirahat kol ile oturmaktadır. Ancak, bu sadece bir sarf güçleri ölçmek için set-up bir örnek olduğuna dikkat edilmelidir. ES için kasları konularda dik bir duruş ile oturup istenir onların kucağında ellerini geri kalanı (Şekil 3). 90 uyluk döner taban sandalye ° gövde göre, alt bacak ~ 45 oturduğundan ° uyluk, ve tarafsız bir posture8 lomber omurga için göreceli. </li><li> Motor Eşik miktarının: FCR için, motor uyarılmış potansiyeller, çalışmaların% 50&#39;den fazla 50 mikrovolt daha fazla peak-tepe genlikleri (Şekil 4) kadar yavaş yavaş stimülasyon şiddetleri artan tek bakliyat sunarak motor eşik (MT) belirlemek . TMS protokol düzenlemek ve tolere edilebilirliği ve fizibilite artırmak için E motor eşik belirlemek değilBiz üst ekstremite kas test ederken aynı hassasiyetle S kasları. Aksine, biz bu uyarının yoğunluğu, motor eşik değerin altında veya üstünde olup olmadığını belirlemek için maksimum stimülatörü çıktı% 50 ilk bir tek darbe sunarak TMS protokol başlar. Bir milletvekili, bu uyaran görülürse, arka plan seviyesine göre ayırt edilebilir MEP olarak yoğunluk tanımlı EMG yoğunluğu, bu uyarının yoğunluğu ise alt veya üstü eşik 8 belirlemek için stimülatörü çıkış% 40 azalır. </li><li> Tek-Pulse TMS kullanarak miktarının MEP Genlik: Motor incelemek için motor eşik değerin% 130 eşit yoğunlukta &#39;hotspot&#39; tek bir TMS darbe teslim FCR potansiyel amplitüdü uyarılmış ve tepeden-tepeye genlik hesaplamak . Genel olarak, median sinirin elektriksel stimülasyon supramaksimal aşağıdaki gözlenen maksimum bileşik kas lifi aksiyon potansiyeli bu sonucun normalleştirmek. Biz MEP boyutu ver olduğunu dikkat etmelisinizy kortikal eksitabilite derecesine bağlıdır. Buna göre, TMS darbe bir arka plan kasılması sırasında teslim edildiğinde, kortikal eksitabilite arttığında, MEP boyutu önemli ölçüde artacaktır. ES kaslar için, biz alt motor eşiğinin yoğunluğu 8 üzerinde bir yoğunluk% 40 ya da 50 tepe, tek bir TMS darbe sağlar. Ne yazık ki, ES kasları innerve periferik sinirleri elektriksel stimülasyon erişilebilir değil, çünkü biz bileşik kas lifi aksiyon potansiyeli Bu motor uyarılmış potansiyeller normalize etmek mümkün değildir. </li><li> Tek-Pulse TMS kullanarak Sessiz Dönem Süresi miktarının: kortekse TMS nabız, kas kasılması sırasında teslim olduğunda, önce elektrik sessizliğini takip kortikospinal inhibisyonu göstergesidir ve genellikle sessiz olarak anılacaktır aktivitesi devam eder bir motor uyarılmış potansiyel üretecek süresi 13 (Şekil 5). Sessiz süre ölçmek için tek bir teslimTMS çalışma katılımcısı maksimal gücünün% 15 bir bilek fleksiyon kas kasılması gerçekleştirirken, motor eşik değerin% 130 eşit yoğunlukta &#39;hotspot&#39; darbe. Biz daha önce ES kasların sessiz süre zarfı sayısal değil; TMS darbe id bir arka plan kasılması sırasında teslim Ancak, biz anekdotal bu kas grubu varlığını gözlemledim dikkat etmelisiniz. </li><li> Eşlenmiş-Pulse TMS kullanarak intrakortikal Kolaylaştırma miktarının: intrakortikal kolaylaştırma 6,7 (Şekil 6 ve 7 FCR ve ES kaslar, sırasıyla bu ölçüm temsil eden) ölçmek için paired-pulse TMS kullanın . FCR kas için öncelikle 0.5-1.0 mV arasında bir motor uyarılmış potansiyeli ortaya çıkarmak için gerekli uyaran yoğunluğunu belirlemelidir. Sonra, biz, laboratuvarda yaygın motor% 70 barajını-15-msn eşit darbe-bir eşik altı klima sunuyor suprathreshold testi darbesi önce. Bu Klimatesti darbesi öncesinde bu zaman diliminde teslim nabız artışı, ya da kolaylaştıracaktır, motor, aynı şiddette bir tek koşulsuz darbe daha genlik potansiyeli daha uyarılmış. ES kas grubu için klima darbe yoğunluk gözlenen alt motor eşiğinin yoğunluğu (% 40 veya% 50 stimülatörü çıktı ya) olarak ayarlanır ve test darbe yoğunluğu alt motor eşik düzeyi (% 80 üzerinde% 40 stimülatörü çıkış% 90) 8. Biz klima bakliyat yoğunluğuna bağlı olarak çalışmanın amacı farklı olabilir dikkat etmelisiniz. Benzer şekilde, darbe aralıklarla kas ve kortekse göre konumu bağlı olarak değişebilir. </li><li> Eşlenmiş-Pulse TMS kullanarak Kısa Aralığı intrakortikal inhibisyon miktarının: Ayrıca kısa aralıklı intrakortikal inhibisyon 6,7 (Şekil 6 ve 7 FCR ve ES kasları için bu ölçüm, sırasıyla temsil eden) ölçmek için paired-pulse TMS kullanabilirsiniz . Burada, hemFCR ve ES kasları, iki atış arasındaki interstimulus aralığı 3 msn azaldığını hariç intrakortikal kolaylaştırma ölçmek için anlatıldığı gibi işlemleri aynıdır. Bu klima darbe testi darbesi öncesinde bu süre teslim azaltmak veya inhibe eder, motor, aynı şiddette bir tek koşulsuz darbe daha genlik potansiyeli daha uyarılmış. </li><li> Eşlenmiş-Pulse TMS kullanarak Uzun Aralığı intrakortikal inhibisyon miktarının: 100 milisaniye ile ayrılmış iki özdeş suprathreshold testi bakliyat teslimi de uzun bölüntülü intrakortikal inhibisyon 6,7 değerlendirmek için kullanılabilir. Bu durumda-FCR kas ikinci darbe ile ilişkili motor uyarılmış potansiyel, ilk (Şekil 8) ile ilişkili olduğunu daha küçük olması, ya da daha fazla inhibe olacaktır. Biz daha önce, konuya tolerabilite ilişkin kaygıları nedeniyle ES kaslarda uzun aralıklı intrakortikal inhibisyon sayısal değil. </li></ol> 2. Temsilcisi Sonuçlar: Suprathreshold TMS darbe teslimat sonrasında, uyarılmış olan kaslar kolayca gözlemlenebilir EMG yanıtı (MEP) (Şekiller 4-8 gösterildiği) göstermelidir. Gerektiği halde uyaran başlangıcı ve milletvekili arasındaki gecikme incelenmektedir kas grupları arasında değişecektir, ancak FCR için genellikle 16-19 msn (Şekil 6) ve ES için 17-22 milisaniye (Şekil 7; Bazı konularda ES kaslarda kesin MEP başlangıçlı) görsel olarak tespit etmek daha zor olduğunu kaydetti. ES kas grubu diğer birçok kas gruplarını da test ederken, gözle görülür ve dramatik (minyatür genel olarak aynı bölge içinde temsil edilen alt ekstremite kasları da dahil olmak üzere) eş zamanlı olarak uyarılır dikkat edilmelidir. MEP genlik intrakortikal kolaylaştırılması ölçümü sırasında genellikle tek bir koşulsuz darbe (F gözlenen daha büyükigure 6 ve 7). Ancak, bu kolaylaştırma derecesi, bazı kas grupları gibi birçok konuda sadece mütevazı kolaylaştırma FCR-kasları gruplar arasında değişir deneyimimiz. Kısa aralıklı ve uzun bölüntülü intrakortikal inhibisyon ölçüm için MEP genlik bir azalma genellikle aynı yoğunluğu (Şekil 6-8) tek bir koşulsuz darbe karşılaştırıldığında görülmektedir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig1.jpg" /> Şekil 1: TMS temel mekanizmaları. TMS bobin, manyetik alan, kafa derisi nüfuz eder ve motor korteks içinde Eddy akımları indükler neden olur . Bu girdap akım daha sonra beynin içindeki nöronların teşvik etmek için mümkün. Şekil 14 Basın McGinley ve Clark yeniden basıldı. <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig2.jpg" /> Şekil 2 T gerçekleştirmek için Kurulum<html> FCR kas MS. Elektromiyogram kayıt Ön kolun (EMG) sinyalleri ve motor korteks üzerinde TMS kürek unutmayın. Biz genellikle de rekor kas güçleri ve genlik değerleri (örneğin, bir mutlak aksine bir maksimal kas yanıtına göre ifade etme ve MEP. Yorumlamada yararlı olduğu gibi, maksimum bileşik kas lifi aksiyon potansiyeli elde etmek için elektrik periferik sinir stimülasyonu mV değeri, deri altı yağ dokusu gibi non-fizyolojik faktörler) tarafından yoğun bir şekilde etkilenmiş olabilir. Clark ve ark: Aşağıdaki yeniden basıldı Şekil. 9, 2008, Clark ve ark, 2010 6 ve McGinley ve ark. 2010 7. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig3.jpg" /> Şekil 3 erector Spinale kasları üzerinde TMS gerçekleştirmek için Kurulum Goss ve ark yeniden basıldı Şekil. 2011 8. _upload/3387/3387fig4.jpg &quot;/&gt; Şekil 4 motor eşik değerin belirlenmesi örneği. EMG izleri giderek artan uyaran yoğunlukları (stimülatör çıkış yüzdesi (SO) olarak temsil) potansiyel (MEP) yanıt uyarılmış motor temsil eder. Çok küçük MEP&#39;ler düşük yoğunluklarda (28-30% SO) (eşik altı) ortaya çıkardı, ancak% 32 SO MEP genellikle pp genlikli bir milletvekili olarak tanımlanan bu ulaşmış motor eşik (ortaya çıkardı edildi olduğunu&gt; 50 μV). Şekil 14 Basın McGinley ve Clark yeniden basıldı. <img alt="Şekil 5" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig5.jpg" /> Kasılması sırasında Şekil 5 TMS: Motor uyarılmış potansiyel ve sessiz dönem. Bir konu hafif bir daralma yapar ve tek bir uyaran motor korteks uygulanır sessiz dönemde görülmektedir. Sessiz dönemin ilk bölümü.omurilik inhibisyonu ve ikinci bölümü nedeniyle kortikal inhibisyonu, özellikle GABA B reseptörleri atfedilir. Orada sessiz dönemin süresini ölçmek için ortak bir yoldur, ama bulgular ya gönüllü girişim elektromiyogram sinyal dönmek için uyaran başlangıcı veya MEP başlangıçlı onu tanımlayan en güvenilir 15 olduğunu göstermektedir. Basın 14, Clark ve Hızlı, 2011 16 ve McGinley ve Clark yeniden basıldı Şekil. <img alt="Şekil 6" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig6.jpg" /> Şekil 6 motor Değişim FCR kas potansiyel boyutlu ITH eşleştirilmiş nabız TMS uyandırdı. Ölçüm aralığı kısa intrakortikal inhibisyon (SICI) ve intrakortikal kolaylaştırma (ICF). Klima darbe (CP) SICI ve ICF ölçmek için motor eşiğin altında ayarlanır ve test darbe (TP) 0.5-1 mV arasında MEP uyandırmak için ayarlanır. Kısa interstimulus aralıklarlaUzun interstimulus aralıklarla (örneğin, 15-msn) MEP (ICF) kolaylaştırır ise (örneğin, 3-msn), CP, TP (SICI) ile karşılaştırıldığında milletvekili engeller. CP: klima nabız, TP: Clark ve ark yeniden basıldı testi darbesi Şekil, 2010 6 McGinley ve ark.. Basın 14 2010 14, Clark ve Quick, 2011 16 ve McGinley ve Clark,. <img alt="Şekil 7" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig7.jpg" /> Şekil 7 motor Değişim ES kas eşleştirilmiş nabız TMS ile potansiyel ölçekli uyarılmış. Erector spinae kas ve ölçüm aralığı kısa intrakortikal inhibisyon (SICI) ve intrakortikal kolaylaştırma (ICF) EMG izleri örneği. Goss et al yeniden basıldı Şekil. 2011 8. <img alt="Şekil 8" src="/files/ftp_upload/3387/3387fig8.jpg" /> Şekil 8 motorlu evo Değişimeşleştirilmiş nabız TMS ölçekli KED potansiyeli. Ölçüm aralığı uzun intrakortikal inhibisyon (LICI). Ölçmek için LICI iki test bakliyat, 100 milisaniye interstimulus aralıklarla teslim edilir. Ikinci MEP Bu sonuçlar ilk milletvekili karşılaştırma inhibe. Şekil yeniden basıldı. Clark ve ark, 2010 6, McGinley ve ark. 2010 7. ve McGinley ve Clark, 14 tuşuna basın.

Çıkar çatışması ilan etti.

Bu makalenin genel amacı, laboratuarlarımızda görsel bir hesap transkranial manyetik stimülasyon kullanan bilim adamları ve klinisyenlerin sağlamaktır. Ancak, bu deneylerin bir görselleştirme sağlamanın yanı sıra, aşağıda biz, bu şekilde TMS performans dikkate alınması gereken temel konuları tartışmak TMS yanıtların fizyolojisi kısa bir bakış sağlamak, hem de kullanım açısından TMS kullanımı konusunda görüş alışverişinde diğerleri. Genel Sorunlar madded...

<table border="1"><tbody><tr><th> Ekipman Adı </th><th> Şirket </th><th> Katalog numarası </th><th> Yorumlar (isteğe bağlı) </th></tr><tr><td> Transkraniyal Manyetik Stimulator 2002 Transkraniyal Manyetik Stimulator Bi-Stim2 Şekil-Sekiz 70-mm bobin Çift Konik Bobin </td><td> Magstim Company </td><td> NA </td><td> TMS ekipmanları (rulo dahil) </td></tr><tr><td> Biodex Sistemi 4 </td><td> Biodex </td><td> NA </td><td> Dinamometre </td></tr><tr><td> BIOPAC MP150 Veri Toplama Sistemi </td><td> BIOPAC </td><td> MP150WSW </td><td> EMG ve kuvvet için AD dönüştürücü </td></tr><tr><td> AcqKnowledge 4.0 Veri toplama yazılımı </td><td> BIOPAC </td><td> ACK100W </td><td></td></tr><tr><td> Nikomed Trace 1 EKG elektrotları </td><td> Nikomed </td><td> 2015 </td><td> EMG elektrotları </td></tr><tr><td> Sabit Şu Stimülatör </td><td> Digitimer </td><td> DS7A </td><td> Periferik sinir stimülatörü </td></tr></tbody></table>

utilizing transcranial magnetic stimulation to study the human neuromuscular system

Transkraniyal manyetik uyarımın (TMU), 20 yıldan fazla 1 kullanımda ve popülaritesi son on yılda katlanarak büyüdü . TMS, bu süre içinde birçok sistem ve süreçleri incelemek için genişletilmiş olsa da, orijinal uygulama ve belki de en sık kullandığı TMS bir fizyolojisi, plastisite ve insan kas sinir sistemi fonksiyonu eğitimi içerir. Tek darbe TMS motor korteks piramidal nöronları transsynaptically 2 (Şekil 1) ve ölçülebilir bir elektromyografik yanıt insanlar 3 kortikospinal sistem bütünlüğü ve eksitabilite incelemek ve değerlendirmek için kullanılabilir sonuç heyecanlandırıyor. Buna ek olarak, manyetik uyarım son gelişmeler şimdi 4,5 kortikal karşı spinal eksitabilite bölümleme sağlar. Örneğin, bir koşul birleştirerek paired-pulse TMS intrakortikal kolaylaştırıcı ve inhibitör özelliklerini değerlendirmek için kullanılır.farklı interstimulus aralıklarla 3,4,6-8 uyarıcı ve bir uyarım testi. Bu video makalede biz bu tekniklerin metodolojik ve teknik yönlerini gözler önüne serecektir. Fleksör carpi radialis (FCR) erector spinae (ES) kasların yanı sıra kas uygulanan Özellikle, tek nabız ve paired-pulse TMS teknikleri gösterecektir. Laboratuvarımız, bu ilgi azalmış kas performansını 6,9 bilek-el alçı etkileri üzerine araştırma gibi FCR kas çalışmalar ve bel ağrısı ile ilgili olarak, bu kaslar klinik önemi nedeniyle ES kasların çalışma 8. Bu ifade ile, TMS, el, kol ve bacaklarda çok sayıda kasları çalışma olduğunu dikkat etmelisiniz, ve FCR ve ES kas grupları gösteriler sadece insan nöromüsküler çalışmada kullanılan örnekler TMS seçili olduğundan yineleme sistemi.

Watch this Scientific Journal Video about Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System at JoVE.com

Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

Transkraniyal manyetik uyarımın (TMU), insan sinir sistemi fizyolojisi ve fonksiyon anlamak için bir non-invaziv bir araçtır. Burada, biz, üst bacak ve bel kas kortikal eksitabilite çalışma TMS teknikleri mevcut.

İnsan Nöromusküler Sistem Eğitim Transkraniyal Manyetik Uyarım kullanımı

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade.  While ...

utilizing-transcranial-magnetic-stimulation-to-study-human

Research

JoVE Journal

Medicine

26.4K Görüntüleme.  Ohio University. Transkraniyal manyetik uyarımın (TMU), insan sinir sistemi fizyolojisi ve fonksiyon anlamak için bir non-invaziv bir araçtır. Burada, biz, üst bacak ve bel kas kortikal eksitabilite çalışma TMS teknikleri mevcut.

Video: Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

A Murine Model of Muscle Training by Neuromuscular Electrical Stimulation

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional capacity. Transcutaneous surface stimulation of skeletal muscle involves a current flow between a cathode and an anode, thereby inducing excitement of the motor unit and the surrounding muscle fibers. 
NMES is an attractive modality to evaluate skeletal muscle adaptive responses for several reasons. First, it provides a reproducible experimental model in which physiological adaptations, such as myofiber hypertophy and muscle strengthening6, angiogenesis7-9, growth factor secretion9-11, and muscle precursor cell activation12 are well documented. Such physiological responses may be carefully titrated using different parameters of stimulation (for Cochrane review, see 13). In addition, NMES recruits motor units non-selectively, and in a spatially fixed and temporally synchronous manner14, offering the advantage of exerting a treatment effect on all fibers, regardless of fiber type. Although there are specified contraindications to NMES in clinical populations, including peripheral venous disorders or malignancy, for example, NMES is safe and feasible, even for those who are ill and/or bedridden and for populations in which rigorous exercise may be challenging. 
Here, we demonstrate the protocol for adapting commercially available electrodes and performing a NMES protocol using a murine model. This animal model has the advantage of utilizing a clinically available device and providing instant feedback regarding positioning of the electrode to elicit the desired muscle contractile effect. For the purpose of this manuscript, we will describe the protocol for muscle stimulation of the anterior compartment muscles of a mouse hindlimb.

A murine model of neuromuscular electrical stimulation (NMES), a safe and inexpensive clinical modality, to the anterior compartment muscles is described. This model has the advantage of modifying a readily available clinical device for the purpose of eliciting targeted and specific muscle contractions in mice.

Nöromüsküler Elektriksel Stimülasyon tarafından Kas Eğitimi A Mürin Modeli

Neuromuscular electrical stimulation (NMES) is a common clinical modality that is widely used to restore1, maintain2 or enhance3-5 muscle functional ...

Tıp

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.

Kronik olmayan akıcı Afazi ile İnme Hastalarda Dil Fonksiyonu Geliştirmek için Transkraniyal Manyetik Uyarım kullanılması

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

Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS)

High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) has recently been developed as a noninvasive brain stimulation approach that increases the accuracy of current delivery to the brain by using arrays of smaller "high-definition" electrodes, instead of the larger pad-electrodes of conventional tDCS. Targeting is achieved by energizing electrodes placed in predetermined configurations. One of these is the 4x1-ring configuration. In this approach, a center ring electrode (anode or cathode) overlying the target cortical region is surrounded by four return electrodes, which help circumscribe the area of stimulation. Delivery of 4x1-ring HD-tDCS is capable of inducing significant neurophysiological and clinical effects in both healthy subjects and patients. Furthermore, its tolerability is supported by studies using intensities as high as 2.0 milliamperes for up to twenty minutes.
Even though 4x1 HD-tDCS is simple to perform, correct electrode positioning is important in order to accurately stimulate target cortical regions and exert its neuromodulatory effects. The use of electrodes and hardware that have specifically been tested for HD-tDCS is critical for safety and tolerability. Given that most published studies on 4x1 HD-tDCS have targeted the primary motor cortex (M1), particularly for pain-related outcomes, the purpose of this article is to systematically describe its use for M1 stimulation, as well as the considerations to be taken for safe and effective stimulation. However, the methods outlined here can be adapted for other HD-tDCS configurations and cortical targets.

Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation HD-tDCS

High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS), with its 4x1-ring montage, is a noninvasive brain stimulation technique that combines both the neuromodulatory effects of conventional tDCS with increased focality. This article provides a systematic demonstration of the use of 4x1 HD-tDCS, and the considerations needed for safe and effective stimulation.

4x1 Yüzük Kullanımı Yüksek çözünürlüklü Transkraniyal Doğru Akım Uyarım (HD-TEKMER) olarak Teknik ve Düşünceler

High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) has recently been developed as a noninvasive brain stimulation approach that increases ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including Parkinson's and Huntington's can disrupt it. People with Parkinson's disease, for example, tend to have increased saccadic latencies. Consequently, the quantitative measurement of saccadic eye movements has received considerable attention as a potential biomarker for neurodegenerative conditions. A lot more can be learned about the brain in both health and disease by observing what happens to eye movements when the function of specific brain areas is perturbed. Deep brain stimulation is a surgical intervention used for the management of a range of neurological conditions including Parkinson's disease, in which stimulating electrodes are placed in specific brain areas including several sites in the basal ganglia. Eye movement measurements can then be made with the stimulator systems both off and on and the results compared. With suitable experimental design, this approach can be used to study the pathophysiology of the disease being treated, the mechanism by which DBS exerts it beneficial effects, and even aspects of normal neurophysiology.

This paper describes the use of quantitative measurement of eye movements in conjunction with stimulation of focal areas of the deep brain in order to study physiology, pathophysiology, and the mechanisms of deep brain stimulation.

Derin Beyin Uyarım ile Saccadometry kullanarak normal ve patolojik beyin fonksiyonlarını incelemek için

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Using Retinal Imaging to Study Dementia

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central nervous system (CNS) and shares prominent similarities with the brain in terms of embryological origin, anatomical features and physiological properties.&#160; The vascular and neuronal structure in the retina can now be visualized easily and non-invasively using retinal imaging techniques, including fundus photography and optical coherence tomography (OCT), and quantified semi-automatically using computer-assisted analysis programs. Studying the associations between vascular and neuronal changes in the retina and dementia could improve our understanding of dementia and, potentially, aid in diagnosis and risk assessment.&#160; This protocol aims to describe a method of quantifying and analyzing retinal vasculature and neuronal structure, which are potentially associated with dementia. This protocol also provides examples of retinal changes in subjects with dementia, and discusses technical issues and current limitations of retinal imaging.

The retina shares prominent similarities with the brain and thus represents a unique window to study vasculature and neuronal structure in the brain non-invasively. This protocol describes a method to study dementia using retinal imaging techniques. This method can potentially aid in diagnosis and risk assessment of dementia.

Demans çalışması için retina Imaging'i kullanma

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central ...

Surgical Labyrinthectomy of the Rat to Study the Vestibular System

To study the vestibular system or the vestibular compensation process, a number of methods have been developed to cause vestibular damage, including surgical or chemical labyrinthectomy and vestibular neurectomy. Surgical labyrinthectomy is a relatively simple, reliable, and rapid method. Here, we describe the surgical technique for rat labyrinthectomy. A postauricular incision is made under general anesthesia to expose the external auditory canal and the tympanic membrane, after which the tympanic membrane and the ossicles are removed without the stapes. The stapes artery, which is located between the stapes and the oval window, is a vulnerable structure and must be preserved to obtain a clear surgical field. A hole to fenestrate the vestibule is made with a 2.1-mm drill bur superior to the stapes. Then, 100% ethanol is injected through this hole and aspirated several times. Meticulous dissection under a microscope and careful bleeding control are essential to obtain reliable results. Symptoms of vestibular loss, such as nystagmus, head tilting, and a rolling motion, are seen immediately after surgery. The rotarod or rotation chair test can be used to objectively and quantitatively evaluate the vestibular function.

This protocol describes the surgical labyrinthectomy of a rat, which is a useful method for studying the vestibular system.

Vestibüler sistem çalışmaya farenin cerrahi Labyrinthectomy

To study the vestibular system or the vestibular compensation process, a number of methods have been developed to cause vestibular damage, including ...

Updated Technique for Reliable, Easy, and Tolerated Transcranial Electrical Stimulation Including Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of brain stimulation presents several potential advantages compared to other techniques, as it is noninvasive, cost-effective, broadly deployable, and well-tolerated provided proper equipment and protocols are administered. Even though tDCS is apparently simple to perform, correct administration of the tDCS session, especially the electrode positioning and preparation, is vital for ensuring reproducibility and tolerability. The electrode positioning and preparation steps are traditionally also the most time consuming and error-prone. To address these challenges, modern tDCS techniques, using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes, reduce complexity and setup time while also ensuring that the electrodes are consistently placed as intended. These modern tDCS methods present advantages for research, clinic, and remote-supervised (at home) settings. This article provides a comprehensive step-by-step guide for administering a tDCS session using fixed-position headgear and pre-assembled sponge electrodes. This guide demonstrates tDCS using commonly applied montages intended for motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) stimulation. As described, selection of the head size and montage-specific headgear automates electrode positioning. Fully assembled pre-saturated snap-electrodes are simply affixed to the set position snap-connectors on the headgear. The modern tDCS method is shown to reduce setup time and reduce errors for both novice and expert operators. The methods outlined in this article can be adapted to different applications of tDCS as well as other forms of transcranial electrical stimulation (tES) such as transcranial alternating current stimulation (tACS) and transcranial random noise stimulation (tRNS). However, since tES is application specific, as appropriate, any methods recipe is customized to accommodate subject, indication, environment, and outcome specific features.

When administering transcranial direct current stimulation (tDCS), reproducible electrode preparation and placement are vital for a tolerated and effective session. The purpose of this article is to demonstrate updated modern setup procedures for the administration of tDCS and related transcranial electrical stimulation techniques, such as transcranial alternating current stimulation (tACS).

Transkraniyal Doğru Akım Stimülasyonu Dahil Olmak Üzere Güvenilir, Kolay ve Tolere Edilen Transkraniyal Elektriksel Stimülasyon için Güncellenmiş Teknik

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive method of neuromodulation using low-intensity direct electrical currents. This method of ...

Visualization of Endogenous Mitophagy Complexes In Situ in Human Pancreatic Beta Cells Utilizing Proximity Ligation Assay

Mitophagy is an essential mitochondrial quality control pathway, which is crucial for pancreatic islet beta cell bioenergetics to fuel glucose-stimulated insulin release. Assessment of mitophagy is challenging and often requires genetic reporters or multiple complementary techniques not easily utilized in tissue samples, such as primary human pancreatic islets. Here we demonstrate a robust approach to visualize and quantify formation of key endogenous mitophagy complexes in primary human pancreatic islets. Utilizing the sensitive proximity ligation assay technique to detect interaction of the mitophagy regulators NRDP1 and USP8, we are able to specifically quantify formation of essential mitophagy complexes in situ. By coupling this approach to counterstaining for the transcription factor PDX1, we can quantify mitophagy complexes, and the factors that can impair mitophagy, specifically within beta cells. The methodology we describe overcomes the need for large quantities of cellular extracts required for other protein-protein interaction studies, such as immunoprecipitation (IP) or mass spectrometry, and is ideal for precious human islet&#160;samples generally not available in sufficient quantities for these approaches. Further, this methodology obviates the need for flow sorting techniques to purify beta cells from a heterogeneous islet population for downstream protein applications. Thus, we describe a valuable protocol for visualization of mitophagy highly compatible for use in heterogeneous and limited cell populations.

This protocol outlines a method for quantitative analysis of mitophagy protein complex formation specifically in beta cells from primary human islet samples. This technique thus allows analysis of mitophagy from limited biological material, which are crucial in precious human pancreatic beta cell samples.

Yakınlık ligasyon assay kullanarak ınsan pankreatik Beta hücrelerinde situ Içinde endojen Mitophagy kompleksleri görselleştirme

Mitophagy is an essential mitochondrial quality control pathway, which is crucial for pancreatic islet beta cell bioenergetics to fuel glucose-stimulated ...

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.

Konuşma Kortikal Haritalama için Navigasyonlu Tekrarlayan Transkraniyal Manyetik Stimülasyon için Çalışma Tasarımı

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

Sanal Gerçeklik Tabanlı Mesleki Eğitim ile İnme Rehabilitasyonunun Geliştirilmesi

Cognitive Function and Upper Limb Rehabilitation Training Post-Stroke Using a Digital Occupational Training System

Stroke rehabilitation often requires frequent and intensive therapy to improve functional recovery. Virtual reality (VR) technology has shown the potential to meet these demands by providing engaging and motivating therapy options. The digital occupational training system is a VR application that utilizes cutting-edge technologies, including multi-touch screens, virtual reality, and human-computer interaction, to offer diverse training techniques for advanced cognitive capacity and hand-eye coordination abilities. The objective of this study was to assess the effectiveness of this program in enhancing cognitive function and upper extremity rehabilitation in stroke patients. The training and assessment consist of five cognitive modules covering perception, attention, memory, logical reasoning, and calculation, along with hand-eye coordination training. This research indicates that after eight weeks of training, the digital occupational training system can significantly improve cognitive function, daily living skills, attention, and self-care abilities in stroke patients. This software can be employed as a time-saving and clinically effective rehabilitation aid to complement traditional one-on-one occupational therapy sessions. In summary, the digital occupational training system shows promise and offers potential financial benefits as a tool to support the functional recovery of stroke patients.

Yazar Spotlight: Dijital Mesleki Eğitim Sistemi ile İnme Hastalarının Rehabilitasyonu

The current protocol outlines how the VR-based digital occupational training system enhances the rehabilitation of patients with cognitive impairment and upper limb dysfunction following a stroke.