Name: mapping the after-effects of theta burst stimulation on the human auditory cortex with functional imaging
Uploaded: 2012-09-12T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging at JoVE.com

CIBC stipendium (JA) og NSERC tilskud (RZ). Vi er taknemmelige for Roch M. Comeau (Brainsight) for hans hjælp i forbindelse med infrarødt kamera, MR-kompatible trackere og anden hardware support. Vi er også taknemmelige for Brian Hynes (Hybex Innovations Inc.) som har designet den multi-leddet arm for spoleholder og givet nogle af de tal, der vises i videoen. Og en særlig tak til alle de MR teknikere og M. Ferreira fra McConnell Brain Imaging Centre of Montreal Neurological Institute, der hjalp os optimere designet af eksperimentet.

Protokollen er delt i en to-dages samling (ikke nødvendigvis på hinanden følgende). Den første dag består af en fMRI Localizer sammensat med en anatomisk og en funktionel MR-scanninger til at definere for hver deltager de områder, der skal målrettes med TMS. Den anden dag består i de fMRI sessioner præ-og post-TMS hvor TMS påføres inde i scanneren hjælp af en særlig MR kompatibel TMS spole (Magstim Ltd, Wales, UK) og en rammeløs stereotaktisk system (Brainsight). Sidstnævnte anvendes til placering i realt...

Vi beskriver en protokol kombinerer offline TMS og fMRI til at undersøge den funktionelle organisation af den auditive cortex. I de næste afsnit vil vi diskutere de metodiske faktorer at overveje, når der udføres en sådan fremgangsmåde. Erhvervelse og timing for post-TMS fMRI session Kendelse scanninger erhvervelse og modvægt af præ-og post-TMS fMRI sessioner Det er afgørende at opnå et MR anatomisk skanning før og ef...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialets navn </td><td> Type </td><td> Firma </td></tr><tr><td> Transkraniel magnetisk stimulation </td><td> Magstim super Rapid2 stimulator, Rapid-2 Plus One Module </td><td> Magstim Ltd, Wales, UK </td></tr><tr><td> Coil for magnetisk stimulation </td><td> MRI-kompatibel 70 mm tal-of-otte-spole </td><td> Magstim Ltd, Wales, UK </td></tr><tr><td> Magnetic resonance imaging </td><td> 3-T Siemens Trio scanner, 32-kanals Hoved Coil </td><td> Siemens, Inc., Tyskland </td></tr><tr><td> Rammeløse Stereotaxy </td><td> Brainsight </td><td> Rogue Research Inc., Montreal, Canada </td></tr><tr><td> Optisk målesystem </td><td> Polaris Spectra </td><td> Northern Digital Inc, Ontario, Canada </td></tr><tr><td> Multi-leddet arm for spoleholder </td><td> Standard </td><td> Hybex innovationer Inc., Anjou, Canada </td></tr><tr><td> MRI-Kompatible Indsæt Øretelefoner </td><td> Sensimetrics, Model S14 </td><td> Sensimetrics Corporation, MA, USA </td></tr></tbody></table>

mapping the after-effects of theta burst stimulation on the human auditory cortex with functional imaging

Auditory cortex vedrører den behandling af lyd, der er på grundlag af tale eller musik-relateret behandling 1. Trods betydelige nylige fremskridt, er de funktionelle egenskaber og lateralization af det menneskelige auditive cortex langt fra fuldstændig forstået. Transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er en ikke-invasiv teknik, der kan forbigående eller varigt modulere cortical excitabilitet via anvendelsen af ​​lokaliserede magnetiske impulser, og er et enestående metode til at udforske plasticitet og tilslutning. Det er først for nylig begyndt at blive anvendt til at forstå auditive cortical funktion 2. Et vigtigt aspekt i anvendelse af TMS er, at de fysiologiske konsekvenser af stimulering er vanskelige at fastslå. Selv om mange TMS undersøgelser gør den implicitte antagelse, at trafiksignaler af spolen, er det berørte område, behøver dette ikke være tilfældet, navnlig for komplekse kognitive funktioner WHIch afhænge af interaktioner på tværs af mange områder af hjernen 3. En løsning på dette problem er at kombinere TMS med funktionel magnetisk resonans (fMRI). Ideen her er, at fMRI vil give et indeks for ændringer i hjernens aktivitet forbundet med TMS. Således ville fMRI give en uafhængig middel til at vurdere, hvilke områder der er påvirket af TMS, og hvordan de er moduleret 4. Desuden giver fMRI vurderingen af ​​funktionelle forbindelser, som udgør et mål for den tidsmæssige kobling mellem fjerntliggende steder. Det kan således være hensigtsmæssigt ikke alene at måle den netaktivitet modulation induceret af TMS i givne steder, men også i hvilken grad de netværksegenskaber påvirkes af TMS, via de observerede ændringer i funktionel forbindelse. Flere forskellige måder kombinere TMS og funktionel billeddannelse ifølge den tidsmæssige rækkefølge af metoderne. Funktionel MRI kan påføres før, under, efter, eller både før og efter TMS. For nylig, Nogle undersøgelser sammenflettet TMS og fMRI for at tilvejebringe online kortlægning af funktionelle ændringer induceret af TMS 5-7. Men dette online kombination har mange tekniske problemer, herunder de statiske artefakter som følge af tilstedeværelsen af ​​TMS spolen i scanneren rum, eller virkningerne af TMS impulser på fremgangsmåden ifølge MR billeddannelse. Men endnu vigtigere, den højlydte akustisk støj fremkaldt af TMS (øget sammenlignet med standard brug på grund af resonans af scanneren boring) og de øgede TMS coil vibrationer (forårsaget af de stærke mekaniske kræfter på grund af statiske magnetfelt af MR-scanner) udgør et afgørende problem, når de studerer auditive forarbejdning. Dette er en af ​​grundene fMRI blev udført før og efter TMS i den foreliggende undersøgelse. Lignende metoder er blevet anvendt til at målrette den motoriske hjernebark 8,9, premotor cortex 10, primær somatosensoriske cortex 11,12 og sprogrelaterede områder 13, Men hidtil har ingen kombinerede TMS-fMRI undersøgelse har undersøgt det auditive cortex. Formålet med denne artikel er at give oplysninger om den protokol og overvejelser er nødvendige til at kombinere disse to neurovidenskabelige værktøjer til at undersøge auditive forarbejdning. Tidligere viste vi, at gentagne TMS (rTMS) ved høje og lave frekvenser (hhv. 10 Hz og 1 Hz), der anvendes i løbet af den auditive cortex modulerede responstid (RT) i en melodi forskelsbehandling opgave 2. Vi viste også, at RT modulation var korreleret med funktionel konnektivitet i den auditive netværk vurderes ved hjælp af fMRI: jo højere funktionelle konnektivitet mellem venstre og højre auditive cortex under opgaveløsningen, jo højere facilitatory effekt (dvs. nedsat RT) observeret med rTMS. Men disse konstateringer var hovedsagelig Correlational, som fMRI blev udført før rTMS. Her blev fMRI gennemført før og umiddelbart efter TMS til at yde direkte foranstaltningerDen funktionelle organisation af den auditive cortex og mere specifikt af den plastiske reorganisering af den auditive neurale netværk finder sted efter neurale indgreb fra TMS. Kombineret fMRI og TMS, der anvendes i løbet af det auditive cortex bør sætte en bedre forståelse af hjernens mekanismer auditive forarbejdning, der giver fysiologisk information om funktionelle effekter af TMS. Denne viden kan være nyttige for mange kognitiv neurovidenskab anvendelser, såvel som til at optimere terapeutiske anvendelser af TMS, især auditive lidelser.

Watch this Scientific Journal Video about Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging at JoVE.com

Mapping the After-effects of Theta Burst Stimulation on the Human Auditory Cortex with Functional Imaging

Auditory behandling er grundlaget for tale og musik-relateret behandling. Transkraniel magnetisk stimulation (TMS) er blevet anvendt med succes til at studere kognitive, sensoriske og motoriske systemer, men er sjældent blevet anvendt til audition. Her har vi undersøgt TMS kombineret med funktionel Magnetic Resonance Imaging til at forstå den funktionelle organisation af auditive cortex.

Kortlægning af eftervirkningerne af Theta brast Stimulation om den menneskelige auditive cortex med Functional Imaging

Auditory cortex pertains to the processing of sound, which is at the basis of speech or music-related processing1. However, despite considerable recent ...

Research

JoVE Journal

Biology

Labeling hESCs and hMSCs with Iron Oxide Nanoparticles for Non-Invasive in vivo Tracking with MR Imaging

In recent years, stem cell research has led to a better understanding of developmental biology, various diseases and its potential impact on regenerative ...

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Functional Imaging with Reinforcement, Eyetracking, and Physiological Monitoring

We use functional brain imaging (fMRI) to study neural circuits that underlie decision-making.  To understand how outcomes affect decision processes, ...

Electron Spin Resonance Micro-imaging of Live Species for Oxygen Mapping

This protocol describes an electron spin resonance (ESR) micro-imaging method for three-dimensional mapping of oxygen levels in the immediate environment ...

An Allele-specific Gene Expression Assay to Test the Functional Basis of Genetic Associations

The number of significant genetic associations with common complex traits is constantly increasing. However, most of these associations have not been ...

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Functional Imaging of Brown Fat in Mice with 18F-FDG micro-PET/CT

Funktionel Imaging af brunt fedt i mus med FDG micro-PET/CT

Brown adipose tissue (BAT) differs from white adipose  tissue (WAT) by its discrete location and a brown-red color due to rich  vascularization and high ...

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Method for the Assessment of Effects of a Range of Wavelengths and Intensities of Red/near-infrared Light Therapy on Oxidative Stress In Vitro

Metode til vurdering af effekter af en række bølgelængder og intensiteter af Rød / nær-infrarødt lys terapi på oxidativt stress<em&gt; In vitro</em

Red/near-infrared light therapy (R/NIR-LT), delivered by laser or light emitting diode (LED), improves functional and morphological outcomes in a range of ...

Gap Junctional Intercellular Communication: A Functional Biomarker to Assess Adverse Effects of Toxicants and Toxins, and Health Benefits of Natural Products

Gap junktion intercellulær kommunikation: En funktionel biomarkør at vurdere negative virkninger af giftstoffer og toksiner, og Sundhedsmæssige fordele af Naturprodukter

This protocol describes a scalpel loading-fluorescent dye transfer (SL-DT) technique that measures intercellular communication through gap junction ...

Visualization and Quantification of Mesenchymal Cell Adipogenic Differentiation Potential with a Lineage Specific Marker

Visualisering og kvantificering af mesenchymale celler Adipogenic differentiering potentiale med en afstamning specifikke markør

Several dyes are currently available for use in detecting differentiation of mesenchymal cells into adipocytes. Dyes, such as Oil Red O, are cheap, easy ...

SA-&#946;-Galactosidase-Based Screening Assay for the Identification of Senotherapeutic Drugs

SA-ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-Galactosidase-Based Screening Assay for the Identification of Senotherapeutic Drugs

SA-β-galactosidase-baseret Screenings analyse til identifikation af Senotherapeutiske lægemidler

Cell senescence is one of the hallmarks of aging known to negatively influence a healthy lifespan. Drugs able to kill senescent cells specifically in cell ...