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 fellowship (JA) en NSERC subsidie ​​(RZ). We zijn dankbaar voor Roch M. Comeau (Brainsight) voor zijn hulp met betrekking tot de infrarood camera, de MR compatibele trackers en andere hardware-ondersteuning. We zijn ook dankbaar Brian Hynes (Hybex Innovations Inc) die de multi-jointed arm voor spoel houder en een aantal van de cijfers weergegeven in de video. En een speciaal woord van dank aan alle MR-technici en M. Ferreira uit de McConnell Brain Imaging Centre van het Montreal Neurological Institute die ons hebben geholpen optimaliseren van het ontwerp van het experiment.

Het protocol bestaat uit een tweedaagse (niet noodzakelijkerwijs opeenvolgende). De eerste dag bestaat uit een fMRI localizer samengesteld met een anatomische en functionele MRI-scans om voor elke deelnemer de gebieden die moeten worden gericht met TMS. De tweede dag bestaat uit de fMRI sessies pre-en post-TMS waar TMS wordt toegepast in de scanner met behulp van een speciale MR compatibel TMS spoel (Magstim Ltd, Wales, UK) en een frameloze stereotactische systeem (Brainsight). Deze wordt gebruikt om in real-time de TMS...

We beschrijven een protocol combineert offline TMS en fMRI om de functionele organisatie van de auditieve cortex te onderzoeken. In de volgende paragrafen bespreken we de methodologische factoren te overwegen bij het uitvoeren van een dergelijke aanpak. Acquisitie en het tijdschema voor post-TMS fMRI sessie Volgorde van scans acquisitie en tegenwicht van pre-en post-TMS fMRI sessies Het is cruciaal om een ​​MR anatomische sc...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materiaalnaam </td><td> Type </td><td> Vennootschap </td></tr><tr><td> Transcraniële magnetische stimulatie </td><td> Magstim super Rapid2 stimulator, Rapid-2 Plus One Module </td><td> Magstim Ltd, Wales, Verenigd Koninkrijk </td></tr><tr><td> Spoel voor magnetische stimulatie </td><td> MRI-compatibele 70 mm figuur-van-acht-spoel </td><td> Magstim Ltd, Wales, Verenigd Koninkrijk </td></tr><tr><td> Magnetic resonance imaging </td><td> 3-T Siemens Trio scanner, 32-kanaals Head Coil </td><td> Siemens, Inc, Duitsland </td></tr><tr><td> Frameless stereotaxie </td><td> Brainsight </td><td> Rogue Research Inc, Montreal, Canada </td></tr><tr><td> Optische meetsysteem </td><td> Polaris Spectra </td><td> Noord-Digital Inc, Ontario, Canada </td></tr><tr><td> Multi-scharnierarm voor spoelhouder </td><td> Standaard </td><td> Hybex innovationen Inc, Anjou, Canada </td></tr><tr><td> MRI-compatibele Insert Oortelefoon </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

Auditieve cortex betrekking heeft op de verwerking van geluid, dat aan de basis ligt van spraak of muziek-gerelateerde verwerking 1. Echter, ondanks aanzienlijke recente vooruitgang, de functionele eigenschappen en lateralisatie van de menselijke auditieve cortex zijn nog lang niet volledig begrepen. Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is een niet-invasieve techniek die kan tijdelijk of blijvend corticale prikkelbaarheid moduleren via de toepassing van gelokaliseerde magnetische veld pulsen, en vertegenwoordigt een unieke methode van het verkennen van plasticiteit en connectiviteit. Het is pas onlangs begonnen toe te passen op auditieve corticale functie 2 te begrijpen. Een belangrijk probleem bij het gebruik van TMS is dat de fysiologische gevolgen van de stimulatie moeilijk te bepalen. Hoewel veel studies TMS maken de impliciete aanname dat het gebied waarop het spoel het getroffen gebied, hoeft dit niet het geval, vooral voor complexe cognitieve functies which afhankelijk van interacties in vele gebieden van de hersenen 3. Een oplossing voor dit probleem is om TMS te combineren met functionele magnetische resonantie imaging (fMRI). Het idee hier is dat fMRI zal een index van veranderingen in hersenactiviteit geassocieerd met TMS. Zo zou fMRI geven een onafhankelijke manier is om de welke gebieden worden beïnvloed door TMS en hoe ze worden gemoduleerd 4. Bovendien fMRI worden nagegaan of functionele verbinding, die een maat is voor de tijd koppeling tussen gelegen gebieden vertegenwoordigt. Het kan dus nuttig zijn om niet alleen de netto activiteit geïnduceerd door modulatie TMS in bepaalde locaties, maar ook de mate waarin het netwerk eigenschappen worden beïnvloed door TMS, via alle waargenomen veranderingen in functionele connectiviteit meten. Verschillende benaderingen bestaan ​​om TMS en functionele beeldvorming op basis van de tijdelijke orde van de methoden te combineren. Functionele MRI kan worden toegepast voor, tijdens, na of zowel voor als na TMS. Onlangs, Sommige studies interleaved TMS en fMRI om online in kaart brengen van de functionele veranderingen bij TMS 5 tot 7 te bieden. Maar deze online combinatie heeft vele technische problemen, waaronder de statische artefacten als gevolg van de aanwezigheid van de TMS spoel in de scanner kamer of het effect van TMS pulsen op het proces van MR beeldvorming. Maar vooral de luid akoestisch lawaai veroorzaakt door TMS (verhoogd vergeleken met standaard gebruik vanwege de resonantie van de scanner boring) en het verhoogde TMS spoel trillingen (veroorzaakt door de sterke mechanische krachten door het statische magnetische veld van de MR scanner) vormen een cruciaal probleem bij het bestuderen van auditieve verwerking. Dit is een reden waarom fMRI werd uitgevoerd voor en na TMS in de huidige studie. Vergelijkbare benaderingen zijn gebruikt om de motorische cortex 8,9, premotorische cortex 10, primaire somatosensorische cortex 11,12 en taal-gerelateerde gebieden 13 richten, Maar tot nu toe geen gecombineerd TMS-fMRI studie heeft onderzoek gedaan naar de auditieve cortex. Het doel van dit artikel is om details over het protocol en de overwegingen die nodig zijn om succesvol te combineren deze twee neurowetenschappelijke instrumenten om auditieve verwerking te onderzoeken. Eerder toonden we aan dat repetitieve TMS (rTMS) bij hoge en lage frequenties (resp. 10 Hz en 1 Hz) die boven de auditieve cortex gemoduleerde responstijd (RT) in een melodie discriminatie taak 2. We toonden ook aan dat de RT modulatie was gecorreleerd met functionele connectiviteit in het auditieve netwerk beoordeeld met behulp van fMRI: hoe hoger de functionele connectiviteit tussen links en rechts auditieve cortex tijdens de taakuitvoering, hoe hoger de faciliterende effect (verlaagd RT) waargenomen met rTMS. Maar deze bevindingen waren voornamelijk correlationeel, zoals fMRI werd uitgevoerd voor rTMS. Hier werd fMRI uitgevoerd vóór en onmiddellijk na TMS direct maatregelen voorzienvan de functionele organisatie van de auditieve cortex, en meer bepaald van de plastic reorganisatie van het auditieve neurale netwerk die zich na de neurale tussenkomst door TMS. Gecombineerd fMRI en TMS toegepast over de auditieve cortex in staat moet stellen een beter begrip van de hersenen mechanismen van auditieve verwerking, het verstrekken van fysiologische informatie over functionele effecten van TMS. Deze kennis kan nuttig zijn voor vele cognitive neuroscience toepassingen, als voor een optimaal therapeutische toepassingen van TMS, met name auditieve aandoeningen.

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

Auditieve verwerking is de basis van spraak en muziek-gerelateerde verwerking. Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) is met succes gebruikt voor de cognitieve, sensorische en motorische systemen te bestuderen, maar zelden is toegepast om auditie te doen. Hier onderzochten we TMS gecombineerd met functionele Magnetische Resonantie Imaging aan de functionele organisatie van de auditieve cortex te begrijpen.

Het in kaart brengen van de na-effecten van Theta Burst stimulatie over de menselijke auditieve cortex met Functionele Beeldvorming

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

Etikettering hESC &#39;s en hMSCs met ijzeroxide nanodeeltjes voor niet-invasieve in vivo Tracking met 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

Labeling stamcellen met fluorescente kleurstoffen voor niet-invasieve detectie met optische beeldvorming

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

Functionele Beeldvorming met Wapening, Eyetracking, en Fysiologische 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

Electron Spin Resonantie Micro-imaging van Live Species voor zuurstof in kaart brengen

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

Een allel-specifieke genexpressie Assay aan de functionele basis van genetische associaties Test

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

Functionele Beeldvorming van bruin vet in Muizen met 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

Methode voor de evaluatie van de effecten van een golflengtebereik en intensiteiten van Rood / nabij-infrarood Lichttherapie op oxidatieve 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 Junctionele intercellulaire communicatie: Een functionele Biomarker om de negatieve gevolgen van de Giftige stoffen en toxines te beoordelen, en gezondheidsvoordelen van Natural Products

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

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

Op SA-β-galactosidase gebaseerde screeningstest voor de identificatie van Senotherapeutische geneesmiddelen

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 ...

Application of Passive Head Motion to Generate Defined Accelerations at the Heads of Rodents

Toepassing van passieve hoofdbeweging om gedefinieerde versnellingen te genereren bij de hoofden van knaagdieren

Exercise is widely recognized as effective for various diseases and physical disorders, including those related to brain dysfunction. However, molecular ...