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 fellesskap (JA) og NSERC stipend (RZ). Vi er takknemlige for Roch M. Comeau (Brainsight) for hans hjelp om infrarødt kamera, MR-kompatible trackere og annen maskinvare støtte. Vi er også takknemlige for Brian Hynes (Hybex Innovations Inc.) som tegnet multi-leddet arm for coil holder og levert noen av tallene som vises i videoen. Og en spesiell takk til alle MR teknikere og M. Ferreira fra McConnell Brain Imaging Centre i Montreal Neurological Institute som har hjulpet oss optimalisere utformingen av forsøket.

Protokollen er delt i en to-dagers sesjon (ikke nødvendigvis sammenhengende). Den første dagen består av en fMRI localizer komponert med en anatomisk og en funksjonell MR for å definere for hver deltaker områdene å være målrettet med TMS. Den andre dagen består i fMRI økter pre-og post-TMS hvor TMS er brukt inne i skanneren ved hjelp av en spesiell MR-kompatibel TMS coil (Magstim Ltd, Wales, Storbritannia) og en frameless stereotactic system (Brainsight). Den sistnevnte brukes til posisjon i sanntid den TMS sp...

Vi beskriver en protokoll som kombinerer offline TMS og fMRI til å undersøke den funksjonelle organiseringen av den auditive cortex. I de neste avsnittene vil vi diskutere de metodologiske faktorer å vurdere når gjennomføre en slik tilnærming. Oppkjøp og timing for post-TMS fMRI session Order of skanner erverv og avbalansering av pre-og post-TMS fMRI økter Det er avgjørende å erverve en MR anatomisk scan før og etter ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialnavn </td><td> Type </td><td> Selskapet </td></tr><tr><td> Transkraniell magnetisk stimulering </td><td> Magstim super Rapid2 stimulator, Rapid-2 Plus One Module </td><td> Magstim Ltd, Wales, UK </td></tr><tr><td> Spole for magnetisk stimulering </td><td> MR-kompatibel 70 mm Figur-av-åtte-spiral </td><td> Magstim Ltd, Wales, UK </td></tr><tr><td> Magnetic resonance imaging </td><td> 3-T Siemens Trio skanner, 32-kanals hodet Coil </td><td> Siemens, Inc., Tyskland </td></tr><tr><td> Rammeløs Stereotaxy </td><td> Brainsight </td><td> Rogue Research Inc., Montreal, Canada </td></tr><tr><td> Optisk målesystem </td><td> Polaris Spectra </td><td> Nord Digital Inc, Ontario, Canada </td></tr><tr><td> Multi-leddet arm for coil holder </td><td> Standard </td><td> Hybex innovationer Inc., Anjou, Canada </td></tr><tr><td> MR-støttet Sett 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

Auditiv cortex gjelder for behandling av lyd, som er på grunnlag av tale eller musikk-relaterte behandling 1. Imidlertid, til tross for betydelig nyere fremskritt, funksjonelle egenskaper og lateralization av humant auditive cortex er langt fra å bli fullt ut forstått. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) er en non-invasiv teknikk som kan forbigående eller skjenke modulere kortikale excitability via bruk av lokaliserte magnetfelt pulser, og representerer en unik metode for å utforske plastisitet og tilkoblingsmuligheter. Det har bare nylig begynt å bli brukt for å forstå auditiv kortikale funksjon 2. En viktig sak i å bruke TMS er at de fysiologiske konsekvensene av stimulering er vanskelig å etablere. Selv om mange TMS studier gjør implisitt forutsetning at området målrettet av spolen er området påvirket, dette trenger ikke være tilfelle, særlig for kompliserte kognitive funksjoner WHIch avhengig interaksjoner på tvers av mange områder av hjernen 3. En løsning på dette problemet er å kombinere TMS med funksjonell Magnetic resonance imaging (fMRI). Ideen her er at fMRI vil gi en oversikt over endringer i hjernens aktivitet forbundet med TMS. Dermed vil fMRI gi en uavhengig måte å vurdere hvilke områder som er berørt av TMS og hvordan de er modulert 4. I tillegg tillater fMRI vurderingen av funksjonell tilkobling, som representerer et mål på den temporale kopling mellom fjerne regioner. Det kan dermed være nyttig ikke bare for å måle netto aktivitet modulasjon indusert av TMS i gitte steder, men også i hvilken grad nettverksegenskapene påvirkes av TMS, via eventuelle observerte endringer i funksjonell tilkobling. Ulike tilnærminger eksisterer for å kombinere TMS og funksjonell avbildning temporalt rekkefølgen av metodene. Funksjonell MR kan påføres før, under, etter eller både før og etter TMS. Nylig, Sammenflettet noen studier TMS og fMRI for å gi elektronisk kartlegging av funksjonelle endringer indusert av TMS 5-7. Imidlertid har dette online kombinasjonen mange tekniske problemer, inkludert de statiske artefakter som følge av tilstedeværelsen av TMS spolen i skanneren rommet, eller effekten av TMS pulser på prosessen med MR bildedannelse. Men enda viktigere, høyt akustisk støy indusert av TMS (økt sammenlignet med standard bruk på grunn av resonans av skanneren boring) og den økte TMS spiral vibrasjoner (forårsaket av den sterke mekaniske kreftene på grunn av statisk magnetisk felt av MR skanner) utgjør en viktig problem når en skal studere auditiv prosessering. Dette er en av grunnene fMRI ble gjennomført før og etter TMS i denne studien. Lignende tilnærminger har blitt brukt til å målrette motoren 8,9 cortex, premotor cortex 10, primær somatosensoriske cortex 11,12 og språk-relaterte områder 13, Men så langt ingen kombinert TMS-fMRI studie har undersøkt den auditive cortex. Formålet med denne artikkelen er å gi detaljer om protokollen og betraktninger nødvendig for å kunne kombinere disse to nevrovitenskapelig verktøy for å undersøke auditiv prosessering. Tidligere har vi vist at gjentatte TMS (rTMS) ved høye og lave frekvenser (hhv. 10 Hz og 1 Hz) anvendt over auditive cortex modulert responstid (RT) i en melodi diskriminering oppgave 2. Vi viste også at RT modulering var korrelert med funksjonell tilkobling i den auditive nettverket vurderes ved hjelp av fMRI: jo høyere funksjonell tilkobling mellom venstre og høyre auditive cortices ved utføring av oppgaver, jo høyere facilitatory effekt (dvs. redusert RT) observert med rTMS. Men disse funnene var hovedsakelig Correlational, som fMRI ble utført før rTMS. Her ble fMRI utført før og umiddelbart etter TMS å gi direkte tiltakav den funksjonelle organiseringen av den auditive cortex, og mer spesifikt av plast omorganisering av det auditive nettverk oppstår etter den nevrale intervensjon levert av TMS. Kombinert fMRI og TMS brukes over auditive cortex bør muliggjøre en bedre forståelse av hjernen mekanismer auditiv prosessering, som gir fysiologiske informasjon om funksjonelle effekter av TMS. Denne kunnskapen kan være nyttig for mange kognitive nevrovitenskap applikasjoner, så vel som for å optimalisere terapeutiske anvendelser av TMS, særlig i auditiv-relaterte 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

Lytteprosessering er grunnlaget for tale og musikk-relatert behandling. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) har vært brukt med hell for å studere kognitive, sensoriske og motoriske systemer, men har sjelden blitt brukt til audition. Her har vi undersøkt TMS kombinert med funksjonell Magnetic Resonance Imaging å forstå den funksjonelle organiseringen av auditiv cortex.

Kartlegging av ettervirkninger av Theta Burst Stimulering på Human auditiv cortex med Funksjonell 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

Funksjonell Imaging av brunt fett 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 for vurdering av effektene av en Range av bølgelengder og intensiteter av Red / nær-infrarødt Lysterapi på oksidativt 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 junctional interkommunikasjons: En funksjonell biomarkør for å vurdere skadevirkninger av giftstoffer og giftstoffer, og helsemessige fordeler av 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

SA-β-Galaktosidase-basert screening analysen for identifisering av Senotherapeutic narkotika

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

Påføring av passiv hodebevegelse for å generere definerte akselerasjoner ved gnagernes hoder

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