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 gemenskap (JA) och NSERC bidrag (RZ). Vi är tacksamma för Roch M. Comeau (Brainsight) för hans hjälp om den infraröda kameran, MR-kompatibla trackers och annan hårdvara stöd. Vi är också tacksamma för Brian Hynes (Hybex Innovations Inc.) som ritade flera ledade arm för spolhållare och lämnade vissa av de siffror som visas i videon. Och ett särskilt tack till alla MR tekniker och M. Ferreira från McConnell hjärnavbildning Centre i Montreal Neurological Institute som hjälpt oss att optimera utformningen av experimentet.

Protokollet är uppdelad i en tvådagars sessionen (ej nödvändigtvis i följd). Den första dagen består av en fMRI Localizer komponerad med en anatomisk och en funktionell MR definiera för varje deltagare de områden som riktas med TMS. Den andra dagen består i fMRI sessioner före och efter-TMS där TMS tillämpas inuti skannern med en speciell MR kompatibel TMS spole (Magstim Ltd, Wales, Storbritannien) och en ramlösa stereotaktiskt system (Brainsight). Den senare används för att placera i realtid TMS spolen ...

Vi beskriver ett protokoll kombinerar offline TMS och fMRI för att undersöka den funktionella organisation auditiva cortex. I nästa avsnitt kommer vi att diskutera de metodologiska faktorer att tänka när de utför sådant tillvägagångssätt. Förvärv och timing för post-TMS fMRI session Ordning skanningar förvärv och motverka av pre-och post-TMS fMRI-sessioner Det är viktigt att få en MR anatomisk skanning före och...

<table border="1"><tbody><tr><td> Materialnamn </td><td> Typ </td><td> Företag </td></tr><tr><td> Transkraniell magnetisk stimulering </td><td> Magstim Super Rapid2 stimulator, Rapid-2 Plus en modul </td><td> Magstim Ltd, Wales, Storbritannien </td></tr><tr><td> Spole för magnetisk stimulering </td><td> MR-kompatibel 70 mm siffra-of-åtta-spole </td><td> Magstim Ltd, Wales, Storbritannien </td></tr><tr><td> Magnetisk resonanstomografi </td><td> 3-T Siemens Trio skanner, 32-kanals Head Coil </td><td> Siemens, Inc., Tyskland </td></tr><tr><td> Ramlösa Stereotaxi </td><td> Brainsight </td><td> Rogue Research Inc., Montreal, Kanada </td></tr><tr><td> Optiskt mätsystem </td><td> Polaris Spectra </td><td> Norra Digital Inc, Ontario, Kanada </td></tr><tr><td> Multi-ledad arm för spolhållare </td><td> Standard </td><td> Hybex innovatjoner Inc., Anjou, Kanada </td></tr><tr><td> MR-kompatibla Infoga hörlurar </td><td> Sensimetrics, modell 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

Hörselbarken avser behandling av ljud, som ligger till grund för tal eller musik-relaterade behandling 1. Trots betydande framsteg som nyligen gjorts, de funktionella egenskaperna och lateralization den mänskliga hörselbarken är långt ifrån helt klarlagd. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) är en icke-invasiv teknik som kan övergående eller varaktigt modulera kortikal retbarhet genom tillämpning av lokala magnetfält pulser, och representerar en unik metod att utforska plasticitet och anslutningsmöjligheter. Det har först nyligen börjat tillämpas för att förstå hörsel kortikal funktion 2. En viktig fråga att använda TMS är att de fysiologiska konsekvenserna av stimulans är svårt att fastställa. Även om många TMS studier gör det underförstådda antagandet att området måltavla spolen är det område som påverkas, behöver detta inte vara fallet, särskilt för komplexa kognitiva funktioner which beror på interaktioner över flera delar av hjärnan 3. En lösning på detta problem är att kombinera TMS med funktionell magnetresonanstomografi (fMRI). Tanken här är att fMRI ger ett index av förändringar i hjärnans aktivitet associerad med TMS. Således skulle fMRI ger en oberoende sätt bedöma vilka områden påverkas av TMS och hur de moduleras 4. Dessutom medger fMRI bedömning av funktionella anslutningsmöjligheter, vilket representerar ett mått på den tidsmässiga kopplingen mellan avlägsna regioner. Det kan således vara användbara inte bara för att mäta nätet aktivitet modulering induceras av TMS i givna platser, utan även i vilken grad nätet egenskaper påverkas av TMS, via eventuella observerade förändringar i funktionell anslutning. Olika metoder finns för att kombinera TMS och funktionell imaging enligt den tidsmässiga ordning metoderna. Funktionell MRI kan appliceras före, under, efter eller både före och efter TMS. Nyligen, Vissa studier interfolierade TMS och fMRI för att ge nätet kartläggning av de funktionella förändringar inducerade av TMS 5-7. Emellertid har detta online kombination många tekniska problem, bland annat de statiska artefakter till följd av förekomsten av TMS spolen i skannern rummet, eller effekterna av TMS pulser på processen för MR bildframställning. Men ännu viktigare, den högt akustiskt brus inducerad av TMS (ökat jämfört med standard användning på grund av resonansen på skannern hålet) och de ökade TMS vibrationerna spole (orsakade av de starka mekaniska krafter på grund av statiska magnetfält MR skanner) utgör ett avgörande problem när man studerar auditiva processer. Detta är en av anledningarna fMRI utfördes före och efter TMS i föreliggande studie. Liknande tillvägagångssätt har använts för att rikta motorn cortex 8,9, premotor cortex 10, primär somatosensoriska cortex 11,12 och språkrelaterade områden 13Men hittills har ingen kombinerad TMS-fMRI studie har undersökt auditiva cortex. Syftet med denna artikel är att ge information om protokollet och överväganden som krävs för att framgångsrikt kombinera dessa två neurovetenskapliga verktyg för att undersöka auditiv bearbetning. Tidigare visade vi att repetitiva TMS (rTMS) vid höga och låga frekvenser (resp. 10 Hz och 1 Hz) appliceras över auditiva cortex modulerade svarstid (RT) i en melodi diskriminering uppgift 2. Vi visade också att RT modulering korrelerade med funktionell anslutning i auditiva nätet bedömts med fMRI: ju högre funktionella kopplingar mellan vänster och höger auditiva cortex under uppgift prestanda, desto högre facilitatory effekt (dvs. minskad RT) observerades med rTMS. Men dessa resultat var främst Correlational, som fMRI utfördes före rTMS. Här, var fMRI genomfördes före och omedelbart efter TMS att tillhandahålla direkta åtgärderav den funktionella organisationen av hörselbarken, och mer specifikt av plast omorganisation av den auditiva neurala nätet inträffar efter den neurala ingripande från TMS. Kombinerad fMRI och TMS appliceras över hörselbarken bör göra en bättre förståelse av hjärnans mekanismer auditiv bearbetning, ger fysiologiska information om funktionella effekter TMS. Denna kunskap kan vara användbar för många kognitiv neurovetenskap applikationer samt för att optimera terapeutiska tillämpningar av TMS, särskilt inom hörsel-relaterade sjukdomar.

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

Auditiva processer är grunden för tal och musik-relaterade behandling. Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) har använts framgångsrikt för att studera kognitiva, sensoriska och motoriska system, men har sällan använts för att provspela. Här har vi undersökt TMS kombinerat med funktionell magnetisk resonanstomografi för att förstå den funktionella organisation hörselbarken.

Kartläggning av efterverkningarna av Theta skurstimuleringen om den mänskliga hörselbarken med funktionella 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

Märkning hESCs och hMSCs med nanopartiklar av järnoxid för icke-invasiv in vivo-spårning med MR

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

Märkning stamceller med fluorescerande färger för icke-invasiv Detection med optisk avbildning

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

Funktionell avbildning med armering, Eyetracking och fysiologiska övervakning

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 Resonance Micro-avbildning av Live Arter för 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

En allel-specifika Gene Expression analys för Testa funktionell grund av genetiska samband

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

Funktionell avbildning av brunt fett hos möss 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

Metod för bedömning av effekterna av ett intervall av våglängder och intensiteter från Red / nära infraröda Ljusterapi på oxidativ 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

Kanalförbindelse kommunikationen mellan: En funktionell Biomarker att bedöma biverkningar av gifter och toxiner, och hälsoeffekterna av naturliga produkter

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-Galaktosidasbaserad screening analys för identifiering av Senoterapeutiska läkemedel

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

Tillämpning av passiv huvudrörelse för att generera definierade accelerationer vid gnagarnas huvuden

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