Name: online transcranial magnetic stimulation protocol for measuring cortical physiology associated with response inhibition
Uploaded: 2018-02-08T13:00:00
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이 연구에 의해 국립 연구소의 정신 건강 (R01MH095014) 투자 되었다.

이 프로토콜은 신시내티 아동 병원 의료 센터에 의해 승인 되었다 하 고 존스 홉킨스 제도적 검토 보드는 최소한의 위험으로 어린이 어른에서 공부. 단일 및 결합에 펄스 TMS 어린이 2 년 및 국제 전문가 합의 당 오래 된 것으로 간주 됩니다. 24 부모/보호자 및 참가자를 TMS의 잠재적인 위험을 설명 후 동의 하 고 그들은 연구와 함께 진행 하는 데 동의 하는 경우 동의 양식 서명.
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이 프로토콜은 결합 정지 신호 작업 및 이벤트 관련 대뇌 피 질의 억제 검사를 TMS의 새로운 아동 친화적인 방법입니다. 모터 금지 적자 및 정지 신호 작업에서 성능 저하의 임상 관찰 수많은 정신병 조건에서 설명 되는. 3 비교적 적은 조사 대뇌 피 질의 흥분 및 억제 응답 억제 작업 하는 동안 검사를 온라인 fTMS를 사용 했습니다. 일부 단체는 성공적으로 사용 TMS GNG 작업 동안 어?...

응답 억제 선택적으로 의도 된 기능 목표를 방해할 수 있는 이러한 원치 않는 동작을 방지 하는 기능입니다. 1 cortico striatal 네트워크는 비판적 응답 억제, 점차적으로 더 성숙한 자녀로 서 효율적인 된다 하지만 주의-결핍 과다 장애 (와 같은 수많은 정신병 조건에서 손상에 관여 ADHD), 학습 장애, 강 박 장애, 정신 분열 증. 2 , 3 모터 응답 억제 Go/NoGo (GNG) 및 중지 신호 작업 (SST) 등 다른 행동 패러다임으로 시험 될 수 있다. 1 , 4 혼자 행동 데이터 잠재적으로 수정 가능한, 같지는 생물 학적 메커니즘에 대 한 정보를 제공 하지 않습니다. 현재 연구에서 지배적인 목표 아이 친절 한 메서드 응답 억제의 실행 하는 동안이 작업의 신경 기질의 뇌 기반 양적 biomarker를 개발 하기 위하여 모터 피 질 생리학 평가를 개발 했다. 이러한 바이오 마커의 예 후의 예측 연구 또는 neurobehavioral 장애의 치료에 다양 한 응용 프로그램을 있을 수 있었다.
이 목적에 대 한 조사는 선택 하 고 수정 슬 레이 터-Hammel (S-H) 작업5. 이것은 정지 신호 필요로 하는 작업 내부에서 생성 된 미리 프로그램 된 행동을 억제 하는 참가자 이다. 이동 및 정지 시험이 자습된 작업에 의하여 이루어져 있다. 이동 시험 주제를 눌러 및 단추, 명령 단추 (예: 이동 작업)에서 손가락으로 가까이 해제 하지만 800 ms 대상 전에 압력을 유지 하 여 시작 됩니다. 원래 패러다임에서 시간 빠르게 회전 손으로 시계에 표시 됩니다. 정지 재판 무작위로 이동 재판 기간 동안 사람이 미리 계획된 이동 액션을 억제 해야 합니다 사이 산재 된 (즉 손가락 리프트 방지). 해야 하기 때문에 과목 미리 프로그램 된 이동 신호의 맥락에서 응답 억제 GNG 작업 결정을 시작 또는 아무 사전 명령으로 작업을 시작 하지는 정지 신호 작업이 더 어렵습니다. 6 또한, 그것은 수 있습니다 응답 억제 GNG 작업에서 신호 및 응답 사이 일관 된 상관 관계 자동 억제 될 수 있습니다 때문에 정지 신호 작업을 사용 하 여 조사를 더 정확 하 게. 7 자동 억제는 신호 사이의 응답 매핑 일관 된 이론 이다 (즉, 이동 신호 항상 결과 이동 응답에서)는 자동 처리 하는 실험의 과정을 통해 되도록 정지 재판 리드 일부 메모리 검색을 통해 처리 하 고 특정 임원 컨트롤을 우회. 8 , 9
Transcranial 자석 자극 (TMS) 대뇌 피 질의 생리를 측정 하는 데 사용할 수 있는 비-침략 적 기술 이다. 단일 및 결합에 펄스 자극 패러다임을 사용 하 여, 대뇌 피 질의 흥분 및 억제를 계량 수 있습니다 하나. 작업10 정신 준비 중 고 모터에 반영 될 수 있습니다 다른 인지 상태 동안 가장 출판된 TMS 연구 조사 나머지에서 대뇌 생리학, 비록 일부 그룹 대뇌 피 질의 흥분 및 억제 검사 외피의 생리학 11 , 12 , 13 , 14 기능 TMS (fTMS) 이렇게 요구 한다 온라인 TMS 측정 참가자 행동 작업을 수행 하는 동안, 그 변경 되므로 프로브를 하나 외피는 높은 시간 해상도와 상태 의존. 모터 제어15,16 과 정신병 조건17,18, 생리 조사 확장 같은 방식으로 neurophysiologic 변화에 실시간 정보를 제공 하 19,20.
이전 fTMS 연구 응답 억제 GNG14 SST 작업15,,1621을 사용 하 여 건강 한 성인에서 대뇌 피 질의 메커니즘 탐험 있다. 또한, 한 연구 methylphenidate의 단 하나의 복용량 fTMS/GNG 실험 동안 건강 한 성인의 모터 대뇌 생리학을 변경 했다. 22 까지, 두 그룹이 있다 ADHD23 와 증후군17의 대뇌 피 질의 생리 특성 GNG 작업을 사용 하 여 소아 fTMS 연구 출판. 현재 소아과 인구에서 SST를 활용 하 여 없는 게시 fTMS 연구입니다.
나머지 혼자 TMS 연구 보다 훨씬 더 큰 정도로 fTMS 연구에 중요 한 문제는 근육 유물 이다. 진폭 및 모터 되 살려 진 잠재력 (MEP)에서 대기 시간 표준화 된 표면 전도 (EMG) 측정 근육 유물에 의해 오염 되지 해야 합니다. 그래서, 예를 들어 공부 하 고 운동 반응 시간 연구에 대 한 준비에 대뇌 피 질의 변화, TMS 펄스 해야 될 정확 하 게 초과 이동 신호 후 하지만 개인의 반응 시간 이전 발생. 따라서 어떤 작업에 TMS 펄스 때 모터 응답 아직 시작 하지은, 한 번에 발생 하 고 참가자는 편안 하 고 나머지에 관련 된 근육을 유지할 수 있도록 중요 하다. 이 수 자연스럽 게 외부 움직임 그리고 사람 수 있습니다 계속 그들의 팔과 손 반응 시간 내내 긴장 게임 풀어 아이 들과 함께 매우 문제가 될 수 있습니다.
현재 연구의 목적은 어린이 안심 및 기본 모터 피 질 (M1) 생리학을 공부에 대 한 적합 한 슬 레이 터-Hammel SST의 버전을 개발 하는 것입니다. 이 작업은 어린이, 2) 상대적으로 쉽게 아이 들과 온라인 TMS와 호환이 되는 3)에 대 한 완료를 위한 1) 쉽게 이해할 수 있어야 합니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="772">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Precision Gamepad</td>
			<td style="width:215px;">Logitech</td>
			<td style="width:119px;">G-UG15</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Acquisition Interface Model ACQ-16</td>
			<td style="width:215px;">Gould Instrument Systems Inc</td>
			<td>ACQ-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Micro1401-3 Data Acquisition Unit</td>
			<td style="width:215px;">Cambridge Electronic Design Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Signal version 6 software (Windows)</td>
			<td style="width:215px;">Cambridge Electronic Design Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Power base</td>
			<td style="width:215px;">Coulbourn Instruments</td>
			<td style="width:119px;">V15-17</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Bioamplifier with filters</td>
			<td style="width:215px;">Coulbourn Instruments</td>
			<td style="width:119px;">V75-04</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:271px;">Conductor electrode cables (for surface EMG)</td>
			<td style="width:215px;">Coulbourn Instruments</td>
			<td style="width:119px;">V91-33</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:271px;">2002 TMS device</td>
			<td style="width:215px;">The Magstim Company Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:271px;">BiStim2 module</td>
			<td style="width:215px;">The Magstim Company Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">90mm circular TMS coil</td>
			<td style="width:215px;">The Magstim Company Ltd</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Presentation software (Windows)</td>
			<td style="width:215px;">Neurobehavioral Systems Inc</td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:271px;">Windows computer</td>
			<td style="width:215px;"></td>
			<td style="width:119px;">Not applicable</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

online transcranial magnetic stimulation protocol for measuring cortical physiology associated with response inhibition

우리는 온라인 Transcranial 자석 자극 (TMS)의 특성화 기본 모터 피 질 (M1) 흥분 및 억제를 위한 적합 한 재현, 어린이 친화적인 모터 응답 억제 작업의 개발을 설명합니다. 모터 응답 억제 원치 않는 행동을 방지 하 고 여러 가지 정신병 조건에서 비정상 이다. TMS는 비-침략 적 기술입니다 M1 흥분 및 억제 단일 및 결합에 펄스 프로토콜을 사용 하 여 계량 수와 정확 하 게 높은 시간 해상도 가진 대뇌 생리학을 공부 초과 될 수 있습니다. 우리는 원래 슬 레이 터-Hammel (S-H) 정지 신호 작업 버전을 만들 "레이싱" TMS 펄스와 시간 내 재판에 잠겨 이벤트 수정. 이 작업은 800 ms 대상으로 레이싱 카를 이동 하는 버튼 푸시 후 시작 하는 각 시도 함께 자습. 시련이이 대상의 바로 전에 레이싱 카를 중지 손가락-리프트 요구가. 무작위로 산재 정지 재판 (25%)는 동적으로 조정된 정지 신호 라는 손가락 리프트를 방지 하기 위해 과목입니다. 이동 시험, TMS 펄스 시험 개시; 후 650 ms에 전달 되었다 반면, 정지 시험, TMS 펄스 중지 신호 후 150 ms를 발생 했습니다. TMS 펄스의 타이밍 중지 신호 작업 중 이러한 시간 범위에서 이벤트 관련 변화를 보여주는 electroencephalography (뇌 파)에 따라 결정 했다. 이 작업은 두 연구 사이트에서 3 블록에서 공부 (n = 38) 우리가 행동 성능 및 이벤트 관련 모터 되 살려 진 잠재력 (MEP) 기록. MEP 진폭 여러 독립 변수 covariate로 서 나이 사용 하 여 분석 하는 데 사용 했다 회귀 모델링 (섹스, 공부 사이트, 블록, TMS 맥 박 [단일-쌍 펄스 대], 시험 조건 [이동, 성공적인 중지 실패 중지] 조건). 분석 TMS 조건 펄스 나타났다 (p < 0.0001) 및 시험 상태와의 상호 작용 (p = 0.009) 상당한 했다. 이 온라인 S-H/TMS 패러다임에 대 한 미래 응용 프로그램 TMS 갖는 뇌 파 전위 측정을 동시 EEG 취득의 추가 포함 합니다. 잠재적인 한계는 어린이, TMS 맥 박 소리 수 성능에 영향을 행동 작업 이다.

회귀 분석은 별도로 행동 하 고 neurophysiologic 데이터를 분석 하는 상업 통계 소프트웨어 패키지를 사용 하 여 수행 됩니다. 대표적인 데이터는 일반적으로 개발에서 아이 들과 볼티모어 (25 남성, 13 여성)에서 15 23에서. 사이트 간의 나이 차이가 없 (10.3 ± 1.3 년 신시내티와 10.4 ± 1.2 년 볼티모어; t 테스트 p = 0.74)
우리를 독립 변수...

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Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

우리는 흥분 그리고 모터 응답 억제 작업 동안 기본 모터 피 질 억제 중지 신호 작업의 과정을 통해 Transcranial 자석 자극을 사용 하 여 계량 하는 실험적인 절차를 설명 합니다.

대뇌 생리학 응답 억제와 관련 된 측정을 위한 온라인 Transcranial 자석 자극 프로토콜

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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Transcranial 자석 자극에 의​​해 유도된 Phosphenes을 문서화에 대한 새로운 접근 방식

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연구

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