Name: online transcranial magnetic stimulation protocol for measuring cortical physiology associated with response inhibition
Uploaded: 2018-02-08T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition at JoVE.com

Это исследование финансировалось Национальный институт психического здоровья (R01MH095014).

Этот протокол был одобрен Цинциннати-Детская больница медицинский центр и Джонса Хопкинса институциональные наблюдательные советы как минимальный риск учиться у детей и взрослых. Одно - и паре пульс TMS считается безопасной у детей 2 лет и старше в международных экспертов консенсус. <sup c...

Этот протокол является роман детскую метод объединения стоп сигнал задачи и TMS для изучения связанных с событиями коркового торможения. Клинические наблюдения мотор ингибирующее дефицита и низкой производительности в стоп сигнал задач были продемонстрированы в многочисленных Психо?...

Ответ ингибирование является способность выборочно предотвратить те нежелательные действия, которые могут мешать запланированных функциональных целей. 1 cortico полосатой сети критически участвует в реакции зрачков, который постепенно становится более эффективным, как зрелые дети, но нарушениями в многочисленных Психоневрологическая условиях, такие, как расстройство дефицита внимания гиперактивности) ADHD), обучение расстройства, навязчивые расстройства и шизофрении. 2 , 3 ответ ингибирование мотор может быть рассмотрен с различных поведенческих парадигмы, такие как Go/ного (ГНГ) и остановить сигнал задач (SST). 1 , 4 поведенческих данных только не предоставляет информацию о потенциально модифицируемый, поддающееся количественной оценке биологических механизмов. Главной целью в настоящем исследовании было разработать ребенка дружественные метод для оценки физиологии моторной коры во время выполнения реакции зрачков, с тем чтобы разработать количественные биомаркеров мозга основе нейронных субстратов этой задачи. Такие биомаркеров может иметь широкое применение в прогнозных исследований прогноза или лечения нейроповеденческих расстройств.
Для этого следователи выбран и изменен Слейтер-Хаммел (S-H) задачи5. Это остановка сигнала задача, которая требует участников подавляют внутренне созданные запрограммированных действий. Это самостоятельное задача состоит из GO и остановки процессов. Перейти испытания инициируются предмет нажатия и поддержания давления на кнопке, с инструкцией как можно ближе к поднять палец на кнопку (т.е. идти действий), но до 800 мс целевой. В оригинальной парадигме указано время на часах с быстро вращающейся руки. ОСТАНОВИТЬ испытания случайно перемежаются среди GO испытаний, во время которых человек должен препятствовать заранее спланированных действий GO (т.е. предотвратить палец лифта). Стоп сигнал задача является более сложной, потому что предметы должны препятствовать ответ в контексте запрограммированных ПОЙДЕМ-сигнала, то GNG задачи, решение является ли инициировать или не инициировать действие без предварительного командами. 6 Кроме того, она может быть более точным для изучения реакции торможения с помощью стоп сигнал задач, потому что в задаче GNG последовательной корреляции между сигналом и ответы может привести к автоматическое торможение. 7 автоматическая ингибирование является теория, что последовательное сопоставление между сигналом и ответ (то есть сигнал идти всегда приводит в ответ GO и наоборот) приводит к автоматической обработки на протяжении эксперимента, таким образом, чтобы остановить испытания частично обработаны через памяти поиска и обходит некоторые исполнительные элементы управления. 8 , 9
Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) является Неинвазивная технология, которая может использоваться для измерения корковых физиологии. С помощью одно - и паре импульса стимуляции парадигмы, можно количественно корковой возбудимости и ингибирование. Хотя большинство опубликованных исследований TMS расследовать корковых физиологии в состоянии покоя, некоторые группы изучили корковой возбудимости/торможение при психической подготовки для действий10 и во время различных когнитивных государств, которые могут быть отражены в мотор Физиология мозга. 11 , 12 , 13 , 14 Этот функциональный подход TMS (fTMS) требует онлайн TMS измерения, в то время как участники выполняют поведенческих задач, таким образом позволяя зонд корковые изменения, которые являются состояние зависимой с высоким временным разрешением. Предоставление информации в реальном времени на нейрофизиологические изменения таким образом расширяет физиологического исследования управления электродвигателя15,16 и Психоневрологическая условия17,18, 19,20.
FTMS предварительного исследования изучили корковые механизмы реакции торможения в здоровых взрослых с использованием GNG14 и SST задачи15,16,21. Кроме того одно исследование показало, что разовая доза метилфенидат изменилась мотор корковых физиологии здоровых взрослых во время эксперимента fTMS/ГНГ. 22 на сегодняшний день существует две группы, которые опубликовали педиатрических fTMS исследования с помощью задачи GNG характеризовать корковых физиологии СДВГ23 и17синдром Туретта. Существует в настоящее время нет опубликованных fTMS исследование использования SST в педиатрической популяции.
Критическим вопросом в fTMS исследований, в гораздо большей степени, чем остальные только исследования, TMS, является артефактом мышц. Стандартизированные поверхностной электромиографии (ЭМГ) меры амплитудой и задержкой от Мотор evoked потенциалов (MEP) не должны быть загрязнены мышцы артефакт. Так например, для изучения корковые изменения в подготовке для движения в исследовании время реакции, TMS импульсов должен быть четко приурочен происходят после идти сигнал, но до времени реакции индивида. Таким образом в любой задаче, важно обеспечить что TMS импульсов происходят в то время, когда мотор ответ еще не началось, и что соответствующий участник является удобной и способны поддерживать соответствующие мышцы в покое. Это может быть чрезвычайно проблематичным с гиперкинетический детей которые естественно может иметь лишних движений и кто может держать их руку и руку, напряженной на протяжении всего времени реакции игры.
Целью настоящего исследования является разработка версии SST Слейтер-Хаммел, детской и подходящим для изучения физиологии первичной моторной коры (M1). Эта задача должна быть 1) легко понятным для детей, 2) относительно легко завершить для детей и 3) совместимы с онлайн TMS.

<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

Мы описываем разработку воспроизводимых, детскую мотор ответ ингибирование задачи подходит для онлайн транскраниальной магнитной стимуляции (TMS) Характеристика возбудимости первичной моторной коры (M1) и ингибирование. Мотор реакции ингибирования предотвращает нежелательные действия и является ненормальным в нескольких Психоневрологическая условий. TMS является Неинвазивная технология, которая может подсчитать M1 возбудимости и ингибирование, используя протоколы, одно - и паре пульс и может быть четко приурочен, чтобы изучить корковых физиологии с высоким временным разрешением. Мы изменили первоначальную задачу сигнал остановки Слейтер-Хаммел (S-H) для создания «гоночного автомобиля» версии с TMS импульсов времени заблокированы внутри пробной события. Эта задача является самоподготовки, с каждой пробной инициирование после кнопки для перемещения гоночного автомобиля к цели 800 мс. ИДУТ испытания требуют палец лифтом остановить гоночного автомобиля непосредственно перед этой цели. Случайно вперемешку, стоп испытания (25%), во время которых динамически скорректированные стоп сигнал подсказки предметов для предотвращения палец Лифт. Для испытаний GO TMS импульсы были доставлены на 650 ms после начала судебного разбирательства; тогда, для остановки процессов, TMS импульсов происходит 150 мс после остановки сигнала. Тайминги TMS импульсов были определены на основе электроэнцефалографии (ЭЭГ) исследования, показывающие изменения, связанные с событиями в эти интервалы времени во время остановки сигнала задач. Эта задача была учился в 3 блоках на двух объектах исследования (n = 38) и мы записали поведенческих производительность и связанные с событиями Мотор evoked потенциалов (MEP). Регрессионного моделирования была использована для анализа MEP амплитудами помощью возраст как ковариаций с несколькими независимыми переменными (секс, изучение сайта, блок, TMS пульс состояние [одно-против паре пульс], пробная условие [GO, успешно остановить, не удалось остановить]). Анализ показал, что TMS пульс состояние (p < 0.0001) и его взаимодействие с пробной условие (p = 0,009) были значительными. Будущих приложений для этой онлайн S-H/TMS парадигмы включают добавление одновременного приобретения ЭЭГ для измерения TMS-вызвала ЭЭГ потенциалов. Потенциальным ограничением является, что у детей, звук пульса TMS может повлиять на производительность поведенческих задач.

Регрессионный анализ выполняется с использованием коммерческого статистического пакета программного обеспечения для анализа данных о поведении и нейрофизиологические отдельно. Репрезентативных данных — от 23 обычно развивающихся детей из Цинциннати и 15 из Балтимо...

Watch this Scientific Journal Video about Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition at JoVE.com

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

Мы описываем экспериментальной процедуры для количественного определения возбудимости и ингибирование первичной моторной коры во время задачи торможение моторных ответов с помощью транскраниальной магнитной стимуляции на протяжении задачу остановить сигнал.

Онлайн транскраниальной магнитной стимуляции протокол для измерения корковых физиологии, связанные с ингибированием ответ

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Approach for Documenting Phosphenes Induced by Transcranial Magnetic Stimulation

Новый подход для документирования фосфены индуцированные транскраниальной магнитной стимуляции

Stimulation of the human visual cortex produces a transient perception of light, known as a phosphene. Phosphenes are induced by invasive electrical ...

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

Объединение транскраниальной магнитной стимуляции и МРТ по анализу сети Режим по умолчанию

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS: Используя тета-съемки протокол к Исследуйте Mechasnism пластичности у лиц с синдромом хрупкой Х и аутизм

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

Использование магнитно-резонансной спектроскопии как инструмент для измерения Би-полушария транскраниальной электрической стимуляции эффектов на первичной моторной коры обмена веществ

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Эффекты переменного тока транскраниальной стимуляции на первичной моторной коры, онлайн комбинированный подход с транскраниальная магнитная стимуляция

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Хронический транскраниальной электростимуляции и Intracortical запись в крыс

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Комбинированные транскраниальной магнитной стимуляции и электроэнцефалография Дорсолатеральное префронтальной коры

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

Определение местоположения стимуляции с помощью 3D Digitizer с высокой четкостью Transcranial Прямого тока стимуляции

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...

Measuring and Manipulating Functionally Specific Neural Pathways in the Human Motor System with Transcranial Magnetic Stimulation

Измерение и манипулирование функционально специфическими нейронными путями в моторной системе человека с транскраниальной магнитной стимуляцией

Understanding interactions between brain areas is important for the study of goal-directed behavior. Functional neuroimaging of brain connectivity has ...

Conventional and Threshold-Tracking Transcranial Magnetic Stimulation Tests for Single-handed Operation

Обычные и пороговые транскраниальные тесты магнитной стимуляции для работы одной рукой

Most single-pulse transcranial magnetic stimulation (TMS) parameters (e.g., motor threshold, stimulus-response function, cortical silent period) are used ...