Name: combined transcranial magnetic stimulation and electroencephalography of the dorsolateral prefrontal cortex
Uploaded: 2018-08-17T13:30:00
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यह काम NIMH R01 MH112815 द्वारा भाग में वित्त पोषित किया गया । इस काम को नशामुक्ति और मानसिक स्वास्थ्य के लिए केंद्र में Temerty फैमिली फाउंडेशन, ग्रांट फैमिली फाउंडेशन और कैम्पबेल फैमिली मानसिक स्वास्थ्य शोध संस्थान ने भी सपोर्ट किया था ।

यहां प्रस्तुत सभी प्रायोगिक प्रक्रियाएं हमारी स्थानीय नैतिक समिति द्वारा स्वीकृत की गई है जो हेलसिंकी की घोषणा के दिशानिर्देशों का पालन कर रही हैं ।
1. Neuronavigated के लिए सिर पंजीकरण-ईईजी
<ol><li>एक उच...

ईईजी-सबसे cortical क्षेत्रों के प्रत्यक्ष और गैर इनवेसिव उत्तेजना और बहुत अच्छा spatio-लौकिक संकल्प30के साथ परिणामी न्यूरॉन गतिविधि के अधिग्रहण, विशेष रूप से जब neuronavigation का उपयोग किया है सक्षम बनाता है । इ...

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (ए. ए.) एक neurophysiological उपकरण है कि तेजी से, समय अलग चुंबकीय क्षेत्र दालों के उपयोग के माध्यम से cortical ंयूरॉन गतिविधि के गैर इनवेसिव मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है1। इन चुंबकीय क्षेत्र दालों का तार के नीचे सतही प्रांतस्था में एक कमजोर वर्तमान प्रेरित जो झिल्ली ध्रुवीकरण में परिणाम है । आगामी cortical सक्रियण या मॉडुलन सीधे कुंडल की विशेषताओं से संबंधित है, इसके कोण और खोपड़ी2के लिए अभिविन्यास. तार और ंयूरॉंस की अंतर्निहित राज्य से छुट्टी दे दी नाड़ी की तरंग भी परिणामी cortical सक्रियण3को प्रभावित करते हैं ।
cortical व्यवहार या मोटर प्रतिक्रियाओं या कार्य से संबंधित प्रसंस्करण के व्यवधान के माध्यम से पैदा कर के आकलन को सक्षम करता है । cortico की उत्तेजितता-स्पाइनल प्रक्रियाओं का मूल्यांकन रिकॉर्डिंग electromyographic (ईएमजी) प्रतिक्रियाओं के माध्यम से किया जा सकता है जो मोटर प्रांतस्था से अधिक एकल पज दालों से होता है, जबकि intracortical उत्तेजक (intracortical अधिकारियो; ICF) और निरोधात्मक तंत्र (लघु और दीर्घ intracortical निषेध; एसआईसीआई और एलआईसीआई) मीन्स-पल्स टीएम के साथ जांच की जा सकती है । दोहरावी पज विभिन्न संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को परेशान कर सकता है, लेकिन मुख्य रूप से neuropsychiatric विकारों की एक किस्म के लिए एक चिकित्सकीय उपकरण के रूप में प्रयोग किया जाता है । इसके अलावा, एक साथ electroencephalography (ईईजी) के साथ cortico-cortical उत्तेजितता और4कनेक्टिविटी का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । अंत में, यदि neuronavigation के प्रशासन (nTMS) के साथ दिया है, यह सटीक परीक्षण के लिए अनुमति देगा-उत्तेजना की सटीक साइट के बाद से फिर से परीक्षण मानदंड दर्ज किया जा सकता है । cortical मेंटल के अधिकांश लक्षित और उत्तेजित किया जा सकता है (उन क्षेत्रों है कि औसत दर्जे का शारीरिक या व्यवहार प्रतिक्रियाओं का उत्पादन नहीं सहित) इस प्रकार प्रांतस्था कार्यात्मक रूप से मैप किया जा सकता है ।
ईईजी संकेत एकल या युग्मित पल्स टीएम से पैदा cortico-cortical कनेक्टिविटी5 और मस्तिष्क की वर्तमान स्थिति के आकलन की सुविधा कर सकते हैं । synapses सक्रिय कर सकते हैं कि कार्रवाई की क्षमता में इस टीएम प्रेरित इलेक्ट्रिक वर्तमान परिणाम. postsynaptic धाराओं का वितरण ईईजी6के माध्यम से दर्ज किया जा सकता है । ईईजी संकेत यों तो द्विध्रुवीय मॉडलिंग7 या ंयूनतम के माध्यम से synaptic वर्तमान वितरण का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, आदर्श अनुमान8, जब मल्टीचैनल ईईजी कार्यरत है, और सिर की चालकता संरचना के साथ के लिए जवाबदेह । संयुक्त ईईजी-cortical निरोधात्मक प्रक्रियाओं9, दोलनों10, cortico-cortical11 और interhemispheric12बातचीत, और cortical प्लास्टिक13का अध्ययन करने के लिए नियोजित किया जा सकता है । सबसे महत्वपूर्ण बात, ए. ए.-ईईजी अच्छा परीक्षण के साथ संज्ञानात्मक या मोटर कार्यों के दौरान उत्तेजित परिवर्तन की जांच कर सकते है-पुनर्परीक्षण विश्वसनीयता14,15। महत्वपूर्ण बात, ईईजी-neurophysiological संकेतों का निर्धारण करने की क्षमता है जो चिकित्सीय हस्तक्षेपों (rTMS या औषधीय प्रभावों) का परीक्षण-पुनर्परीक्षण डिजाइन16,17में प्रतिक्रिया के पूर्वानुमान के रूप में सेवा कर सकते हैं ।
neuronavigation के लिए के सिद्धांतों के आधार पर है फ्रेमी stereotaxy के सिद्धांतों । सिस्टम एक ऑप्टिकल ट्रैकिंग सिस्टम का उपयोग18 कि एक प्रकाश उत्सर्जक कैमरा है कि प्रकाश के साथ संचार-ऑप्टिकल दोनों सिर (एक संदर्भ ट्रैकर के माध्यम से) से जुड़े तत्वों को प्रतिबिंबित करता है और के लिए Neuronavigation एक अंकीयकरण संदर्भ उपकरण या कलम की सहायता से 3 डी एमआरआई मॉडल पर कुंडल स्थानीयकरण के लिए अनुमति देता है । neuronavigation का उपयोग करने के लिए इस विषय के सिर के रूप में अच्छी तरह से ईईजी इलेक्ट्रोड पदों के डिजिटलीकरण के कुंडल अभिविन्यास, स्थान और संरेखण के कब्जा की सुविधा. इन सुविधाओं के परीक्षण के लिए आवश्यक हैं-retest डिजाइन प्रयोगों और dorsolateral आकडे प्रांतस्था के भीतर एक निर्दिष्ट स्थान की सटीक उत्तेजना के लिए.
एक परीक्षण में एक-ईईजी प्रोटोकॉल का उपयोग करने के क्रम में पुनर्परीक्षण प्रयोग, वहां के लिए सटीक लक्ष्यीकरण और cortical क्षेत्र के अनुरूप उत्तेजना विश्वसनीय संकेतों को प्राप्त करने की जरूरत है । ईईजी रिकॉर्डिंग अलग कलाकृतियों के लिए कमजोर हो सकता है । ईईजी इलेक्ट्रोड पर इस पज प्रेरित विरूपण साक्ष्य एम्पलीफायरों है कि एक देरी के बाद ठीक कर सकते हैं के साथ फ़िल्टर किया जा सकता19,20 या एम्पलीफायरों कि21संतृप्त नहीं किया जा सकता के साथ. हालांकि, आंख आंदोलनों या पलक, ईईजी इलेक्ट्रोड, यादृच्छिक इलेक्ट्रोड आंदोलन और उनके ध्रुवीकरण के लिए निकटता में कपाल मांसपेशी सक्रियण द्वारा उत्पन्न विरूपण साक्ष्य के अन्य प्रकार, और कुंडल क्लिक या दैहिक अनुभूति द्वारा ध्यान में रखा जाना चाहिए. सावधान विषय तैयारी है कि इलेक्ट्रोड 5 kΩ नीचे impedances सुनिश्चित करता है, इलेक्ट्रोड पर कुंडल के स्थिरीकरण और कुंडल और इलेक्ट्रोड के बीच एक फोम कंपन को कम करने के लिए (या एक स्पेसर कम आवृत्ति कलाकृतियों को खत्म करने के लिए22), earplugs और यहां तक कि श्रवण मास्किंग का इस्तेमाल इन कलाकृतियों को न्यूनतम करने के लिए किया जाना चाहिए23. यहां प्रस्तुत प्रोटोकॉल neurophysiological कार्य का आकलन जब उत्तेजना dorsolateral आकडे (DLPFC) पर लागू किया जाता है के लिए एक मानक प्रक्रिया परिचय । ध्यान आम मीन्स-पल्स मानदंड है कि M19,15,16के अध्ययन में मांय किया गया है पर है ।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:869px;" width="868">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:233px;">CED Micro1401-3</td>
			<td style="width:184px;">Cambridge Electronic Design Limited</td>
			<td style="width:221px;">CED Micro1401-3</td>
			<td style="width:231px;">Digital Data Recocrder</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BISTIM&#39;2 Package Option 1</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>3234-00</td>
			<td>TMS paired pulse stimulator</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Magstim 200&#39;2 Unit (2 items)</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>3010-00</td>
			<td>TMS stimulators</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">UI controller</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>3020-00</td>
			<td>TMS controller</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BISTIM&#39;2 UI controller</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>3021-00</td>
			<td>TMS controller</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">BISTIM connecting module</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>3330-00</td>
			<td>TMS connecting module</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">D70 Alpha Coil - P/N 4150-00 (Alpha 70mm double coil)</td>
			<td>Magstim</td>
			<td>4150-00</td>
			<td>TMS coil</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Brainsight</td>
			<td>Rogue-Resolutions</td>
			<td>Brainsight 2</td>
			<td>Neuronavigator</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Model 2024F</td>
			<td>Intronix</td>
			<td>2024F</td>
			<td>Electromyograph</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Neuroscan SynAmps RT 64 channel System</td>
			<td>Compumedics Neuroscan</td>
			<td>9032-0010-01</td>
			<td>Electroencephalograph</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Quick-Cap electrode system 64</td>
			<td>Compumedics Neuroscan</td>
			<td>96050255</td>
			<td>EEG Cap</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

combined transcranial magnetic stimulation and electroencephalography of the dorsolateral prefrontal cortex

Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (ए. ए.) एक गैर इनवेसिव विधि है कि संक्षिप्त, समय के माध्यम से प्रांतस्था में तंत्रिका उत्तेजना का उत्पादन है चुंबकीय क्षेत्र दालों अलग । cortical सक्रियण या इसके मॉडुलन की दीक्षा सक्रिय cortical क्षेत्र के न्यूरॉन्स की पृष्ठभूमि सक्रियण पर निर्भर करता है, कुंडल की विशेषताओं, अपनी स्थिति और सिर के संबंध में अपने अभिविन्यास. एक साथ electrocephalography (ईईजी) और neuronavigation (nTMS-ईईजी) के साथ संयुक्त एक cortico तरीके से लगभग सभी cortical क्षेत्रों में cortical-reproducible उत्तेजितता और कनेक्टिविटी के आकलन के लिए अनुमति देता है । यह अग्रिम nTMS-ईईजी एक शक्तिशाली उपकरण है कि सही परीक्षण में मस्तिष्क गतिशीलता और neurophysiology का आकलन कर सकते है बनाता है परीक्षण मानदंड है कि नैदानिक परीक्षणों के लिए आवश्यक हैं । इस विधि की सीमाएं कलाकृतियों कि उत्तेजना के लिए प्रारंभिक मस्तिष्क जेट कवर शामिल हैं । इस प्रकार, कलाकृतियों को हटाने की प्रक्रिया भी बहुमूल्य जानकारी निकाल सकते हैं । इसके अलावा, dorsolateral आकडे (DLPFC) उत्तेजना के लिए इष्टतम मापदंडों पूरी तरह से जाना जाता है और वर्तमान प्रोटोकॉल मोटर प्रांतस्था (M1) उत्तेजना मानदंड से रूपांतरों का उपयोग नहीं कर रहे हैं । हालांकि, nTMS-ईईजी डिजाइन विकसित करने के लिए इन मुद्दों के समाधान की उंमीद है । प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत DLPFC कि उपचार प्रतिरोधी मनोरोग विकारों के साथ रोगियों में लागू किया जा सकता है कि इस तरह के रूप में उपचार प्राप्त करने के लिए उत्तेजना से neurophysiological कार्य का आकलन करने के लिए कुछ मानक प्रथाओं परिचय transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना (tDCS), दोहराव transcranial चुंबकीय उत्तेजना (rTMS), चुंबकीय जब्ती थेरेपी (MST) या electroconvulsive थेरेपी (ECT) ।

चित्रा 1 एक एक स्वस्थ स्वयंसेवक के लिए प्रत्येक सत्र से १०० कछु औसत के बाद F3 इलेक्ट्रोड पर DLPFC उत्तेजना के बाद TMSevoked क्षमता दिखाता है । इस उदाहरण में, हम एकल पल्स हालत की तुलना म?...

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Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

प्रोटोकॉल यहां प्रस्तुत है ईईजी intracortical उत्तेजित परीक्षण का उपयोग अध्ययन-retest डिजाइन मानदंड के लिए है । प्रोटोकॉल की मंशा प्रमुख अवसाद जैसे neuropsychiatric रोगों के उपचार में चिकित्सीय हस्तक्षेपों से संबंधित neurophysiological कार्य का आकलन करने के लिए विश्वसनीय और reproducible cortical उत्तेजित करने के उपायों का उत्पादन करने के लिए है ।

संयुक्त Transcranial चुंबकीय उत्तेजना और Electroencephalography के Dorsolateral आकडे प्रांतस्था

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

This method can help answer key questions in the fields of neurology, clinical neurophysiology, and psychiatry by determining neurophysiological signals that may serve as predictors of response to therapeutic interventions. If properly performed, this technique can monitor, reliably and reproducibly, changes in cortical excitability due to these therapeutic interventions. Demonstrating the procedure will be Stacey Shim, a research analyst from our laboratory.To start, first choose a cap that fits the participant's head well. Place the Cz electrode at vertex halfway between the line connecting the nasian and inian. Ensure that all electrodes are tightly touching the scalp and are functioning.Next, adjust the blunt tip of a syringe and fill it with electroconductive gel. Place the tip inside the electrode hole, and then lightly press the plunger until there is some paste on the skin. Then, scrub the scalp with the blunt tip and ensure that paste does not spill out over the top to avoid bridging.Prepare the ground and reference electrodes first. Check that the impedance is under five kiloohms for all electrodes. Electrode preparation determines the quality of the recorded brain signal and minimizes the need of signal processing methods that may remove both noise and brain signal crucial for its study.Now place two disposable EMG disk electrodes with a diameter of about 30 millimeters over the right abductor pollicis brevis muscle, or APB, for a belly-tendon montage. Also place the ground electrode according to the manufacturer's guidelines. Connect the electrodes to the EMG amplifier.Begin by loading a T1-weighted MRI into the navigation system and choosing the cardinal points for registration. Use either MNI or Talairach coordinates of the dorsolateral prefrontal cortex. Then place the head tracker in such a way so that it will not move during the stimulation session, and allow the TMS coil to move freely.Next have the participant insert earplugs, then align the participant's head to the 3D MRI model. To do this, touch the participant's head with the digitizing pen at the cardinal points selected in the MRI. Now validate the registration by placing the digitizing pen on the participant's head and checking the representation on the computer.If needed, calibrate the TMS coil by attaching the trackers to the coil. Then place a polyurethane sponge under the coil to minimize the coil vibration over the electrodes during the TMS pulses. Place the coil on the calibration block so all the trackers are visible from the camera.Then press the calibration button on the computer screen and keep the coil in the calibration position for five seconds. At this point, instruct the participant to rest and remain comfortable with a relaxed back, hands, and legs. Then to find the hotspot, begin by targeting the motor knob as the initial landmark of cortical representation of APB and primary motor cortex, and move the coil until there is corresponding muscle movement.Use TMS intensities evoking motor-evoked thresholds or MEPs of around 500 microvolts over APB. Optimize the coil orientation by changing its angle and tilt to evoke the largest response over the hotspot. Save this coil positioning in the neuronavigator software and reduce the output intensity in steps of 2-3%Then give 10 pulses, and if more than five out of 10 MEP responses over 50 microvolts are obtained, continue reducing the intensity.When less than five out of 10 responses are evoked, start increasing the intensity by steps of 1-2%Motor threshold is represented as the intensity that produces MEPs larger than 50 microvolts five out of 10 times. The interstimulus interval, ISI, for motor threshold should be longer than one second, usually three to five seconds. Next, adjust intensity starting at 120%of motor threshold to produce MEPs over primary motor cortex from 500 to 1500 microvolts.Record 10 pulses with this output, increasing or decrease the intensity in steps of 1-2%until reaching an average of one microvolt. The adjustment of the coil intensity is crucial for targeting the neuronal population under investigation, but also for the quality of the signals. At this point, position the coil over dorsolateral prefrontal cortex and stimulate a few times.If significant artifacts are generated, fine tune the coil placement by moving it slightly away from this location. Now digitize the EEG electrodes so that their position is registered to the brain anatomy. Then replace the earplugs with pneumatic audio earbuds to play white noise audio masking, if desired.And add headphones over them for hearing protection. At this point, mount the coil on the coil holder and make sure that the coil does not move or press the electrodes under it. Finally, run the experiment including single-pulse TMS as well paired-pulse TMS for short intracortical inhibition, intracortical facilitation, and long intracortical inhibition, in a random order for each participant.This figure shows the grand averages of TMS-evoked EEG responses from the dorsolateral prefrontal cortex region of interest electrodes after stimulation. This includes single-pulse TMS, short intracortical inhibition, intracortical facilitation, and long intracortical inhibition. Here we see N100 evoked potential values plotted topographically across all electrodes for each stimulation condition.While attempting this procedure, it's important to prepare the electrodes accurately, to choose the correct stimulation target, and to adjust the stimulation intensity and coil orientation properly. After its development, this technique paved the way for researchers in the field of neuroscience, neurology, clinical neurophysiology, and psychiatry, to explore the corticocortical excitability and connectivity in various brain states, for both healthy volunteers and patients.

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संयुक्त परिधीय तंत्रिका उत्तेजना और नियंत्रणीय पल्स पैरामीटर टीएमएस

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लेखक स्पॉटलाइट: संयुक्त परिधीय तंत्रिका उत्तेजना और नियंत्रणीय पल्स पैरामीटर Sensorimotor नियंत्रण और सीखने की जांच करने के लिए Transcranial चुंबकीय उत्तेजना  

संयुक्त परिधीय तंत्रिका उत्तेजना और नियंत्रणीय पल्स पैरामीटर ट्रांसक्रैनियल चुंबकीय उत्तेजना सेंसरिमोटर नियंत्रण और सीखने की जांच के लिए

Skilled motor ability depends on efficiently integrating sensory afference into the appropriate motor commands. Afferent inhibition provides a valuable ...