Name: combined transcranial magnetic stimulation and electroencephalography of the dorsolateral prefrontal cortex
Uploaded: 2018-08-17T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex at JoVE.com

Dette arbeidet ble finansiert delvis av NIMH R01 MH112815. Dette arbeidet ble også støttet av Temerty Family Foundation, Grant Family Foundation og Campbell familien Mental Health Research Institute ved Centre for avhengighet og mentalhelse.

Alle eksperimentelle prosedyrer presenteres her er godkjent av våre lokale etiske komiteen følgende retningslinjer av erklæringen i Helsinki.
1. leder registrering for Neuronavigated TMS-EEG
<ol><li>Få en høy oppløsning hele hodet T1-vektet strukturelle MRI for hver deltaker. Søk i henhold til neuronavigation produsenten retningslinjer.</li>
	<li>Laste opp bilder på navigasjonssystemet. Sjekk Hvis MRIs skannes riktig. Velg himmelretningene (pre auricular poeng, nasion og spissen av n...

TMS-EEG kan direkte og noninvasive stimulering av de fleste kortikale områder og oppkjøpet av den resulterende neuronal aktiviteten med svært god spatio-temporale oppløsning30, spesielt når neuronavigation benyttes. Fordelen med dette metodologiske forhånd er basert på det faktum at TMS-utløste EEG signalene kommer fra den elektriske nevrale aktiviteten og det er en indeks på cortico-kortikale excitability. Dette har enormt potensial i nevropsykiatriske pasientgrupper der TMS-EEG kan bruk...

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) er en nevrofysiologiske verktøy som gir ikke-invasiv vurdering av kortikale neuronal aktivitet ved hjelp av rask, tiden varierende magnetfelt pulser1. Pulserer magnetfelt indusere en svak strøm i overfladisk cortex under spolen som resulterer i membran depolarization. Påfølgende kortikale aktivering eller modulering er direkte relatert til karakteristikkene av spolen, vinkel og retning til skallen2. Bølgeform av pulsen utskrevet fra spolen og underliggende delstaten neurons også påvirke den resulterende kortikale aktivisering3.
TMS kan vurdering av kortikale funksjoner ved atferdsmessige eller motor svar eller avbrudd i oppgaverelaterte behandling. Excitability av cortico-spinal prosesser kan evalueres gjennom opptak electromyographic (EMG) svar elicited fra enkelt TMS pulser over motorisk cortex, mens intracortical eksitatoriske (intracortical tilrettelegging; ICF) og hemmende mekanismer (kort og lang intracortical hemming; SICI og LICI) kan bli undersøkt med sammen-puls TMS. Repeterende TMS kan forstyrre ulike kognitive prosesser, men brukes primært som et terapeutisk redskap for en rekke nevropsykiatriske lidelser. Videre kan kombinasjonen av TMS med samtidige Elektroencefalogram (TMS-EEG) brukes til å vurdere cortico-kortikale excitability og tilkobling4. Til slutt, hvis av TMS leveres med neuronavigation (nTMS), det vil tillate nøyaktige test-retest paradigmer siden nøyaktige stedet stimulering kan registreres. De fleste av kortikale mantelen kan være målrettet og stimulert (inkludert de områdene som ikke produserer målbare fysisk eller opptreden svar) dermed cortex kan funksjonelt tilordnes.
EEG signalet fremkalles enkelt eller sammenkoblede puls TMS kan lettere vurdering av cortico-kortikale tilkobling5 og den nåværende tilstanden av hjernen. Den TMS-indusert elektrisk strømmen gir handling potensialer som kan aktivere synapser. Distribusjon av postsynaptic strøm kan registreres gjennom EEG6. EEG signalet kan brukes å kvantifisere og finne synaptic gjeldende distribusjoner gjennom dipol modellering7 eller minimum-norm estimering8, når flerkanals EEG er ansatt, og med ledningsevne struktur av hodet regnskapsføres. Kombinert TMS-EEG kan brukes til å studere kortikale hemmende prosesser9, svingninger10, cortico-kortikale11 og interhemispheric vekselsvirkningene12og kortikale plastisitet13. Viktigst, kan TMS-EEG sonde excitability endringer under kognitive eller motor oppgaver med god test-retest pålitelighet14,15. Betydelig, har TMS-EEG potensial til å bestemme nevrofysiologiske signaler som kan tjene som prediktorer av svar terapeutisk intervensjon (rTMS eller farmakologiske effekter) i test-retest design16,17.
Prinsippene for neuronavigation for TMS er basert på prinsippene om rammeløse stereotaxy. Systemer bruk en optisk sporing systemet18 som sysselsetter et lys-emitting kamera som kommuniserer med lys-reflekterende optiske elementer knyttet til både hodet (via en referanse bane) og TMS spolen. Neuronavigation tillater coil lokalisering på 3D MRI modellen ved hjelp av en digitalisering referanseverktøy eller penn. Bruk av neuronavigation forenkler erobringen av coil retning, plassering og justering til emnet hode og digitalisering av EEG elektrode stillingene. Disse funksjonene er avgjørende for test-retest design eksperimenter og nøyaktig stimulering av en angitt plassering i dorsolateral prefrontal cortex.
For å utnytte en EEG TMS-protokollen i et test-retest eksperiment, det må være nøyaktig målretting og konsekvent stimulering av kortikale området å få pålitelig signaler. TMS-EEG opptak kan være utsatt for ulike gjenstander. TMS indusert gjenstand på EEG elektrodene kan filtreres med forsterkere som kan gjenopprette etter en forsinkelse19,20 eller forsterkere som ikke kan mettet21. Men andre typer gjenstand generert av øyebevegelser eller blinker, skallen muskel aktivering EEG elektrodene, tilfeldig elektrode bevegelse og deres polarisering, og i CoILen Klikk eller somatiske sensasjon må tas i betraktning. Forsiktig emnet forberedelse som sikrer elektrode impedances under 5 kΩ, immobilisering av spolen elektrodene og et skum mellom coil og elektroder til å redusere vibrasjon (eller en avstand å eliminere lavfrekvente gjenstander22), ørepropper og selv Auditory maskering skal brukes til å minimere disse gjenstander23. Protokollen presenteres her introduserer en standard prosess for å vurdere nevrofysiologiske fungerer når stimulering brukes over på dorsolateral prefrontal (DLPFC). Fokus er på vanlige sammen-puls paradigmer som er validert i studier av M19,15,16.

<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

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) er en ikke-invasiv metode som produserer nevrale eksitasjon i cortex ved hjelp av kort, tiden varierende magnetfelt pulser. Initiering av kortikale aktivisering eller dens modulering avhenger bakgrunn aktivering av nervecellene i kortikale området aktivert, spolen, posisjonen og retningen med hensyn til hodet. TMS kombinert med samtidige electrocephalography (EEG) og neuronavigation (nTMS-EEG) tillater for vurdering av cortico-kortikale excitability og tilkobling i nesten alle kortikale områder i en reproduserbar måte. Dette forhånd gjør nTMS-EEG et kraftig verktøy som kan nøyaktig vurdere hjernen dynamikk og nevrofysiologi i test-retest paradigmer som kreves for kliniske forsøk. Begrensninger ved denne metoden inkluderer gjenstander som dekker den innledende hjernen reaktivitet til stimulering. Dermed kan prosessen med å fjerne gjenstander også hente verdifull informasjon. Videre optimale parametere for dorsolateral prefrontal (DLPFC) stimulering er ikke fullstendig kjent og gjeldende protokoller utnytte variasjoner fra motorisk cortex (M1) stimulering paradigmer. Imidlertid håper utvikling nTMS-EEG design å løse disse problemene. Protokollen presenteres her introduserer noen standard praksis for å vurdere nevrofysiologiske fungerer fra stimulering til DLPFC som kan brukes i pasienter med behandling motstandsdyktig psykiske lidelser som mottar behandling som Transkraniell likestrøm stimulering (tDCS), repeterende Transkraniell magnetisk stimulering (rTMS), magnetiske anfall terapi (MST) eller Elektrosjokkterapi (ECT).

Figur 1 A illustrerer TMSevoked potensialene etter DLPFC stimulering over F3 elektroden etter snitt 100 epoker fra hver økt for en sunn frivillig. I denne illustrasjonen markere vi effekten av CS på TS i forhold til betingelsen enkelt puls når TS brukes alene. CS modulerer N100 nedbøyning på en klar måte selv i ett fag. I SICI og LICI økter, N100 er vanligvis økt og i ICF nedgang i absolutte verdier sammenlignet med SP tilstand<sup cl...

Watch this Scientific Journal Video about Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex at JoVE.com

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Protokollen presenteres her er for TMS-EEG studier utnytte intracortical excitability test-retest design paradigmer. Hensikten med protokollen er å produsere pålitelige og reproduserbar kortikale excitability tiltak for å vurdere nevrofysiologiske fungerer knyttet til terapeutisk intervensjon i behandlingen av nevropsykiatriske sykdommer som store depresjonen.

Kombinert Transkraniell magnetisk stimulering og Elektroencefalogram på Dorsolateral Prefrontal cortex

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

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Neuroscience

Unit 1

Electromagnetic Induction

SCIENTISTS IN ACTION

A Novel Approach for Documenting Phosphenes Induced by Transcranial Magnetic Stimulation

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

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 ...

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

Bruk av Magnetic Resonance Spectroscopy som et verktøy for måling av Bi-hemisfærisk transkranial elektrostimulasjonen Effekter på Primær Motor Cortex Metabolism

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

Effekter av Transkraniell vekselstrøm stimulering på primære motorisk Cortex av Online kombinert tilnærming med Transkraniell magnetisk stimulering

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

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

Online Transkraniell magnetisk stimulering protokollen for å måle kortikale fysiologi tilknyttet svar hemming

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

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

Kombinert bruk av Transkraniell direkte gjeldende stimulering og Robotic terapi for den øvre lem

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

Bilaterale vurdering av Corticospinal veier ankel muskler med navigert Transkraniell magnetisk stimulering

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

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

Måling og manipulering funksjonelt spesifikke nevrale veier i det menneskelige motorsystemet med transkraniell magnetisk stimulering

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

Employing Transcranial Magnetic Stimulation in a Resource Limited Environment to Establish Brain-Behavior Relationships

Bruke transkraniell magnetisk stimulering i et ressursbegrenset miljø for å etablere hjerneatferdsrelasjoner

Neuroimaging is typically perceived as a resource demanding discipline. While this is the case in certain circumstances, institutions with limited ...

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

Konvensjonelle og terskelsporing transkranielle magnetiske stimuleringstester for enhåndsdrift

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