Name: brain state-dependent brain stimulation with real-time electroencephalography-triggered transcranial magnetic stimulation
Uploaded: 2019-08-20T14:00:00
Duration: 8 s
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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+locally+restricted+EEG+alpha+activity+determines+cortical+excitability+in+the+motor+cortex.">Spontaneous locally restricted EEG alpha activity determines cortical excitability in the motor cortex.</a> Neuropsychologia. 47 (1), 284-288 (2009).</li><li>Bergmann, T. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG-guided+transcranial+magnetic+stimulation+reveals+rapid+shifts+in+motor+cortical+excitability+during+the+human+sleep+slow+oscillation.">EEG-guided transcranial magnetic stimulation reveals rapid shifts in motor cortical excitability during the human sleep slow oscillation.</a> Journal of Neuroscience. 32 (1), 243-253 (2012).</li><li>Schaworonkow, N., Triesch, J., Ziemann, U., Zrenner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EEG-triggered+TMS+reveals+stronger+brain+state-dependent+modulation+of+motor+evoked+potentials+at+weaker+stimulation+intensities.">EEG-triggered TMS reveals stronger brain state-dependent modulation of motor evoked potentials at weaker stimulation intensities.</a> Brain Stimulation. 12 (1), 110-118 (2019).</li><li>Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. 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J., Blumberger, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+Transcranial+Magnetic+Stimulation+and+Electroencephalography+of+the+Dorsolateral+Prefrontal+Cortex.">Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex.</a> Journal of Visualized Experiments. (138), e57983 (2018).</li><li>Mishory, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+maximum-likelihood+strategy+for+determining+transcranial+magnetic+stimulation+motor+threshold,+using+parameter+estimation+by+sequential+testing+is+faster+than+conventional+methods+with+similar+precision.">The maximum-likelihood strategy for determining transcranial magnetic stimulation motor threshold, using parameter estimation by sequential testing is faster than conventional methods with similar precision.</a> The Journal of Electroconvulsive Therapy (ECT). 20 (3), 160-165 (2004).</li><li>Thies, M., Zrenner, C., Ziemann, U., Bergmann, T. 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C.Z. et P.C.G. sont partiellement financés par une subvention de transfert de recherche EXIST par le Ministère fédéral allemand de l'économie et de l'énergie (subvention 03EFJBW169). C.Z. déclare un emploi supplémentaire en tant qu'employé à temps partiel de la Fondation pour l'innovation médicale à but non lucratif (Stiftung f'r Medizininnovationen, Tôbingen, Allemagne); une filiale de cette fondation produit le processeur en temps réel utilisé dans cet article (Medical Innovations Incubator GmbH, T-bingen, Allemagne).

Le TMS déclenché par l'EEG, dépendant de l'état du cerveau, est une nouvelle méthode avec des perspectives uniques en ce qui concerne l'efficacité et la cohérence des effets de stimulation cérébrale qui s'ensuivent8,9,31. Le principal avantage de la méthode est qu'un état cérébral endogène fonctionnellement pertinent peut être spécifiquement ciblé pour déclencher le pouls TMS, induisant potentiellement moins variable et plus durable réponses cérébrales11. TMS répétitif déclenché par l'EEG en temps réel dans la phase négative du rythme sensorimoteur de m1 humain (c.-à-d., l'état d'excitabilité corticospinal accrue, Figure 2) induit une plasticité lTP significativement plus forte (une augmentation à long terme de mep amplitude) par rapport à l'état du cerveau TMS11,20. En plus de son utilité scientifique, l'application de l'EEG-TMS en temps réel aux zones corticales, telles que le cortex préfrontal dorsolatéral (DLPFC), a le potentiel d'augmenter l'efficacité des protocoles thérapeutiques actuels de stimulation cérébrale.
Dans ce manuscrit, nous avons présenté les étapes méthodologiques pour la mise en œuvre de l'EEG-TMS en temps réel. Les exigences fondamentales pour la conduite des expériences avec cette méthode sont, d'une part, l'utilisation d'un système EEG compatible TMS avec une option d'élimination numérique en temps réel et, d'autre part, l'utilisation du traitement du signal en temps réel avec la mise en œuvre d'une détection de phase l'algorithme24, qui extrait le rythme cérébral souhaité (p. ex., le rythme sensorimoteur) du signal EEG enregistré à l'aide de filtres spatiaux (p. ex. filtre laplacien centré sur C3) et applique une stimulation lorsque des conditions présélectionnées (c.-à-d. phase et puissance de le rythme cérébral ciblé) sont atteints. Les performances et la précision de l'algorithme dépendent fortement du SNR de l'enregistrement EEG20. Ainsi, les étapes de préparation de l'EEG du protocole sont cruciales pour atteindre un SNR élevé et assurer un déclenchement précis du SMT, et une présélection des participants peut devoir être envisagée si l'oscillation cible respective n'est pas suffisamment observable avec l'EEG dans chaque individu. En outre, l'utilisation de bras de soutien mécaniques pour les bobines et les oreillers sous vide pour immobiliser la tête du participant est conseillée, afin de minimiser les artefacts en raison de la pression variable de la bobine sur les électrodes.
En ce qui concerne l'application de la méthode EEG-TMS en temps réel dans les paradigmes expérimentaux, la sélection du rythme cérébral d'intérêt peut varier. Ainsi, des ajustements du filtrage sont recommandés pour faciliter l'identification de l'activité cérébrale ciblée. Récemment, plusieurs méthodes de filtrage spatial ont été proposées pour extraire de manière optimale un état du cerveau fonctionnellement pertinent (par exemple, dans l'espace de canal19, avec la densité de source actuelle13, avec les filtres spatiaux locaux11,28 , et avec des filtres individualisés utilisant, par exemple, la décomposition spatiale-spectrale29). Pourtant, jusqu'à présent, aucune méthode sans équivoque n'existe pour extraire des signaux EEG de surface (espace capteur) la phase réelle d'oscillation cérébrale (espace source). Des études futures qui évaluent la correspondance des signaux de surface et d'espace source sont justifiées pour améliorer la précision des algorithmes d'EEG en temps réel.
Alors que dans ce protocole, nous nous sommes concentrés sur le rythme sensorimoteur 8-14-Hz pour démontrer l'influence de la phase instantanée de cette oscillation sur l'excitabilité corticospinal, d'autres oscillations (par exemple, bêta, theta, ou oscillations infralentes) peuvent également jouer un rôle. Cette méthode peut, en principe, être utilisée pour cibler la phase de toute oscillation qui peut être isolée avec un SNR suffisant, y compris les oscillations superposées multiples (par exemple, un cycle négatif d'alpha et un pic positif simultané de gamma).
L'une des principales limites des expériences En temps réel de l'EEG-TMS est que la résolution spatiotemporale en ce qui concerne les sources cérébrales dépend fortement de l'occurrence des artefacts et de la cohérence de la stimulation. Par conséquent, une condition préalable essentielle du protocole est la surveillance de la performance de l'algorithme (c.-à-d., s'assurer que la stimulation se produit lors de la détection de l'activité neuronale et non pas artifactual tout au long de l'expérience). En outre, l'utilisation de la neuronavigation pour un positionnement optimal et cohérent de la bobine de stimulation (en particulier dans les paradigmes expérimentaux utilisant des sites de stimulation tels que le DLPFC) est utile pour réduire la variabilité des réponses en raison de la variabilité position de bobine. Notez également, comme une autre limitation, que spécifiquement sélectionné et configuré EEG / EMG, TMS, et les dispositifs de traitement en temps réel sont nécessaires, ainsi que l'expérience dans la préparation et la conduite des expériences de manière à minimiser les sources externes de réponse variabilité qui peut masquer l'effet de l'état instantané du cerveau.
En conclusion, nous avons démontré un protocole standard pour mener des expériences en temps réel EEG-TMS et introduit une nouvelle méthode pour l'utilisation des états endogènes du cerveau d'intérêt (c.-à-d., phases présélectionnées et puissance d'une oscillation cérébrale endogène ciblée) pour déclencher la stimulation cérébrale. D'autres recherches utilisant la méthode EEG-TMS en temps réel permettront des améliorations méthodologiques et faciliteront l'élaboration de protocoles efficaces pour l'étude et la modulation des réseaux cérébraux humains.

TMS est une méthode bien établie pour la stimulation cérébrale non invasive et permet la modulation spécifique de la dynamique du réseau en cours et des études des voies neuronales corticocorticales et corticospinales avec une précision spatiotemporale élevée1. Lors de la stimulation du cortex moteur primaire (M1), la réponse neuronale peut être quantifiée en tant que potentiels évoqués par moteur (MPP), ainsi que les potentiels d'EEG évoqués par TMS. Les eurodéputés peuvent être enregistrés par électromyographie (EMG) des muscles cibles, et leur amplitude reflète l'excitabilité corticospinale lors de la stimulation du cortex moteur primaire2.
Malgré le potentiel unique de la stimulation cérébrale non invasive en tant qu'outil scientifique pour étudier et moduler les réseaux cérébraux chez les participants à l'étude en bonne santé et chez les patients, les études sur le SMT souffrent d'une grande variabilité interindividuelle et interindividuelle. des réponses évoquées3,4,5. Plus précisément, dans les études TMS sur l'excitabilité et la plasticité cortico-rachidiennes, les réponses des PEOA, ainsi que la potentialisation induite à long terme (LTP) ou la dépression à long terme (LTD) comme la plasticité, présentent une grande variabilité intrinsèque, même lorsque les paramètres de stimulation sont soigneusement contrôlés3,4. Cependant, les données provenant d'études sur des animaux indiquent que la variabilité observée des réponses n'est pas attribuable au « bruit aléatoire », mais qu'elle est plutôt liée aux états fluctuants du cerveau au moment de la stimulation6. En conséquence, en combinant TMS avec EEG dans un paradigme de stimulation en temps réel du cerveau-état-dépendant (c.-à-d., TMS déclenché par l'EEG), l'état instantané fluctuant de cerveau peut être employé pour optimiser le timing de stimulus7,8, 9 (en) , 10.
Plusieurs études ont lié la phase instantanée des oscillations neuronales en cours à l'excitabilité neuronale à l'aide de systèmes EEG compatibles TMS11,12. Les amplificateurs EEG modernes peuvent manipuler les grands artefacts électromagnétiques de TMS, et des protocoles expérimentaux de plus en plus bien établis existent pour la combinaison de l'EEG avec TMS13,14 et l'enlèvement post hoc de TMS-connexe EEG artefacts15,16. Tandis que l'influence de l'état de cerveau de préstimulus tel qu'évalué par EEG sur des réponses TMS-évoquées peut être évaluée avec des stimulus aléatoirement appliqués de TMS qui sont triés post hoc17,18, l'application répétitive de TMS dans un cerveau prédéfini l'état exige en temps réel déclenché par l'EEG TMS11,19.
Ici, une configuration TMS déclenchée par eEG par milliseconde-résolution est utilisée pour synchroniser les impulsions TMS avec une phase prédéterminée des oscillations cérébrales en cours11, démontrant que la déviation négative de l'EEG du rythme alpha correspond à une état d'excitabilité corticale (conduisant à de plus grandes amplitudes de MEP) par rapport à la déviation positive d'EEG8,11,12,20. Dans ce manuscrit, nous présentons une méthode pour mener des protocoles TMS déclenchés par l'EEG en temps réel pour étudier les réseaux cérébraux humains.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>EEG and EMG recording systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG/EMG amplifier&#160;</td>
			<td>NeurOne with Real-time Digital Out, Bittium Biosignals Ltd., Finland</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMS device&#160;</td>
			<td>MAG &#38; More Research 100, MAG &#38; More GmbH, Munich, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software&#160;</td>
			<td>Mathworks Simulink Real-Time (Mathworks Ltd, USA)&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo infrared camera neuronavigation system including reflective head tracker, pointer tool, head tracker</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Experimental control PC that is connected to the EEG system, the TMS stimulator, the real-time device and the neuronavigation system</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG electodes, EMG electrodes, syringes, abrasive and conductive gel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic wrap and adhesive tape</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

brain state-dependent brain stimulation with real-time electroencephalography-triggered transcranial magnetic stimulation

L'effet d'un stimulus pour le cerveau dépend non seulement des paramètres du stimulus, mais aussi de la dynamique de l'activité cérébrale au moment de la stimulation. La combinaison de l'électroencéphalographie (EEG) et de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS) dans un système de stimulation dépendant de l'état du cerveau en temps réel permet l'étude des relations entre la dynamique de l'activité cérébrale, l'excitabilité corticale et l'induction de la plasticité . Ici, nous démontrons une méthode nouvellement développée pour synchroniser le moment de la stimulation cérébrale avec la phase des oscillations en cours d'EEG utilisant un système d'analyse de données en temps réel. Ce TMS déclenché par l'EEG en temps réel du cortex moteur humain, lorsque le TMS est synchronisé avec le pic négatif de surface de l'EEG du rythme sensorimoteur alpha (8-14 Hz), a montré des effets différentiels d'excitabilité corticospinal et de plasticité. L'utilisation de cette méthode suggère que l'information en temps réel sur l'état instantané du cerveau peut être utilisée pour l'induction de plasticité efficace. En outre, cette approche permet une stimulation cérébrale personnalisée synchronisée par l'EEG, ce qui peut mener au développement de protocoles thérapeutiques de stimulation cérébrale plus efficaces.

L'utilisation du TMS déclenché par l'EEG en temps réel dans le cortex moteur primaire humain révèle des effets différentiels d'excitabilité corticospinal et de plasticité. En utilisant le protocole décrit ci-dessus, l'EEG-TMS en temps réel a été appliqué, synchronisant le TMS avec la phase oscillatoire EEG en cours du rythme sensorimoteur endogène dans trois conditions de déclenchement (pic positif, pic négatif et phase aléatoire) dans l'ordre randomisé . Un montage EEG laplacien a été utilisé pour extraire le sensorimoteur - rythme en faisant référence à l'électrode EEG C3 à la moyenne de quatre électrodes environnantes (FC1, FC5, CP1 et CP5). La figure 2a montre le signal moyen d'EEG préstimulant dans les 400 ms avant l'impulsion TMS pour les trois conditions prédéfinies. La moyenne des eurodéputés obtenus à partir des muscles de droite est représentée dans la figure 2b. Ces résultats montrent que la déviation négative de l'EEG du rythme de l'EEG correspond à un état d'excitabilité corticale plus élevé (conduisant à de plus grandes amplitudes d'eurodéputé) par rapport à la déviation positive d'EEG, avec la basse variabilité intertriale de la corticospinal notée effets d'excitabilité, présentés à la figure 2c.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59711/59711fig1.jpg"> Figure (en) 1 Fois : TMS déclenché par l'EEG, dépendant de l'état du cerveau. Les données brutes de scalp EEG dérivées d'un montage Laplacien à cinq canaux centré sur l'électrode C3 sur le cortex sensorimoteur gauche ont été acquises échantillon par échantillon par un système de traitement numérique du signal en temps réel. (a) Une fenêtre coulissante de 500 ms de données EEG a été traitée par l'algorithme tous les 2 ms. (b) Le signal après le filtrage de bande-passe et l'enlèvement des artefacts de bord. (c) Le signal prévu vers l'avant (trace rouge) basé sur un modèle de prévision autorégressive qui a été calculé à partir de la fenêtre de données. La phase à l'heure zéro ("en ce moment") a été estimée à l'aide d'une transformation Hilbert, la puissance spectrale a été estimée à partir de la fenêtre de données. Le stimulateur TMS a été déclenché quand une phase prédéfinie et l'état d'amplitude spectrale ont été remplies. TMS sur le cortex moteur primaire gauche a eu comme conséquence des eurodéputés dans les muscles de droite enregistrés avec L'EMG de surface. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59711/59711fig1large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/59711/59711fig2.jpg"> Figure (en) 2: Données d'un sujet exemplaire qui a reçu en temps réel déclenché EEG TMS sur la gauche M 1 Fois , ciblant la phase de la 10 Hz sensorimoteur-rythme. Une centaine de stimuli chacun ont été appliqués selon trois conditions de déclenchement de phase (pic positif, pic négatif et phase aléatoire) en combinaison avec un minimum constant de 10 Hz condition de seuil de puissance spectrale, dans l'ordre randomisé, avec un intervalle inter-procès de environ 3 s. Un montage EEG laplacien a été utilisé pour extraire le sensorimoteur - rythme en faisant référence à l'électrode EEG C3 à la moyenne de quatre électrodes environnantes (FC1, FC5, CP1 et CP5). (a) Signal moyen d'EEG préstimulus dans les 400 ms avant l'impulsion TMS pour les trois conditions. (b) La trace moyenne d'EMG du moteur a évoqué le potentiel (MEP) enregistré du muscle de brevis de pollicis d'abducteur droit pour chaque condition. c) Amplitude de pointe à pic d'eurodéputé (en microvolts) de chaque essai au fil du temps, par état de déclenchement. Notez que les eurodéputés sont les plus importants dans l'état de pointe négatif, les plus petits dans l'état de pointe positif, et intermédiaires dans l'état de phase aléatoire. (d) L'amplitude moyenne de l'eurodéputé dans chaque condition est indiquée avec des barres d'erreur illustrant l'erreur standard de la moyenne. Notez qu'un participant ayant un effet particulièrement clair a été sélectionné à des fins d'illustration et que cette taille d'effet n'est pas représentative de la moyenne du groupe. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/59711/59711fig2large.jpg" target="_blank">Veuillez cliquer ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>

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Brain State-dependent Brain Stimulation with Real-time Electroencephalography-Triggered Transcranial Magnetic Stimulation

Stimulation cérébrale dépendante de l'état du cerveau avec stimulation magnétique transcrânienne déclenchée par électroencéphalographie en temps réel

Cet article décrit la stimulation magnétique transcrânienne déclenchée par électroencéphalographie en temps réel pour étudier et moduler les réseaux du cerveau humain.

The effect of a stimulus to the brain depends not only on the parameters of the stimulus but also on the dynamics of brain activity at the time of the ...

La méthode combine EEG et TMS pour la stimulation cérébrale dépendante de l’état cérébral en temps réel. Cela permet de synchroniser les parcelles tms avec une phase spécifique d’oscillations cérébrales endogènes continues. La stimulation cérébrale est une technique de modulation du cerveau en synchronisant les impulsions tms individuelles avec un état spécifique du cerveau défini par eEG.L’effet de la stimulation peut être optimisé. La SMT standard est déjà utilisée pour traiter les maladies neurologiques et psychiatriques comme les accidents vasculaires cérébraux et la dépression. Le SMT synchronisé EEG a le potentiel d’améliorer les résultats du traitement à l’aide de protocoles de stimulation personnalisés.Nous utilisons également le TMS synchronisé EEG pour étudier la neurophysiologie de base des oscillations cérébrales chez l’homme en comparant les effets que les stimuli ont qui sont identiques mais qui sont appliqués au cours de différents états cérébraux. Les effets peuvent être subtils et sont facilement lavés par d’autres sources de variabilité expérimentale. Nous avons constaté que la basse intensité de stimulus fonctionne mieux pour observer l’effet du rythme sensoriel de moteur sur l’excitabilité spinale corticale.Pour mener une expérience en boucle fermée, l’activité cérébrale est enregistrée à travers les potentiels EEG de la surface du cuir chevelu qui sont numérisés par un amplificateur EEG. Le signal passe ensuite à l’unité principale eEG et de là à l’appareil en temps réel qui contrôle le stimulateur, fermant ainsi la boucle du signal entre la mesure et la modulation de l’activité cérébrale. L’appareil en temps réel analyse les oscillations EEG et envoie un signal de déclenchement au stimulateur TMS lorsqu’une condition de déclenchement prédéterminée est rencontrée pour passer une brève impulsion de courant à travers la bobine TMS qui est placée sur la tête.Au cours de l’expérience, la position de la bobine sur la tête sera surveillée à l’aide d’un dispositif de neuro-navigation. Connectez la sortie en temps réel du système EEG à l’entrée de l’appareil en temps réel et connectez la sortie de l’appareil en temps réel à l’entrée de déclenchement du stimulateur TMS. Inscrivez le participant à l’étude dans le système, en vous assurant que le protocole correspond à la disposition du plafond EEG et que les canaux pertinents sont envoyés à la sortie en temps réel.Sur l’ordinateur contrôlant l’appareil en temps réel charger le logiciel pour contrôler l’appareil en temps réel et s’assurer que les canaux d’entrée en temps réel correspondent à la configuration du système EEG. Activez ensuite le stimulateur TMS et réglez la configuration sur le déclenchement externe. Pour surveiller la position de bobine et pour atteindre un ciblage TMS précis et cohérent à l’intérieur et à travers les sessions charger les données d’IRM structurelle individuelle dans le logiciel du système de navigation avant de commencer l’expérience pour chaque participant.Attachez ensuite un traqueur de bobines à la bobine de stimulation et calibrez la bobine. Lorsque le système est prêt, placez un bouchon EEG de taille appropriée sur la tête du participant à l’étude et utilisez du ruban à mesurer pour positionner correctement le bouchon. Poussez les cheveux de côté de sorte que le cuir chevelu est visible et préparer le cuir chevelu avec une application de gel abrasif.Appliquez ensuite du gel conductrice sur les électrodes et vérifiez que les impédances de l’électrode EEG sont inférieures à cinq kiloohms. Couvrez le bouchon EEG d’une pellicule plastique et adaptez un bouchon de maille au-dessus de la pellicule plastique pour maintenir les câbles en position fixe afin de réduire la variabilité de l’artefact EEG. Appliquez ensuite du ruban adhésif pour augmenter la stabilité des multiples couches et collez un traqueur de tête réfléchissant sur la tête du sujet pour assurer la stabilité tout au long de l’expérience.Fixez les électrodes EMG de surface aux muscles cibles nettoyés et écorchés et inspectez visuellement les signaux EEG et EMG en cours pour déceler les mauvaises électrodes. Gardez les câbles BIpolaires EMG proches les uns des autres et près du corps du participant à l’étude afin de réduire le ramassage du bruit en ligne. Utilisez ensuite l’outil pointeur pour co-enregistrer le modèle principal avec les repères anatomiques pertinents et localiser les emplacements des capteurs EEG pour permettre l’estimation ultérieure des différentes sources de l’activité EEG.Pour effectuer une expérience tms synchronisée EEG en temps réel, déterminez d’abord l’endroit exact où le TMS du cortex moteur évoque la réponse motrice la plus forte des muscles de la main. Ensuite, marquez ce point chaud et la position de bobine dans le logiciel de neuro-navigation. Ensuite fixer la tête du sujet avec un oreiller sous vide et fixer la bobine dans l’emplacement hotspot avec un bras mécanique.Pour déterminer l’intensité de stimulation seuil ajuster progressivement l’intensité de la stimulation jusqu’à ce que 50% des impulsions TMS entraîner une réponse motrice. Ici, l’intensité a été fixée à 110% de l’intensité du seuil. Pour configurer le système en temps réel pour combiner plusieurs canaux EEG pour extraire une oscillation spécifique, utilisez un filtre spacial laplacien à cinq canaux centré sur l’électrode C3 pour extraire le rythme moteur sensoriel.Pour déclencher tms au sommet positif ou négatif de cette oscillation définir l’état de déclenchement de phase à la phase zéro ou phase pi au hasard pour chaque essai avant d’armer l’appareil en temps réel et de régler la séquence à répéter sur une boucle toutes les deux secondes. Ensuite, exécutez l’expérience pendant environ 10 minutes pour acquérir un nombre suffisant d’essais pour différencier les effets de stimulation spécifiques à la phase. Au cours de l’expérience, la position de bobine sera surveillée sur le système de neuro-navigation et les signaux EEG et EMG seront surveillés sur le système EEG.Les données brutes ainsi que l’EEG pré-stimulus et la réponse musculaire post-stimulus pour chaque condition sont également affichées sur le système EEG. L’appareil en temps réel effectuera un filtrage spatial pour cibler la région cérébrale d’intérêt et passer le filtrage de la bande pour isoler l’oscillation de l’intérêt, en estimant l’amplitude instantanée et la phase à l’aide de la prédiction avant autorégressive et la transformation Hilbert. Ce signal est ensuite comparé à l’état de déclenchement.Si le seuil de puissance et les conditions de phase sont atteints, le stimulateur est déclenché. À l’aide des moyennes affichées en ligne, la précision du ciblage de phase et l’effet de la phase sur la réponse musculaire peuvent être estimés au cours de l’expérience. Dans ces chiffres, un signal EEG moyen avant stimulus dans les 400 millisecondes avant l’impulsion TMS pour trois conditions prédéfinis et le moteur moyen suscité évoqué potentiels enregistrés à partir des muscles de la main droite sont montrés.Pris ensemble ces résultats démontrent que la déviation négative d’EEG du micro-rythme correspond à un état cortical plus élevé d’excitabilité menant à de plus grands amplitudes potentielles évoquées par rapport à la déviation positive d’EEG avec une variabilité inter-procès basse des effets corticospinal notés d’excitabilité. Nous avons besoin d’un signal EEG stable et propre. La clé est un participant bien préparé à l’étude qui est détendu, confortable et capable de s’asseoir.Il s’agit d’une méthode facile à utiliser pour étudier si les états de connectivité corticale à grande échelle ont des effets causals dans les expériences basées sur la perturbation. En regardant une oscillation localisée, ce n’est que la première étape. Nous avons pu employer des résultats de cette technique pour montrer que tms répétitif ont un pic négatif des résultats continus d’oscillations sensorielles de moteur et potentialisation à long terme comme la plasticité.TMS est une procédure sûre et indolore. Un effet secondaire très rare est une crise d’épilepsie chez les personnes vulnérables et parfois des maux de tête temporaires légers peuvent se produire.

Research

JoVE Journal

Behavior

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Imagerie par résonance magnétique (IRMf) avec une stimulation auditive chez les oiseaux chanteurs

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