Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) är ett neurofysiologiska verktyg som gör det möjligt för icke-invasiv bedömning av kortikala neuronal aktivitet med hjälp av snabb, tidsvarierande magnetiska fältet pulser¹. Dessa magnetiska fältet pulser inducerar en svag ström i ytliga cortex under spolen som resulterar i membran depolarisation. Den efterföljande kortikala aktivering eller modulering är direkt relaterad till kännetecknen av spolen, dess vinkel och riktning i skallen². Vågformen i pulsen släpps ut från spolen och den underliggande delstaten nervceller påverkar den resulterande kortikala aktivering³.

TMS kan bedömningen av kortikala funktioner av frammana beteendemässiga eller motoriskt svar eller genom avbrott i uppgiftsrelaterade bearbetning. Retbarhet av cortico-spinal processer kan utvärderas genom inspelning elektromyografisk (EMG) Svaren framkallade från enda TMS pulser över motoriska cortex, medan intracortical excitatoriska (intracortical underlättande; ICF) och hämmande mekanismer (kort och lång intracortical hämning; SICILIAN och LICI) kan vara utforskad med Parade-pulse TMS. Repetitive TMS kan störa olika kognitiva processer, men används främst som ett terapeutiskt verktyg för en mängd olika neuropsykiatriska störningar. Kombinationen av TMS med samtidiga elektroencefalografi (TMS-EEG) kan dessutom användas för att bedöma cortico-kortikala upphetsning och anslutning⁴. Slutligen, om administrationen av TMS levereras med neuronavigation (nTMS), det kommer att möjliggöra exakta test-retest paradigm eftersom den exakta platsen för stimulering kan registreras. De flesta av kortikala manteln kan riktas och stimuleras (inklusive de områden som inte producerar mätbara fysiska eller beteendemässiga Svaren) således cortex kan funktionellt mappas.

EEG signalen framkallat från enda eller parkopplade puls TMS kan underlätta bedömningen av cortico-kortikala anslutning⁵ och det aktuella tillståndet för hjärnan. TMS-inducerad elektrisk ström resulterar i handlingspänningar kan aktivera synapser. Fördelningen av postsynaptiska strömmarna kan registreras genom EEG⁶. EEG signalen kan användas för att kvantifiera och lokalisera synaptic aktuella distributioner genom dipol modellering⁷ eller minimum-norm uppskattning⁸, när flerkanals EEG är anställd, och med ledningsförmåga struktur av huvudet stod för. Kombinerade TMS-EEG kan användas för att studera kortikala hämmande processer⁹, svängningar¹⁰, cortico-kortikala¹¹ och interhemispheric interaktioner¹²och kortikala plasticitet¹³. Viktigast av allt, kan TMS-EEG probe retbarhet förändringar under kognitiva eller motoriska aktiviteter med bra test-retest tillförlitlighet^14,15. Viktigt, har TMS-EEG potential att avgöra neurofysiologiska signaler som kan tjäna som prediktorer för respons till terapeutiska interventioner (rTMS eller farmakologiska effekter) i test-retest mönster^16,17.

Principerna för neuronavigation för TMS är baserad på principerna om Ramlösa stereotaxy. Den-system användningen en optisk tracking system¹⁸ som sysselsätter en ljusavgivande kamera som kommunicerar med ljus-reflekterande optiska element bifogas både huvudet (via en referens-tracker) och TMS spolen. Neuronavigation möjliggör spole lokalisering på MRI 3D-modellen med hjälp av en digitalisering referensverktyg eller penna. Användning av neuronavigation underlättar infångandet av spole orientering, läge och anpassning till personens huvud samt digitizationen av EEG elektrod positioner. Dessa funktioner är avgörande för test-retest design experiment och för exakt stimulering av en angiven plats inom dorsolaterala prefrontala cortex.

För att utnyttja ett TMS-EEG protokoll i en test-retest experiment, det måste vara korrekt inriktning och konsekvent stimulering av kortikala regionen att få pålitlig signaler. TMS-EEG inspelning kan vara sårbara för olika artefakter. TMS inducerad artefakt på EEG elektroderna kan filtreras med förstärkare som kan återställa efter en fördröjning^19,20 eller med förstärkare som inte kan vara mättade²¹. Dock andra typer av artefakt som genereras genom ögonrörelser eller blinkar, kraniala muskelaktivering i närhet till EEG elektroderna, slumpmässiga elektrod rörelse och sin polarisering och genom spolen Klicka eller somatisk sensation måste beaktas. Försiktig betvinga förberedelse som säkerställer elektrod impedanser nedanför 5 kΩ, immobilisering av spolen över elektroderna och ett skum mellan spole och elektroder att minska vibrationer (eller ett distanselement för att eliminera lågfrekventa artefakter²²), öronproppar och även auditiv maskering bör användas för att minimera dessa artefakter²³. Det protokoll som presenteras här introducerar en standardprocess för att bedöma neurofysiologiska fungerar när stimulering appliceras över den dorsolaterala prefrontala (DLPFC). Fokus ligger på gemensamma Parade-pulse paradigm som har validerats i studierna av M1^9,15,16.