Summary

De combinatie van Transcranial Magnetic Stimulation en fMRI om de standaard-modus Netwerk Onderzoek

Published: December 28, 2010
doi:

Summary

In dit artikel onderzoeken we de methodologie en de overwegingen die relevant zijn voor de combinatie van TMS en fMRI om de effecten van brain stimulation te onderzoeken op het standaard netwerk.

Abstract

De standaard mode-netwerk is een groep van hersengebieden die actief zijn wanneer een individu is niet gericht op de buitenwereld en de hersenen is bij "wakker te rusten." 1,2,3 Het is dacht dat de standaard modus netwerk komt overeen met zelf-referentiële of "interne uitvoering". 2,3

Het wordt geopperd dat, bij mensen, activiteit in de standaard modus netwerk is gecorreleerd met bepaalde pathologieën (bijvoorbeeld, is hyper-activatie in verband gebracht met schizofrenie 4,5,6 en autisme spectrum stoornissen 7 terwijl de hypo-activering van het netwerk in verband gebracht met de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve ziekten 8). Als zodanig, niet-invasieve modulatie van dit netwerk kan een potentieel therapeutische interventie voor een aantal neurologische en psychiatrische aandoeningen gekoppeld aan abnormale netwerk activering. Een mogelijke instrument om dit te modulatie-effect is Transcranial Magnetic Stimulation: een niet-invasieve neurostimulatory en neuromodulatory techniek die kan kortstondig of langdurig corticale prikkelbaarheid (ofwel te verhogen of te verlagen) moduleren via de toepassing van gelokaliseerde magnetische veld pulsen 9.

Om de standaard modus netwerk neiging naar en de tolerantie van de modulatie te verkennen, zullen we het combineren van TMS (aan de linkerkant inferieure pariëtale kwab) met functionele magnetische resonantie imaging (fMRI). Door middel van dit artikel zullen we onderzoeken het protocol en de overwegingen die nodig zijn om succesvol te combineren deze twee neurowetenschappelijke tools.

Protocol

1. Voorbereiding Om te beginnen, het verkrijgen van een baseline anatomische scan van uw onderwerp. Dit moet gebeuren enkele dagen voor het eigenlijke experiment. Vervolgens laadt u de scan in uw frameless stereotactische softwarepakket. Tot slot, vinden en richten op uw stimulatie coördinaten. In dit geval, zullen wij gericht op de linker inferieure lobulus parietalis. 2. De eerste scan Op de dag van het experime…

Discussion

<p class="jove_content"> Bij het uitvoeren van een offline TMS / MRI-experiment, misschien wel de belangrijkste overweging heeft betrekking op de snelle en moeiteloze overgang van de plaats van stimulatie van de MRI-baai. Als zodanig zou het de moeite waard zijn herzien van een aantal van de bovengenoemde ideeën geopperd om te helpen bij deze overgang. Ten eerste: een draagbare TMS machine opgezet op een locatie zo dicht mogelijk bij de MRI-baai mogelijk te maken. Twee: omzeilen van enige automatische stand-by of een equivalent mechanisme g…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Materials

  • MRI Equipped for fMRI (pictured in video is a Philips)
  • TMS Device Capable of Repetitive Stimulation (pictured in video is a Magstim)
  • Frameless Stereotaxy Equipment (pictured in video is Brainsight)
  • Ear Plugs
  • Chair for Subject during Stimulation
  • Back Projection Screen or MRI Compatible Goggles
  • Blank Stimuli Screen

Referencias

  1. Raichle, M. E., MacLeod, A. M., Snyder, A. Z., Powers, W. J., Gusnard, D. A., Shulman, G. L. A default mode of brain function. Proc. Nat. Acad. Sciences. 98 (2), 676-682 (2001).
  2. Buckner, R. L., Andrews-Hanna, J. R., Schacter, D. L. The brain’s default network: anatomy, function and relevance to disease. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1124, 1-38 (2008).
  3. Raichle, M. E., Snyder, A. Z. A default mode of brain function: a brief history of an evolving idea. Neuroimage. 37 (4), 1083-1090 (2007).
  4. Whitfield-Gabrieli, S., Thermenos, H. W., Milanovic, S., Tsuang, M. T., Faraone, S. V., McCarley, R. W., Shenton, M. E., Green, A. I., Nieto-Castanon, A., LaViolette, P., Wojcik, J., Gabrieli, J. D., Sidman, L. J. Hyperactivity and hyperconnectivity of the default network in schizophrenia and in first-degreerelatives of persons with schizophrenia. Proc. Nat. Acad. Sciences. 106 (4), 1279-1284 (2009).
  5. Pomarol-Clotet, E., Salvardor, R., Sarro, S., Gomar, J., Vila, F., Martinez, A., Guerrrero, A., Ortiz-Gil, J., Sans-Sansa, B., Capdevila, A., Cebamanos, J. M., McKenna, P. J. Failure to deactivate the prefrontal cortex in schizophrenia: dysfunction of the default mode network?. Psychol Med. 38 (8), 1185-1193 (2008).
  6. Garrity, A. G., Pearlson, G. D., McKiernan, K., Lloyd, D., Kiehl, K. A., Calhoun, V. D. Aberrant “default mode” functional connectivity in schizophrenia. American Journal of Psychiatry. 164, 450-457 (2007).
  7. Kennedy, D. P., Redcay, E., Courchesne, E. Failing to deactivate: Resting functional abnormalities in autism. Proc. Nat. Acad. Sciences. 103 (21), 8275-8280 (2007).
  8. c Buckner, R. L., Snyder, A. Z., Shannon, B. J., LaRossa, G., Sachs, R., Fotenos, A. F., Sheline, Y. I., Klunk, W. E., Mathis, C. A., Morris, J. C., Mintun, M. A. Molecular, structural, and functional characterizations of Alzheimer’s disease: evidence for a relationship between default activity, amyloid, and memory. Journal of Neuroscience. 34, 7709-7717 (2005).
  9. Pascual-Leone, A., Davey, M., Wassermann, E. M., Rothwell, J., Puri, B. . Handbook of Transcranial Magnetic Stimulation. , (2002).

Play Video

Citar este artículo
Halko, M. A., Eldaief, M. C., Horvath, J. C., Pascual-Leone, A. Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network. J. Vis. Exp. (46), e2271, doi:10.3791/2271 (2010).

View Video