تحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة للتحقيق في العلاقات السببية الدماغ السلوكي وملعب وقتهم

تقدم هذه المقالة بروتوكول لتقييم السببية والمشاركة الزمنية من مناطق الدماغ في العمليات المعرفية باستخدام TMS على الانترنت. هذا النقاش يبرز أول الخطوات الحاسمة لإنشاء بروتوكول TMS ناجحة ثم القيود التي تحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند تصميم التجربة TMS.

لأن بروتوكولات TMS لديك عدد كبير من المعلمات حرة، وضمان المعلمات التحفيز الأمثل هو خطوة حاسمة في إعداد التجربة TMS. عادة، ويتحقق ذلك من خلال الاختبار التجريبي واسعة النطاق من أجل تحديد وتيرة التحفيز، والمدة، وشدة، والفاصل الزمني بين المحاكمة، والتوجه لفائف اللازمة لإنتاج تأثيرات قوية. لإنشاء فعالة "الآفة افتراضية" وتيرة يجب إحداث تأثير قوي التي تغطي نافذة زمنية كبيرة بما فيه الكفاية لتشمل العملية المعرفية من الفائدة. ونتيجة لذلك، سواء تواتر ومدة تختلف باختلاف الدراسات. وبالمثل، فإن & #8220؛ كثافة الحق "التحفيز واحد هو أن يضمن يؤثر على المجال المغناطيسي المعالجة العصبية في منطقة الدماغ والهدف هنا هو العامل الرئيسي هو المسافة من لفائف إلى موقع التحفيز ^51. العديد من الدراسات تحديد شدة التحفيز اللازمة لإنتاج الاستجابة الحركية عند تحفيز منطقة يد القشرة الحركية الأولية واستخدام هذا لتطبيع كثافة عبر المشاركون ^52،53-55. هذا الإجراء، ومع ذلك، ليس مؤشر موثوقة من شدة الأمثل للمناطق غير الحركية ^42،51،56. خيار آخر هو استخدام نفس كثافة لجميع المشاركين. يجب أن تكون كثافة اختار فعالة في جميع الموضوعات التجريبية بعد تجريب مجموعة من شدة التحفيز. بالإضافة إلى ذلك، فإن التوجه هو لفائف المعلمة الهام الذي يتطلب النظر. يؤثر على التوجه لفائف محددة توزيع المجال الكهربائي الناجم عن السكان داخل الخلايا العصبية حفز وبالتالي قد تؤثر بهاءvior. بشكل عام، يمكن أن البروتوكولات نشرت توفير نقطة انطلاق ان يتم تعديل تكرارا خلال الاختبار التجريبي لتتناسب مع تجربة محددة. في كثير من الأحيان، ومع ذلك، تم حذف المعلومات حول هذا الاختبار التجريبي من المخطوط النهائي، ويكون من آثاره المؤسفة باخفاء بعض الجوانب الرئيسية لعملية تصميم البروتوكول.

اختيار الإجراء التعريب ضروري أيضا لضمان أن تدار التحفيز إلى الموقع الأمثل. على الرغم من أن العديد من الدراسات قد المترجمة مواقع التحفيز بنجاح باستخدام أساليب تعتمد على التشريح التي تستهدف موقع واحد عبر المشاركون الفردية ^57،58، تخصيص موقع التحفيز لكل موضوع على حدة يقلل من بين-موضوع التباين في النتائج السلوكية مما أسفر عن طريقة أكثر كفاءة ^31. نحن هنا قدم الإجراء توطين الوظائف TMS المستندة التي توفر مزايا أكثر توطين أساس الرنين المغناطيسي الوظيفي. على وجه التحديد، فإنه يتجنب مشكلة التحيز المكاني مختلفة تكونتوين الرنين المغناطيسي الوظيفي (أي استنزاف الأوردة ⁵⁹⁾ وTMS (أي التوجه من المحاور داخل المجال المغناطيسي ^6،60) التي قد تؤدي إلى نفس الاستجابة العصبية يجري المترجمة إلى مواقع مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، فمن المعروف أن موقع معين التنشيط "قمم" في الرنين المغناطيسي الوظيفي يمكن أن تختلف إلى حد كبير، مما يجعلها دون المستوى الأمثل كما TMS يستهدف ^55،61. وحتى مع ذلك، مجموعة متنوعة من الإجراءات توطين مختلفة هي فعالة بشكل واضح، وبالتالي فإن خيار محدد أقل أهمية ضمان أن أي أسلوب يستخدم يوفر موثوق بها، والآثار استنساخه.

على الرغم من أن البيانات المقدمة هنا تستخدم التجربة أوقات رد الفعل تعتمد كمقياس، وهناك العديد من الخيارات الأخرى المتاحة. على سبيل المثال، بعض الدراسات استخدام دقة بدلا ^9،12،62. في هذه الحالات، والأداء العادي دون TMS هو بالفعل أقل من مستويات السقف بحيث ينعكس اضطراب الناجم عن التحفيز في عشرات الدقة.وقد تقاس دراسات أخرى آثار التحفيز على حركات العين ^63،64. تجارب علم الأعصاب المعرفي مع معظم TMS، ومع ذلك، استخدام أوقات رد الفعل كإجراء تعتمد على ^{13،48،65،66.} عادة، فإن الآثار هي بناء على أمر من عشرات ميللي ثانية، أو ما يقرب من تغيير 10٪ في رد فعل مرات ^67. أيا كان الإجراء تعتمد يستخدم يجب أن تكون قوية وثابتة بحيث أن التغيرات الصغيرة نسبيا يمكن ملاحظتها بسهولة.

مثل أي تقنية تجريبية، TMS لديه القيود الهامة التي تحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند اختيار هذه المنهجية. وأكثرها شيوعا هي: ط) القرار المكاني للTMS، ب) الآثار غير المحددة المرتبطة التحفيز، والثالث) جوانب السلامة في المنهجية. الأولى، TMS لديه عمق محدود من التحفيز لأن الحقل المغناطيسي يقلل من كثافة وأبعد هو من لفائف. وبالتالي، فإنه هو الأكثر فعالية في تحفيز مناطق الدماغ بالقرب من فروة الرأس (~ 2 – 3 سم) ^68،69 </sup> وغير فعالة في تحفيز هياكل العميق للمخ. ونتيجة لذلك، فإن المناطق الوحيدة للوصول مباشرة إلى TMS تقتصر على عباءة القشرية، على الرغم من ويجري حاليا وضع لفائف على شكل مختلف للوصول إلى مناطق أعمق مثل العقد القاعدية ^69. TMS لديه أيضا القرار المكانية من حوالي 0،5-1 سم ^47،70-72. وبالتالي، فإن هذه الطريقة لا يمكن استخدامها لمعرفة مدى مساهمة وظيفية من الهياكل المكانية غرامة الحبيبات مثل الأعمدة القشرية.

والقيد الثاني من TMS هو أن التحفيز يدخل المتزامنة الآثار الجانبية الحسية نتيجة الحقل المغناطيسي المتغيرة بسرعة. وعلى الأخص، ويرافق كل نبضة مغناطيسية بواسطة نقرة السمعية وإحساس التنصت. لذا TMS قد لا تكون ملائمة لبعض التجارب السمعية أو الحسية الجسدية التي قد تتداخل هذه الآثار الجانبية مع أداء المهمة. نلاحظ، مع ذلك، قد استخدمت على الانترنت التي TMS بنجاح في بعض التجارب السمعية ^73،74 </sتصل>، وبالتالي ممكنا على الأقل في بعض المهام. وهناك اعتبار آخر هو أن شدة التأثيرات الحسية يختلف عبر مواقع الرأس. على سبيل المثال، سوف التحفيز التي تدار إلى موقع بالقرب من الأذن الصوت بصوت أعلى من أماكن أبعد. وبالمثل المزيد من المواقع بطني على رأسه إنتاج تقلص العضلات أكبر من المناطق الظهرية ^75،76. لأن هذه الاختلافات يمكن أن تحدث يفند موقع تجريبي، فمن المهم استخدام إما موقع التحكم مع آثار جانبية مشابهة للموقع الرئيسي مثل المتماثلات المقابل ⁷⁷ أو على التحكم في الظروف / المهام التي لا تستفيد من عملية الاهتمام ^{24،62 ، 73،78،79.}

أخيرا، يجب دائما أن تؤخذ اعتبارات السلامة في الاعتبار عند تصميم التجارب TMS لأنها يمكن أن يحتمل لحث إغماء ونوبات ^27. للحد من هذه المخاطر، والمبادئ التوجيهية المقبولة دوليا لكثافة التحفيز، والتردد، والمدة EXISTS، فضلا عن العدد الإجمالي من البقول وفترات بين المحاكمة ^27،28. ويعتقد أن البروتوكولات التي تبقى ضمن هذه المبادئ التوجيهية لتكون آمنة للمشاركين العادي عصبيا. تجدر الإشارة، مع ذلك، أن هذه هي حتى الآن غير مكتملة والتي يتم تقديمها بروتوكولات TMS في كثير من الأحيان الرواية التي تثبت أيضا آمنة. بشكل عام، تشير الأدلة أنه عندما يتم اتباع الإرشادات المنشورة، TMS هو إجراء آمن مع عدم وجود آثار جانبية خطيرة. واحد نتيجة لهذه الحدود، ومع ذلك، هو أن البروتوكولات السلوكية في كثير من الأحيان سوف تحتاج إلى تعديل قبل أن يمكن استخدامها مع TMS. وهذا له انعكاسات على عدة جوانب من التصميم، بما في ذلك طول التجربة، عدد من المحاكمات، عدد من الشروط والمواقع التحفيز التي يمكن اختبارها. بعض من هذه القيود يمكن التغلب عليها عن طريق تقسيم التجربة إلى جلسات منفصلة مثل اختبار التحفيز مواقع مختلفة في أيام مختلفة. في تلك الحالات، فمن المهم التأكد من أن الترجمةوتتم الاختبارات من موقع داخل نفس الدورة. هذا يقلل من التباين التجريبية من خلال تعظيم دقة الاستهداف. عند اتخاذ قرار ما إذا كان لاستخدام جلسة عمل اختبار واحد أو أكثر، والقيد الأساسي هو سلامة المشاركين – على وجه التحديد، ومقدار التحفيز التي هي آمنة في جلسة واحدة. التحفيز مجموع ينطوي التعريف والممارسة والتعريب (في حال استخدام TMS)، والاختبار، ويحتمل أن تكون على مواقع متعددة، ويعتمد بشكل كبير على عدد من التجارب في الشرط. حيث يتجاوز هذا الرقم المبادئ التوجيهية لجلسة واحدة، فمن الضروري لكسر التجربة في جلسات متعددة، ويجري ما لا يقل عن 24 ساعة على حدة. لا توجد قواعد صارمة وسريعة بشأن الحد الأدنى لعدد التجارب اللازمة لإجراء التجارب TMS، ولكن مثل أي تجربة، وهذه يمكن حسابها باستخدام حسابات الطاقة القياسية استنادا إلى حجم التأثير، التباين، على مستوى α (عادة 0.05) والمطلوب حساسية. تقديرات معقولة في كثير من الأحيان منحجم تأثير والتباين تتوفر نتيجة الاختبار التجريبي المكثفة التي بذلت لتحسين بروتوكول التجريبية.

باختصار، أصبح TMS أداة هامة مع تطبيقات واسعة في علم الأعصاب الإدراكي. توفر هذه المقالة بروتوكول الإنترنت الأساسية للTMS بالتزامن مع مهمة السلوكية للتحقيق في علاقات سببية الدماغ السلوكي سواء في وضع "الآفة الظاهري" وأيضا أداة ميقاتي لاستكشاف ديناميات الزمنية لمعالجة المعلومات العصبية إقليميا محددة.