Noninvaziv beyin stimülasyonu umut verici bir değerlendirme aracı ve parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı ve inme^1,2,3,4gibi birçok nörolojik bozukluklar için tedavi . Nörolojik hastalıkların davranışsal belirtileri ile kortikal eksilite, nöroplastisite, kortiko-kortikal ve kortiko-subkortikal bağlantı^{anormallikleri}arasındaki ilişkiyi kanıtlayan kanıtlar birikmektedir 5^,6. Bu nedenle, nörolojik koşullarda beyin ağı dinamiği ve plastisite hakkında temel bilgi hastalık tanısı, ilerleme ve tedaviye yanıt içine paha biçilmez bir fikir sağlayabilir. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme(fMRG) sağlıklı ve hastalıklı beyin ağlarında beyin ve davranış arasındaki karmaşık ilişkileri anlamak için yararlı bir araçtır ve bir ağ perspektifi 7 dayalı tedavi geliştirmek için potansiyele sahiptir^7,8,9. Ancak, fMRG doğada korelasyonel ve beyin fonksiyonu ve davranış arasında nedensel bir bağlantı sağlayamaz, ne de hastalarda davranış bozuklukları ile ilişkili anormal nöral devreleri geri fonksiyonel bağlantı manipüle^10,11,12. Transkraniyal manyetik stimülasyon (TMS) hem nedensel olarak ölçmek ve insan beyin fonksiyonu ve sağlık ve hastalık davranışı modüle^3,13,14,15.

TMS insan beynini uyarmak için güvenli, noninvaziv bir yöntemdir^16,17ve plastisiteyi teşvik etmek ve ölçmek için kullanılabilir¹⁸. Bu yöntem, bireysel beyin alanları ve davranış arasındaki nedensel ilişkileri anlayışımızı ilerletebilir^10,11,12,19ve bir beyin ağının diğer düğümleri ile özel fonksiyonel etkileşimleri^20,21,22,23. Bugüne kadar yapılan çalışmaların çoğu, motor korteksin (M1) el bölgesine tms motor davranışı ile ilgili değişiklikler için fizyolojik okumalar olarak motor uyarılmış potansiyelleri (MEP) üretebilir göz önüne alındığında, insan motor sistemi üzerinde duruldu²⁴, insan beyninde sistem düzeyinde farklı inhibitör ve uyarıcı devrelerin incelenmesine izin²⁵. İki bobinli bir koşullandırma testi TMS yaklaşımı kullanılarak yapılan son gelişmeler, farklı kortikal alanlar arasındaki işlevsel etkileşimlerin ölçülmesinin mümkün olduğunu göstermektedir. Motor sistemde, çift siteli TMS deneyleri, M1 ile birbirine bağlı kortikal alanlardan gelen girdilerin görev talepleri, yaş veya hastalıkla değişebileceğini göstermektedir.^14,26. Ferbert ve meslektaşları tarafından seminal çalışma diğer M1 bir test uyarıcı önce M1 bir klima uyarıcı uygulanması MEP genlik inhibisyonu neden olabilir buldu, kısa aralık interhemisferik inhibisyon olarak bilinen bir fenomen (SIHI)²⁸. Bu yaklaşımı kullanan bir dizi TMS çalışması da M1 kontralateral M1, ventral premotor korteks (PMv), dorsal premotor korteks (PMd), ek motor alan (SMA), pre-SMA, primer duyusal korteks (S1), dorsolateral prefrontal korteks (DLPFC) ve posterior parietal korteks (PPC) istirahat^{27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42}. İlginçtir ki, bu kortikal bölgelerden gelen stimülasyonun motor kortikal uyarılabilirlik üzerindeki etkisi anatomik, zamansal ve işlevsel olarak bir hareketin hazırlanması sırasında devam eden beyin aktivitesine özgüdir (devlet ve bağlam-bağımlı^{43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,69}). Ancak, çift-site TMS kullanarak çok az çalışma beyin bozukluğu olan hastalarda motor ve bilişsel bozukluklar ile fonksiyonel kortiko-kortikal bağlantı desenleri karakterize var^70,71,72. Bu değerlendirmek ve motor ve bilişsel bozuklukların tedavisi için yeni yöntemler geliştirmek için fırsatlar sağlar.

Bu tekniği kullanarak, aynı zamanda kortikal TMS tekrarlanan çiftleri karşıt M1^68,69,70, PMv 76^,77,78, SMA⁷¹ve PPC^80,81,82 gibi M1 ile birbirine bağlı kortikal TMS çiftleri associ plastisite 83 Hebbian ilkesine dayalı belirli nöral yollarda sinaptik verimlilik değişiklikleri neden olabilir bulunmuştur^{83 ,84,85,86} ve davranışsal performansı geliştirmek^72,73,74. Yine de, birkaç çalışma nörolojik bozukluklar^2,75,76, 77^{,78,79,80,81,82,83,84,90,91, 92}devre ve plastisite disfonksiyon çalışma için bu yaklaşımı kullandık , ^93,94,95,96. TMS ile işlevsel olarak spesifik nöral yolların güçlendirilmesinin işlevsiz devrelerde aktiviteyi geri getirip getiremeyeceği veya bozulmadan devrenin olası güçlendirilmesinin yaşam süresi boyunca ve hastalıkta motor ve bilişsel işlevi destekleyen beyin ağlarında^97’nin esnekliği artırıp artırmayacağı gösterilmelidir. Nörolojik bozuklukların altında yatan nöral mekanizmaların temel olarak anlaşılması ve stimülasyonun birbirine bağlı işlevsiz beyin ağları üzerindeki etkileri mevcut tedaviyi sınırlandırmaktadır.

Yeteneğine rağmen, TMS beyin-davranış ilişkileri, beyin bozukluklarının patofizyolojisi ve tedavinin etkinliğini anlamak için nörobilim ve klinik araçların silahlanma standart bir parçası haline gelmiştir. Bu nedenle, potansiyelini gerçekleştirmek ve büyük ölçekli uygulamasını desteklemek için, TMS yöntemlerini standartlaştırmak önemlidir, çünkü gelecekteki TMS deneylerinin sertliğini ve bağımsız laboratuvarlarda tekrarlanabilirliği artırma olasılığı daha yüksektir. Bu makalede, TMS’nin işlevsel etkileşimleri ölçmek ve işlemek için nasıl kullanılabileceğini özetler. Burada, bu tekniği motor sisteminde (örneğin, parieto-motor pathway⁴⁴⁾tms tabanlı çıkış ölçülerini (örneğin, MEP’ler) ölçerek tanımlıyoruz. Ancak, bu protokol aynı zamanda diğer subkortikal⁸⁵, serebellar^86,87, ve kortikal alanların hedef fonksiyonel kaplin adapte edilebilir dikkat etmek önemlidir. ^73,74,88 Ayrıca, EEG^89,90,91 ve fMRI^92,93 gibi nörogörüntüleme teknikleri aktivite ve bağlantı da TMS kaynaklı değişiklikleri değerlendirmek için kullanılabilir^26,94. Devre düzeyinde kortikal bağlantının bu TMS yöntemleri ile hem sağlık hem de hastalık ta işlevsel katılımının incelenmesinin, beyin-davranış ilişkilerinin daha sofistike ağ modellerine dayalı hedefli tanılar ve yenilikçi tedaviler geliştirilmesini mümkün kılmaktadır.