원인이되는 뇌 - 행동의 관계와 자신의 시간 과정을 조사하기위한 경 두개 자기 자극

이 문서는 온라인으로 TMS를​​ 사용하여인지 과정의 인과 관계 및 뇌 영역의 시간적인 참여를 평가하기위한 프로토콜을 제공합니다. 이러한 논의는 제 중요한 성공적인 TMS 프로토콜을 만드는 단계와 TMS 실험을 설계 할 때 고려해야 할 제약을 강조한다.

TMS 프로토콜이 최적의 자극 파라미터를 보장 자유로운 파라미터의 수가 많은 것은 때문에 TMS 실험 제조에 중요한 단계이다. 정상적으로, 이것은 자극 빈도, 기간, 강도 및 간 시험 간격 및 강력한 효과를 생성하기 위해 필요한 코일의 방향을 결정하기 위해 광범위한 파일럿 테스트를 통해 달성된다. 효과적인 "가상 병변을"만들려면 주파수는 관심의인지 과정을 포함 할 수있는 충분히 큰 시간 창을 커버하는 강력한 효과를 유도해야합니다. 결과적으로, 주파수 및 기간 모두가 연구에 걸쳐 변화한다. 마찬가지로, & #8220; 오른쪽 "자극 강도는 자기장이 타겟 뇌 영역에서의 신경 처리에 영향을 미치고 여기 주요 인자 자극 사이트 ^(51)에 코일로부터의 거리를 보장 하나이다. 많은 연구는 일차 운동 피질의 핸드 영역을 자극하면 모터 응답을 생성하고 참가자 ^52,53-55 걸쳐 강도를 정규화하도록 이것을 사용할 필요가 자극의 강도를 식별한다. 이 측정 값은, 그러나, 비 모터 구역 ^{42,51,56위한} 최적의 강도의 신뢰성 지수 아니다. 또 다른 옵션은 모든 참가자에 대해 동일한 강도를 사용하는 것이다. 선택된 강도는 자극 강도의 범위와 실험 후 모든 시험 과목에 걸쳐 효과가 있어야한다. 또한, 코일 방향 고려를 필요로하는 중요한 파라미터이다. 특정 코일 배향 자극 신경 집단 내에 유도 전계의 분포에 영향을 미치고, 따라서 BEHA 영향을 미칠 수있다vior. 일반적으로, 발행 프로토콜은 반복적 구체적인 실험 맞게 파일럿 테스트 동안 수정되는 시작점을 제공 할 수있다. 그러나, 종종이 파일럿 테스트에 대한 자세한 내용은 프로토콜 설계 과정의 몇 가지 주요 측면을 숨기는 불행한 영향을 최종 원고에서 생략된다.

현지화 과정을 선택하면 그 자극이 최적의 사이트에 관리되어 있는지 확인하는 것도 필수적이다. 많은 연구가 성공적으로 각 주제에 대한 자극의 사이트를 사용자 정의, 개인 참가자 ^{57, 58에서} 하나의 위치를 대상으로 해부학 기반 방법을 사용하여 자극 사이트를 지역화하고 있지만 개별적 사이에 피사체보다 효율적인 방법 ^(31)를 산출 행동 결과에 분산 감소시킨다. 여기에서 우리는 fMRI를 기반으로 현지화를 통해 이점을 제공하는 TMS 기반 기능을 현지화 절차를 제시 하였다. 구체적으로는, 서로 다른 바이어스 공간의 문제를 피할 수있을사이의 fMRI (즉, 배출 정맥 ^59)와 TMS (즉, 자기장 ^6,60 내 축색 돌기의 방향) 다른 위치로 로컬 라이즈되고 같은 신경 반응의 원인이 될 수 있습니다. 또, 잘의 fMRI에 활성화 "피크"의 특정 위치가 그들 차선 TMS는 ^55,61을 대상으로 만들고, 상당히 다양 할 수 있다고 알려져있다. 그럼에도 불구하고, 다른 현지화 절차의 다양한 명백히 효과적이다, 그래서 특정한 선택은 어떤 방법은 사용되는 것을 보장하는 신뢰성, 재현성 효과를 제공하는 것이 더 중요하다.

실험 데이터는 여기에 제시된 따라 조치로 반응 시간을 사용하지만, 사용할 수있는 여러 가지 다른 옵션이 있습니다. 예를 들어, 일부 ^연구를 대신 ^9,12,62 정확도를 사용한다. 이러한 경우, TMS없이 정상 성능 정도로 자극에 의​​해 유도되는 방해가 정확도 점수에 반영되어 천장 수준 이하 이미.다른 연구는 안구 운동 ^{63, 64에} 대한 자극의 효과를 측정했다. TMS 대부분의인지 신경 과학 실험은, 그러나, 자신의 의존 측정 ^{13,48,65,66으로} 반응 시간을 사용합니다. 일반적으로, 효과는 수십 밀리 초, 또는 반응 시간 ^(67)에서 대략 10 %의 변화의 정도이다. 상대적으로 작은 변화를 쉽게 관찰 할 수 있도록 사용됩니다 따라 어떤 조치 강력하고 일관성이 있어야합니다.

모든 실험 기술과 마찬가지로, TMS는이 방법을 선택할 때 고려해야 할 중요한 제한 사항이 있습니다. 가장 일반적인 것들입니다 : I) TMS의 공간 해상도는 1, 2) 비 특정 효과는 자극과 연관 III) 안전 측면 방법론. 자기장이 더 멀리는 코일에서입니다 강도가 감소하기 때문에 첫째, TMS 자극의 깊이 제한하고있다. ^진다면, – 그 결과, (3 CM ~ 2) 두피 근처 뇌 영역을 자극하는 데 가장 효과적인 </sup> 깊은 뇌 구조를 자극 효과가있다. 다른 모양의 코일 등 기저핵 ^69과 같은 더 깊은 영역에 도달하기 위해 개발되고 있지만, 그 결과, TMS에 직접 액세스 할 수있는 유일한 영역은 피질 맨틀에 한정된다. 1cm ^47,70-72 – TMS는 약 0.5의 공간 해상도를 가지고 있습니다. 따라서, 방법은 피질골 열과 같은 세밀한 공간적 구조에서 기능적 포스팅을 조사하기 위해 사용될 수 없다.

TMS의 두번째 제한은 자극이 급격히 변화하는 자기장의 결과로서 동시 감각 부작용을 도입한다는 것이다. 특히, 각각의 자기 펄스는 청각을 클릭하고 도청 감각을 동반한다. 따라서 TMS는 이러한 부작용이 작업의 성능을 방해 할 수있는 특정 청각 또는 체성 감각 실험에 부적합 할 수있다. 단, 해당 온라인 TMS 일부 청각 실험 ^{73, 74에서} 성공적으로 사용되어왔다 </s업> 적어도 일부 작업에 따라서 가능하다. 또 다른 고려 사항은 감각 효과의 강도는 헤드의 위치를​​ 통해 다른 것입니다. 예를 들어 귀에 가까운 위치로 관리되는 자극은 더 멀리 위치보다 더 크게 소리. 마찬가지로 머리에 더 많은 복부 위치 등의 영역 ^{75, 76보다} 큰 근육의 수축을 생산하고 있습니다. 이 사이트의 차이는 실험 혼동을 일으킬 수 있기 때문에, 이러한 반대측 상동 ⁷⁷ 등 주요 사이트에 유사한 부작용과 제어 사이트 중 하나를 사용하거나 관심 ^24,62의 과정을 활용하지 않는 제어 조건 / 작업을 포함하는 것이 중요하다 ^{, 73,78,79.}

잠재적으로 실신과 발작 ^(27)를 유도 할 수로 TMS 실험을 설계 할 때 마지막으로, 안전 고려 사항은 항상 고려되어야한다. 이러한 위험을 최소화하기 위해, 자극의 강도, 빈도, 지속 시간에 대한 국제적으로 인정 된 가이드 라인은 EXISTS뿐만 아니라 펄스 및 간 간격 ^27,28 재판의 총 수에 대한. 이 가이드 라인 내에서 유지 프로토콜은 신경 학적으로 정상 참가자에 대한 안전 할 것으로 생각된다. 이들은 아직 불완전 종종 소설 TMS 프로토콜도 안전 증명이 도입되어 있다는 것을 주목해야한다. 일반적으로, 증거가 게시 지침을 준수 할 때, TMS는 위험한 부작용없이 안전한 절차입니다 것을 제안합니다. 이러한 제한의 결과 중 하나는, 그러나, 행동 프로토콜은 종종 TMS로 사용되기 전에 조절 될 필요가 있다는 것이다. 이 실험의 길이, 시험의 수, 테스트 할 수있는 조건과 자극이 사이트의 수를 포함하여 디자인의 여러 측면에 대해 영향을 미칠 수있다. 이러한 제한 중 일부는 다른 일에 다른 자극이 사이트를 테스트하는 별도의 세션으로 실험을 분할하여 극복 할 수있다. 이러한 경우, 그 지역화을 보장하는 것이 중요그리고 사이트의 테스트는 동일한 세션 내에서 수행된다. 이는 타겟팅의 정확도를 최대화함으로써 실험적 편차를 최소화한다. 구체적으로, 하나의 세션에서 안전한 자극의 양 – 하나 이상의 테스트 세션을 사용할지 여부를 결정할 때, 근본적인 한계는 참가자의 안전하다. 총 자극은 잠재적으로 여러 사이트에 걸쳐 친숙, 연습, 지역화 (TMS를 사용하는 경우), 및 테스트를 포함, 비판적 조건 별 시험의 수에 따라 달라집니다. 이 그림은 하나의 세션에 대한 가이드 라인을 초과하는 경우, 그것은 여러 세션에 실험을 중단 할 필요가 떨어져 24 시간의 최소를 실시했다. 이 TMS 실험에 필요한 시험의 최소 수에 관한 명확한 규칙은 없지만, 어떤 실험과 같이, 이들 효과의 크기, 분산, α 수준 (일반적으로 0.05)에 기초하여 기본 전력 계산을 이용하여 계산하고, 원하는 수 감도. 종종 합리적인 추정효과의 크기와 분산은 실험 프로토콜을 최적화하기 위해 수행 된 광범위한 파일럿 테스트의 결과로 사용할 수 있습니다.

요약하면, TMS는인지 신경 과학에 대한 폭 넓은 응용 프로그램과의 중요한 도구가되고있다. 이 문서에서는 "가상 병변"모드도 지역적으로 특정 신경 정보 처리의 시간적 역학을 탐험 크로노 미터 도구 모두 원인이 뇌 행동의 관계를 조사하기위한 행동 작업과 함께 온라인 TMS의 기본 프로토콜을 제공합니다.