Summary

-Neuronavigatie geleide Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation voor Afasie

Published: May 06, 2016
doi:

Summary

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Abstract

Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) wordt veel gebruikt voor verschillende neurologische aandoeningen, zoals het bevestiging heeft gekregen vanwege de mogelijke therapeutische effecten. Brain prikkelbaarheid is non-invasief gemoduleerd door rTMS en rTMS de taalgebieden is de mogelijke gevolgen voor de behandeling van afasie bewezen. In ons protocol, streven wij ernaar om kunstmatig opwekken virtuele afasie bij gezonde proefpersonen door het remmen Brodmann gebied 44 en 45 met behulp van neuronavigational TMS (NTM), en F3 van het Internationale 10-20 EEG-systeem voor conventionele TMS (CTMS). Om de mate van afasie te meten, worden veranderingen in de reactietijd van een foto naamgeving taak pre- en post-stimulatie gemeten en vergelijk de vertraging in reactietijd tussen NTM en CTMS. Nauwkeurigheid van de twee TMS stimulatiemethoden wordt vergeleken met het gemiddelde van de Talairach-coördinaten van het doel en de feitelijke stimulering. Consistentie van stimulatie blijkt uit het foutenbereik van het doel. Het doel van deze stuDY wordt gebruikt NTM tonen en de voordelen en beperkingen van de NTM vergeleken met die van CTMS beschrijven.

Introduction

Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) activeert niet-invasieve neuronale circuits in het centrale en perifere zenuwstelsel. 1 rTMS moduleert hersenen prikkelbaarheid 2 en heeft potentieel therapeutische effecten in verschillende psychiatrische en neurologische aandoeningen, zoals spierzwakte, afasie, verwaarlozing, en pijn . 3 de beoogde locaties voor andere doeleinden dan de motorische cortex worden gewoonlijk geïdentificeerd met behulp van het Internationale 10-20 EEG-systeem rTMS of door het meten van afstanden van bepaalde externe bezienswaardigheden.

Echter interindividuele verschillen in grootte, de anatomie en morfologie van de hersenen cortex geen rekening gehouden, waardoor optimale doel lokalisatie uitdagend. 3 ander kritisch punt voor rTMS toepassingen is de discordantie tussen plaatsing van de magneetspoel en de corticale regio bestemd stimulatie.

Optisch gevolgd navigatie neurochirurgie heeft expANDed deze toepassingen aan de cognitieve neurowetenschappen veld met inbegrip van rTMS voor de begeleiding van de magnetische spoel omvatten. Het neuronavigational systeem helpt bij het ​​identificeren van de optimale doelwit structuren voor rTMS. 4,5 Deze divergentie in de spoel positionering op het doelgebied vaak optreedt met de conventionele methode tot vaststelling van de 10-20 EEG-systeem, en dit zal naar verwachting worden overwonnen door neuronavigatie.

Deze studie protocol wordt een methode om virtuele afasie bij gezonde proefpersonen door neuronavigational rTMS targeting het gebied van Broca, met behulp van individuele anatomische mapping induceren. De mate van virtuele afasie in termen van verandering in reactietijd op foto naamgeving wordt gemeten en vergeleken met die van de conventionele stimulatie methode. Het neuronavigatie geleide methode nauwkeuriger bij het afleveren magnetische impulsen aan de hersenen, en dus naar verwachting meer klinische verandering dan die van de conventionele werkwijze tonen. Het doel van deze study was om een ​​meer nauwkeurige en effectieve methode van de stimulatie in te voeren voor patiënten met afasie in de klinische setting.

Protocol

Ethiek statement: Deze studie werd goedgekeurd door de institutionele review board van een geblindeerde ziekenhuis. 1. Voorbereiding Materials (tabel 1) Gebruik TMS-apparatuur met maximaal vermogen van 3,0 Tesla en een voeding van 200-240 Vac 50/60 Hz 5A bij een pulsbreedte van 350 psec. Verwerven rust motor drempel (RMT) in elke patiënt door elektromyografie (EMG) bepalen de motor evoked potential (MEP) met de TMS-systeem en de actieve elektrode (zie stap 3.1 voor deta…

Representative Results

Kim et al. Toonden een superieur effect van TMS met neuronavigational systeem begeleiding vergeleken met de niet-genavigeerde conventionele methode minder dispersie van stimulus en focale stimulatie rechts M1 gebied 8 zoals weergegeven in figuur 9. Verder bewijs ter ondersteuning opnemen het neuronavigational systeem met TMS blijkt uit een gerandomiseerde crossover experiment om virtuele afasie bij gezonde personen opwekken door zich te richten Brodma…

Discussion

TMS wordt veel gebruikt, zowel in de klinische praktijk en fundamenteel onderzoek. 10 Waardevolle therapeutische effecten worden aangeboden door de fysiologische invloed van rTMS, met inbegrip van een remmend neuromodulatory effect op de corticale prikkelbaarheid met een lage frequentie rTMS voor de behandeling van afasie. 11 voorbijgaande verstoring van de neurale verwerking of virtuele laesie geïnduceerd door rTMS kan gedrags performance vervangen. 12 de gewenste effect van rTMS kan w…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Deze studie werd ondersteund door een subsidie ​​(A101901) van de Korea Healthcare Technology R & D Project, Ministerie van Volksgezondheid en Welzijn, de Republiek Korea. Wij danken Dr Ji-Young Lee voor het verlenen van technische bijstand in de gehele procedure.

Materials

Medtronic MagPro X100 MagVenture 9016E0711
MCF-B65 Butterfly coil MagVenture 9016E042
Brainsight TMS Navigation Rogue Research
KITBSF1003 

References

  1. Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 11 (1), 1106-1107 (1985).
  2. Pape, T. L., Rosenow, J., Lewis, G. Transcranial magnetic stimulation: a possible treatment for TBI. J Head Trauma Rehabil. 21 (5), 437-451 (2006).
  3. Ruohonen, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation. Neurophysiol Clin. 40 (1), 7-17 (2010).
  4. Dell’Osso, B., et al. Augmentative repetitive navigated transcranial magnetic stimulation (rTMS) in drug-resistant bipolar depression. Bipolar Disord. 11 (1), 76-81 (2009).
  5. Herbsman, T., et al. More lateral and anterior prefrontal coil location is associated with better repetitive transcranial magnetic stimulation antidepressant response. Biol Psychiatry. 66 (5), 509-515 (2009).
  6. Schuhmann, T., Schiller, N. O., Goebel, R., Sack, A. T. The temporal characteristics of functional activation in Broca’s area during overt picture naming. Cortex. 45 (9), 1111-1116 (2009).
  7. Danner, N., Julkunen, P., Kononen, M., Saisanen, L., Nurkkala, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation and computed electric field strength reduce stimulator-dependent differences in the motor threshold. J Neurosci Methods. 174 (1), 116-122 (2008).
  8. Bashir, S., Edwards, D., Pascual-Leone, A. Neuronavigation increases the physiologic and behavioral effects of low-frequency rTMS of primary motor cortex in healthy subjects. Brain Topogr. 24 (1), 54-64 (2011).
  9. Kim, W. J., Min, Y. S., Yang, E. J., Paik, N. J. Neuronavigated vs. conventional repetitive transcranial magnetic stimulation method for virtual lesioning on the Broca’s area. Neuromodulation. 17 (1), 16-21 (2014).
  10. Lioumis, P., et al. A novel approach for documenting naming errors induced by navigated transcranial magnetic stimulation. J Neurosci Methods. 204 (2), 349-354 (2012).
  11. Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation. Brain Lang. 118 (1-2), 40-50 (2011).
  12. Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. Transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience–virtual lesion, chronometry, and functional connectivity. Curr Opin Neurobiol. 10 (2), 232-237 (2000).
  13. Julkunen, P., et al. Comparison of navigated and non-navigated transcranial magnetic stimulation for motor cortex mapping, motor threshold and motor evoked potentials. Neuroimage. 44 (3), 790-795 (2009).
  14. Chrysikou, E. G., Hamilton, R. H. Noninvasive brain stimulation in the treatment of aphasia: exploring interhemispheric relationships and their implications for neurorehabilitation. Restor Neurol Neurosci. 29 (6), 375-394 (2011).

Play Video

Cite This Article
Kim, W., Hahn, S. J., Kim, W., Paik, N. Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia. J. Vis. Exp. (111), e53345, doi:10.3791/53345 (2016).

View Video