Kombinierte Transcranial magnetische Anregung und Elektroenzephalographie des dorsolateralen präfrontalen Kortex

Transkranielle Magnetstimulation (TMS) ist eine Neurophysiologische Werkzeug, das für die nicht-invasive Beurteilung der kortikale neuronale Aktivität durch den Einsatz von rapid, zeitlich veränderliche Magnetfeld Pulse¹. Diese Magnetfeld Impulse induzieren einen schwachen Strom im oberflächlichen Kortex unterhalb der Spule die Membran-Depolarisation führt. Die anschließenden kortikale Aktivierung oder Modulation bezieht sich direkt auf die Merkmale der Spule, Winkel und Ausrichtung an den Schädel². Die Wellenform des Impulses von der Spule entladen und der zugrunde liegenden Zustand der Neuronen beeinflussen auch die daraus resultierende kortikale Aktivierung³.

TMS ermöglicht eine Beurteilung der kortikalen Funktionen von Verhaltensstörungen oder motorischen Reaktionen hervorzurufen oder durch die Unterbrechung der aufgabenbezogenen Verarbeitung. Die Erregbarkeit des Cortico-spinalen Prozessen ausgewertet werden kann, durch Aufnahme elektromyographische (EMG) Reaktionen hervorgerufen von TMS Einzelimpulse über den motorischen Kortex, während intracortical exzitatorischen (intracortical Erleichterung; ICF) und hemmenden Mechanismen (kurze und lange intracortical Hemmung; SICI und LICI) können mit gepaart-Puls TMS sondiert werden. Repetitive TMS können verschiedene kognitive Prozesse stören, sondern dient in erster Linie als therapeutisches Werkzeug für eine Vielzahl von neuropsychiatrischen Störungen. Darüber hinaus kann die Kombination von TMS mit gleichzeitiger Elektroenzephalographie (TMS-EEG) zur Cortico-kortikale Erregbarkeit und Konnektivität⁴bewerten. Schließlich wenn die Verwaltung von TMS mit Neuronavigation (nTMS) geliefert wird, wird es ermöglichen, für genauen Test-Retest-Paradigmen, da der genaue Ort der Stimulation aufgezeichnet werden kann. Der Großteil der kortikalen Mantel kann gezielt und stimuliert (auch für die Regionen, die keine messbare physikalischen oder Verhaltensstörungen Antworten) damit der Hirnrinde kann funktional zugeordnet werden.

Das EEG-Signal, hervorgerufen von Einzel- oder paarweise Pulse TMS kann die Bewertung von Cortico-kortikale Konnektivität⁵ und den aktuellen Zustand des Gehirns erleichtern. Der TMS-induzierte elektrische Strom führt Aktionspotentiale, die Synapsen aktivieren können. Die Verteilung der postsynaptischen Ströme kann durch EEG⁶aufgezeichnet werden. Das EEG-Signal kann verwendet werden, zu quantifizieren und zu lokalisieren synaptische Stromverteilungen durch Dipol⁷ oder Minimum-Norm Schätzung⁸, Modellierung, Multichannel-EEG eingesetzt wird, als mit der Leitfähigkeit Struktur des Kopfes entfielen. Kombinierte TMS-EEG kann eingesetzt werden, um die kortikalen hemmenden Prozesse⁹, Schwingungen¹⁰, Cortico-kortikale¹¹ und Wettstreite Interaktionen¹²und kortikale Plastizität¹³zu studieren. Am wichtigsten ist, kann TMS-EEG Sonde Erregbarkeit Veränderungen während der kognitiven oder motorischen Aufgaben mit guten Test-Retest-Zuverlässigkeit-^14,–¹⁵. Wichtig ist, hat TMS-EEG das Potenzial, neurophysiologischen Signale zu bestimmen, die als Prädiktoren für Reaktion auf therapeutische Interventionen (rTMS oder pharmakologische Wirkungen) im Test-Retest-Designs^16,17dienen kann.

Die Grundsätze der Neuronavigation für TMS basiert auf den Grundsätzen der rahmenlose Stereotaxie. Die Systeme verwenden eine optische tracking System¹⁸ , die eine Licht emittierende Kamera beschäftigt, die mit Licht reflektierenden optischen Elementen an den Kopf (über eine Referenz-Tracker) und der TMS Spule befestigt kommuniziert. Neuronavigation ermöglicht die Lokalisierung der Spule auf dem 3-d-MRT-Modell mit Hilfe einer Digitalisierung Nachschlagewerk oder Stift. Die Verwendung der Neuronavigation erleichtert die Erfassung der Spule Ausrichtung, Position und Ausrichtung auf das Thema Kopf sowie die Digitalisierung der Elektrodenpositionen EEG. Diese Funktionen sind wichtig für die Test-Retest gestalterische Experimente und präzise Stimulation von einer angegebenen Position im dorsolateralen präfrontalen Kortex.

Um ein TMS-EEG-Protokoll in einem Test-Retest-Experiment, es zu nutzen müssen präzise Ausrichtung und konsequente Stimulation der kortikalen Region zuverlässige Signale zu erhalten. TMS-EEG-Aufzeichnung kann anfällig für verschiedene Artefakte sein. Das TMS induzierte Artefakt auf die EEG-Elektroden kann mit Verstärkern, die nach einer Verzögerung^19,20 wiederherstellen können oder mit Verstärkern, die gesättigten²¹nicht gefiltert werden. Jedoch andere Arten von Artefakt durch Augenbewegungen oder blinkt, kraniale Muskelaktivierung in der Nähe der EEG-Elektroden, zufällige Elektrode Bewegung und ihrer Polarisation und durch die Spule erzeugt klicken oder somatischen Empfindung berücksichtigt werden muss. Sorgfältige Thema Vorbereitung, die Elektrode Impedanzen unter 5 kΩ, Immobilisierung der Spule über die Elektroden und einen Schaum zwischen Spule und Elektroden zur Verringerung von Vibrationen (oder einen Abstandhalter, Niederfrequenz Artefakte²²zu beseitigen), sorgt für Ohrstöpsel und sogar auditive Maskierung sollte verwendet werden, um diese Artefakte²³zu minimieren. Die hier vorgestellten Protokoll stellt ein Standardverfahren für die Beurteilung der neurophysiologischen funktionieren, wenn die Stimulation über den dorsolateralen präfrontalen (DLPFC) angewendet wird. Der Schwerpunkt liegt auf gemeinsame gepaart-Puls-Paradigmen, die in den Studien von M1^9,15,16validiert worden sind.