Stimolazione magnetica transcranica combinata e l'elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale

Stimolazione magnetica transcranica (TMS) è uno strumento neurofisiologico che consente la valutazione non invasiva dell’attività neuronale corticale attraverso l’uso di impulsi di campo magnetico rapido, variabili nel tempo¹. Questi impulsi di campo magnetico inducono una corrente debole nella corteccia superficiale sotto la bobina che provoca la depolarizzazione della membrana. La conseguente attivazione corticale o modulazione è direttamente correlata alle caratteristiche della bobina, l’angolo e l’orientamento al cranio². La forma d’onda dell’impulso viene scaricata dalla bobina e lo stato sottostante dei neuroni influenzare anche l’ attivazione corticale risultante³.

TMS consente la valutazione delle funzioni corticali evocando risposte comportamentali o motore o mediante l’interruzione del trattamento relative alle attività. L’eccitabilità dei processi cortico-spinale può essere valutata attraverso registrazione risposte elettromiografiche (EMG) ha suscitate da singoli impulsi TMS sopra la corteccia motoria, mentre intracortical eccitatorio (facilitazione intracorticale; ICF) e meccanismi inibitori (breve e lungo intracortical inibizione; SICI e LICI) può essere sondata con accoppiare-impulso TMS. TMS ripetitiva può disturbare vari processi cognitivi, ma è utilizzato principalmente come strumento terapeutico per una varietà di disordini neuropsichiatrici. Inoltre, la combinazione di TMS con simultanea elettroencefalografia (TMS-EEG) utilizzabile per valutare l’ eccitabilità e la connettività cortico-corticale⁴. Infine, se l’amministrazione di TMS è consegnato con Neuronavigazione (nTMS), vi permetterà per preciso test-retest paradigmi quanto il luogo esatto della stimolazione può essere registrato. La maggior parte del manto corticale può essere mirata e stimolata (tra cui quelle aree che non producono risposte fisiche o comportamentali misurabili) così la corteccia può essere funzionalmente mappata.

Il segnale EEG evocato da singoli o accoppiati impulsi TMS può facilitare la valutazione della connettività cortico-corticale⁵ e lo stato attuale del cervello. La corrente elettrica indotta da TMS genera potenziali d’azione che è possibile attivare le sinapsi. La distribuzione delle correnti postsinaptiche possa essere registrata attraverso EEG⁶. Il segnale EEG può essere utilizzato per quantificare e localizzare distribuzioni correnti sinaptiche attraverso dipolo modellazione⁷ o minimo-norma stima⁸, quando è impiegato EEG multicanale e con la struttura di conducibilità della testa contabilizzata. TMS-EEG combinato può essere impiegato per studiare processi inibitori corticali⁹, oscillazioni¹⁰, cortico-corticali¹¹ e interazioni interemisferica¹²e plasticità corticale¹³. La cosa più importante, TMS-EEG può sondare eccitabilità cambiamenti durante compiti cognitivi o motore con buon test-retest affidabilità^14,15. D’importanza, TMS-EEG ha il potenziale per determinare segnali neurofisiologici che possono servire come i preannunciatori della risposta agli interventi terapeutici (rTMS o effetti farmacologici) in test-retest disegni^16,17.

I principi di neuronavigazione per TMS si basa sui principi della stereotassi frameless. L’uso di sistemi un ottico di rilevamento sistema¹⁸ che si avvale di una telecamera che emettono luce che comunica con elementi ottici riflettenti collegati alla testa (tramite un tracker di riferimento) e la bobina TMS. Neuronavigazione consente la localizzazione di bobina sul modello 3D MRI con l’ausilio di una digitalizzazione strumento di riferimento o una penna. L’uso di neuronavigation facilita la cattura del bobina orientamento, posizione e allineamento per la testa del soggetto, nonché la digitalizzazione delle posizioni degli elettrodi EEG. Queste caratteristiche sono essenziali per gli esperimenti di progettazione di test-retest e accurata stimolazione di una posizione specificata all’interno della corteccia prefrontale dorsolaterale.

Al fine di utilizzare un protocollo di TMS-EEG in un esperimento di test-retest, ci deve essere targeting accurato e coerenza stimolazione della regione corticale per ottenere segnali affidabili. Registrazione TMS-EEG può essere vulnerabile a diversi artefatti. Il manufatto TMS indotta sugli elettrodi EEG possa essere filtrato con amplificatori che possono recuperare dopo un ritardo^19,20 o con amplificatori che non possono essere saturi²¹. Tuttavia, fare clic su altri tipi di artefatto generato da movimenti oculari o lampeggia, l’attivazione dei muscoli cranici in prossimità degli elettrodi EEG, movimento casuale elettrodo e loro polarizzazione e dalla bobina o sensazione somatica dovrà essere presi in considerazione. Oggetto di un’attenta preparazione che assicura impedenze elettrodo sotto 5 kΩ, immobilizzazione della bobina sopra gli elettrodi e una schiuma tra bobina ed elettrodi per ridurre la vibrazione (o un distanziatore per eliminare gli artefatti di bassa frequenza²²), tappi per le orecchie e anche mascheramento uditivo deve essere utilizzato per ridurre al minimo questi artefatti²³. Il protocollo presentato qui introduce un processo standard per la valutazione neurofisiologica funzionamento quando la stimolazione è applicata sopra il prefrontale dorsolaterale (DLPFC). Il focus è sui comuni paradigmi di accoppiare-impulso che sono stati convalidati negli studi di M1^9,15,16.