Mappatura delle postumi di Theta Burst stimolazione sulla corteccia uditiva umana con imaging funzionale

Elaborazione uditiva è la base di parlato e musica legati elaborazione. Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) è stato usato con successo per lo studio dei sistemi cognitivi, sensoriali e motori, ma raramente è stata applicata per un provino. Qui abbiamo studiato TMS combinati con risonanza magnetica funzionale per comprendere l'organizzazione funzionale della corteccia uditiva.

Auditory cortex pertains to the processing of sound, which is at the basis of speech or music-related processing¹. However, despite considerable recent progress, the functional properties and lateralization of the human auditory cortex are far from being fully understood. Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is a non-invasive technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses, and represents a unique method of exploring plasticity and connectivity. It has only recently begun to be applied to understand auditory cortical function ².

An important issue in using TMS is that the physiological consequences of the stimulation are difficult to establish. Although many TMS studies make the implicit assumption that the area targeted by the coil is the area affected, this need not be the case, particularly for complex cognitive functions which depend on interactions across many brain regions ³. One solution to this problem is to combine TMS with functional Magnetic resonance imaging (fMRI). The idea here is that fMRI will provide an index of changes in brain activity associated with TMS. Thus, fMRI would give an independent means of assessing which areas are affected by TMS and how they are modulated ⁴. In addition, fMRI allows the assessment of functional connectivity, which represents a measure of the temporal coupling between distant regions. It can thus be useful not only to measure the net activity modulation induced by TMS in given locations, but also the degree to which the network properties are affected by TMS, via any observed changes in functional connectivity.

Different approaches exist to combine TMS and functional imaging according to the temporal order of the methods. Functional MRI can be applied before, during, after, or both before and after TMS. Recently, some studies interleaved TMS and fMRI in order to provide online mapping of the functional changes induced by TMS ^5-7. However, this online combination has many technical problems, including the static artifacts resulting from the presence of the TMS coil in the scanner room, or the effects of TMS pulses on the process of MR image formation. But more importantly, the loud acoustic noise induced by TMS (increased compared with standard use because of the resonance of the scanner bore) and the increased TMS coil vibrations (caused by the strong mechanical forces due to the static magnetic field of the MR scanner) constitute a crucial problem when studying auditory processing.

This is one reason why fMRI was carried out before and after TMS in the present study. Similar approaches have been used to target the motor cortex ^8,9, premotor cortex ¹⁰, primary somatosensory cortex ^11,12 and language-related areas ¹³, but so far no combined TMS-fMRI study has investigated the auditory cortex. The purpose of this article is to provide details concerning the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools to investigate auditory processing.

Previously we showed that repetitive TMS (rTMS) at high and low frequencies (resp. 10 Hz and 1 Hz) applied over the auditory cortex modulated response time (RT) in a melody discrimination task ². We also showed that RT modulation was correlated with functional connectivity in the auditory network assessed using fMRI: the higher the functional connectivity between left and right auditory cortices during task performance, the higher the facilitatory effect (i.e. decreased RT) observed with rTMS. However those findings were mainly correlational, as fMRI was performed before rTMS. Here, fMRI was carried out before and immediately after TMS to provide direct measures of the functional organization of the auditory cortex, and more specifically of the plastic reorganization of the auditory neural network occurring after the neural intervention provided by TMS.

Combined fMRI and TMS applied over the auditory cortex should enable a better understanding of brain mechanisms of auditory processing, providing physiological information about functional effects of TMS. This knowledge could be useful for many cognitive neuroscience applications, as well as for optimizing therapeutic applications of TMS, particularly in auditory-related disorders.

Il protocollo è suddiviso in una sessione di due giorni (non necessariamente consecutivi). Il primo giorno consiste in un localizzatore fMRI composto con un anatomica e funzionale scansioni MR definire per ogni partecipante le zone da mirata con TMS. Il secondo giorno consiste in sessioni fMRI pre-e post-TMS in cui si applica TMS all'interno dello scanner con una speciale bobina MR compatibile TMS (Magstim Ltd., Galles, Regno Unito) e un sistema stereotassico frameless (Brainsight). Quest'ultimo è utilizzato in posizione in tempo reale la bobina TMS su aree corticali relativi a dati anatomici e funzionali di ogni partecipante.

1. Localizer sessione

• Inizia con l'acquisizione di una immagine ad alta risoluzione anatomica del partecipante.
• Poi, acquisire immagini funzionali utilizzando un gradiente echo EPI impulso e un paradigma campionamento ridotto, al fine di ridurre gli effetti di BOLD o mascheramento uditivo a causa di rumore scansione MRI ^14,15. Nel nostro caso, fMRI viene effettuata durante un compito melodia in cui i partecipanti devono determinare se due consecutivi 5 note melodie sono uguali o diversi ^2,16. Un compito non discriminazione uditiva di controllo è anche incluso, in cui i soggetti sentono due di uguale lunghezza modelli di cinque note, tutte alla stessa altezza di C5 e viene richiesto di fare clic sul pulsante a sinistra in seguito il secondo stimolo. I periodi di silenzio, sono anche inseriti in modo casuale tra le prove delle attività in ogni seduta. In totale, le prove 72 sono presentati in uno studio randomizzato in ordine: 24 prove di discriminazione melodia, 24 prove di controllo uditivo e 24 periodi di silenzio, per una durata totale di 12 min 16 sec.
• Definire il sito di stimolazione con anatomica e / o punti di riferimento funzionali. Si deve essere consapevoli che TMS è limitato per quanto riguarda la profondità del sito di stimolazione per l'attenuazione del campo elettrico in profondità, e non può aspettarsi di raggiungere le zone più profonde di 3 cm ^6,17. Un passo fondamentale è quello di utilizzare punti di riferimento simili per ogni parteicipant, che potrebbe essere difficile a causa delle differenze di anatomia e la funzione tra i partecipanti. Qui, puntiamo giro Heschl a ciascun partecipante, che si trova con entrambi i punti di riferimento anatomici e funzionali. Usiamo le maschere di giro di Heschl fornite dalle università di Harvard e Oxford atlanti strutturali ( http://www.fmrib.ox.ac.uk/fsl/data/atlas-descriptions.html ) e il target TMS è definito individualmente dal picco di attivazione entro il giro di Heschl ^2. Inoltre, si definisce anche la posizione del vertice, che sarà utilizzato come sito di controllo per controllare per effetti non specifici di TMS come artefatti acustici e somatosensoriale. Il vertice è definito anatomicamente come un punto a metà strada tra il inion e il ponte del naso, ed equidistante dalle tacche destro e sinistro intertragal. L'ordine del sito di stimolazione (cioè Heschl di giro o vertice) è controbilanciato attraversoindividui.

2. Pre-e post-TMS esperimento fMRI

Pre-TMS fMRI sessione

• Preparare il partecipante di andare direttamente nello scanner. Ciò include la rimozione di metallo e compilando il TMS e la forma di screening MR.
• Avviare l'acquisizione MR con un anatomico e un scansioni funzionali (identico a quello effettuato nella sessione localizzatore, vedere sezione 1).

Stereotassia Frameless e TMS nell'ambiente MRI

Il sistema di stereotassi senza telaio è composto da una telecamera a infrarossi (Polaris Spectra), alcuni strumenti e inseguitori (Brainsight) utilizzati per la procedura di registrazione e un computer. Il computer si trova fuori della camera scanner, ma posizionato all'ingresso della camera e la porta scanner scanner viene mantenuta aperta durante l'applicazione TMS. Gli strumenti e gli inseguitori sono MR compatibili, così come il treppiede (fatti in casa) a sostenere la telecamera a infrarossi e sono esimoutilizzato erefore all'interno della stanza dello scanner. La telecamera a infrarossi non è MR-compatibile, e quindi è posizionato all'interno della stanza dello scanner, vicino alla porta dello scanner a circa due metri dal piano dello scanner (vedi la discussione per la procedura di sicurezza). Il sistema TMS stimolatore si trova in una stanza adiacente alla sala scanner MRI. Usiamo un MRI coil compatibile TMS situato all'interno della camera scanner e collegato al sistema TMS tramite un 7-m cavo attraverso un tubo filtro RF.

• Caricare immagini anatomiche e funzionali vostro partecipante e gli obiettivi di stimolazione nel pacchetto software stereotassica (Brainsight ad esempio). Qui, ci sarà il giro di mira Heschl di destra.
• Dopo il pre-TMS acquisizione fMRI, rimuovere la parte superiore testa MR bobina del 32 canali bobina testa (se si utilizza lo scanner 3T Siemens e il 32-canale di configurazione della bobina testa).
• Quindi, far scorrere verso il basso il partecipante sul piano dello scanner.
• Fissare la fascia e set inseguitore sulla parteciptesta di formica.
• Montare il multi-articolato braccio al piano di scansione e fissare la compatibilità MR bobina TMS sul braccio.
• Verificare che tutti gli inseguitori e la bobina sono nel campo visivo della telecamera. Qui, la fotocamera è leggermente spostata verso il lato destro del partecipante per consentire un facile monitoraggio degli spostamenti bobina per orientare l'emisfero destro.
• Calibrare la testa del soggetto con gli strumenti stereotassia strumento puntatore (ad esempio). Questo viene fatto coregistering più punti di riferimento sulla testa del partecipante (ad esempio, nel nostro caso la punta del naso, il nasion e il trago di entrambe le orecchie) con i punti di riferimento stessi sui dati anatomici. In questa procedura, sono necessarie due sperimentatori, uno vicino alla testa del partecipante per posizionare l'utensile puntatore sulla testa del partecipante, e l'altra sperimentatore all'ingresso della camera scanner per eseguire la registrazione sul computer.
• Posizionare la bobina TMS compatibile MR tangente al tlui cuoio capelluto, e gli inseguitori bobina rivolta verso la telecamera a raggi infrarossi. La bobina è orientato con la maniglia bobina rivolta all'indietro e parallelamente alla linea mediana ^2. Fissare la posizione della bobina con le viti sul multi braccio snodabile.
• Nella stanza adiacente allo scanner MRI, accendere il sistema TMS e iniziare la stimolazione. TMS viene applicata seguendo un protocollo fantasia, vale a dire, la stimolazione continua raffica theta (CTBs) composta da 3 impulsi a 50Hz, ripetuto a 5Hz per 40. Usiamo una intensità di stimolazione fissa (41%) definita dalla uscita stimolatore ^18,19. Abbiamo scelto questo protocollo, come è stato dimostrato di modulare la plasticità corticale per un periodo fino a 30 minuti dopo la cessazione stimolazione in popolazioni sane ^20, (vedere sezione discussione per procedura di sicurezza).

Post-TMS fMRI sessione

• Una volta che la stimolazione è completa, è importante per ottenere il ritorno soggetto nello scanner appena possibile. Rimuovere il TBobina MS dalla stanza dello scanner e rimuovere il multi braccio snodabile. Spingere indietro la testa del partecipante nella bobina testa MR. Assicurarsi che lo scanner è preparato e pronto ad andare. Il consiglio è di mantenere il corpo piattaforma sollevata durante l'intera sessione TMS, e ridurre il numero e la durata delle scansioni localizzatore al minimo.
• Poiché gli effetti della rTMS sono transitori, la sessione di scansione finale dovrebbe iniziare con l'analisi funzionale. Ancora una volta, abbiamo condotto fMRI nel corso di 12 minuti di esecuzione dell'operazione melodia.
• Dopo la scansione finale è completo, finire con una scansione anatomica.

3. Risultati rappresentativi

L'analisi dei dati fMRI sono condotte separatamente sia per la sessione di fMRI pre-e post-TMS. Per ogni sessione di fMRI (vale a dire, pre e post-TMS), il contrasto tra le melodie e il compito di controllo uditivo mostra compito attività legate a sinistra ea destra di circonvoluzioni Heschl, circonvoluzioni temporali superiore, frontale inferiore e circonvoluzioni precentrale gyri (Figura 1 A, B). Per valutare le differenze tra le sessioni fMRI pre-e post-TMS, eseguiamo un casuale effetto analisi utilizzando Student t-test accoppiato. Importanza è determinato utilizzando i cluster individuati dalla az> 2 soglia e una soglia di cluster corretto di p = 0.05. Figura 1 C rappresenta i post-meno contrasto pre-CTBs per un solo partecipante. I dati suggeriscono che il diritto di targeting CTBs Heschl di giro (cerchio nero) induce un aumento della risposta fMRI nel controlaterale (a sinistra) corteccia uditiva, tra cui giro la sinistra di Heschl. I cambiamenti in risposta fMRI si trovano anche nel giro sinistra postcentrale, insula sinistra, e nella corteccia laterale occipitale bilateralmente. Tuttavia, nessun cambiamento significativo della risposta fMRI è vista sotto la bobina. Inoltre, analogamente combinato TMS-fMRI protocollo viene ripetuto per stimolare il vertice (sito controllo). Confronto di sessioni di pre-e post-fMRI con CTBs applicato sopra il vertice non ha mostrato alcun significant effetto (dati non mostrati).

Figura 1. Analisi dei singoli pre-TMS dati fMRI (A), post-TMS fMRI dati (B) e post-meno pre-TMS dati fMRI (C). A. Risultati della discriminazione melodia contrasto meno prove di controllo uditivi per un singolo partecipante nel pre-TMS sessione di fMRI (A) e nel post-TMS sessione di fMRI (B). Da sinistra a destra: vista assiale, coronale e sagittale. In entrambi (A) e (B), la bobina TMS si rivolge destra Heschl di giro (cerchio nero) situato in x = 54, y = -13, z = 1 (MNI152 spazio standard). Per entrambe le sessioni pre-e post-TMS fMRI, coordinate vengono visualizzate in x = -54, y = -13, z = 1 (MNI152 spazio standard) per mostrare i cambiamenti nell'emisfero sinistro nel sito di stimolazione (cioè a destra giro di Heschl ). C. Risultati del contrasto post-meno pre-TMS sessioni fMRI utilizzando Student t-test accoppiato.

Descriviamo un protocollo che unisce TMS offline e fMRI per studiare l'organizzazione funzionale della corteccia uditiva. Nelle prossime sezioni, discuteremo i fattori metodologici da considerare per lo svolgimento di tale approccio.

Acquisizione e tempi per il post-TMS sessione fMRI

Ordine di acquisizione scansioni e di controbilanciamento delle sessioni fMRI pre-e post-TMS

È fondamentale acquisire una scansione anatomica MR prima e dopo TMS per ottenere una registrazione affidabile tra le due scansioni funzionali. In caso contrario, le differenze funzionali ottenuti potrebbe essere dovuto fare problemi di mancato registro fra le due scansioni funzionali piuttosto che a TMS-indotte nel segnale fMRI. Inoltre, prima di qualsiasi fMRI-TMS sessione (anche prima della sessione localizzatore fMRI), è fondamentale per valutare la stabilità e ripetibilità del segnale fMRI, per consentire confronti quantitativi di fMRIgrandezze di risposta. In effetti, potrebbe essere una buona idea per eseguire alcuni studi pilota, ripetendo le scansioni dopo aver rimosso e reintrodurre il soggetto (senza TMS) per testare il grado in cui ci si può aspettare differenze dovute a questo fattore da solo. Il confronto tra-sessione potrebbe essere influenzato da fattori non specifici TMS come assuefazione al contesto esperimento MRI, compreso l'ambiente MRI, nonché il compito di eseguire ^21. Per ovviare a questo problema si potrebbe controbilanciare l'ordine delle sessioni fMRI pre-e post-TMS tutta partecipanti. Per esempio, si potrebbe iniziare con TMS e poi effettuare un post-TMS sessione di fMRI, quindi attendere un paio d'ore (o giorni), ed eseguire il pre-TMS sessione fMRI. Tale disegno dipende dalla durata prevista degli effetti TMS e le considerazioni pratiche, come la disponibilità del soggetto e dello scanner MR. Un altro approccio è quello di utilizzare stimoli simulate o placebo, ma il loro uso è ancora oggetto di discussione in quanto non possonoforniscono la stessa acustica e le sensazioni somatosensoriali (ad esempio contrazioni muscoli) come uno stimolo reale e finzione TMS ha dimostrato di avere effetti simili a quelli di una vera e propria stimolazione ^22-24. Un approccio è quello di applicare TMS su parecchie zone e valutare le differenze tra i siti, questo confronto presuppone che gli effetti non specifici di TMS sono equivalenti tra i siti ^24. Per esempio, il vertice può essere usato per controllare per artefatti acustici e somatosensoriale che accompagnano TMS come abbiamo mostrato qui.

Tempi di acquisizione di scansione

Poiché gli effetti della rTMS sono transitori, è importante per ottenere il ritorno soggetto nello scanner non appena possibile dopo la fine del TMS. Per questo motivo, abbiamo usato una risonanza magnetica compatibile con bobina TMS TMS e applicato quando il partecipante era sdraiata sul letto dello scanner. Ma se questo dispositivo non è disponibile, è anche possibile applicare TMS fuori della camera scanner ^{13. Tuttavia, questo richiede più tempo in quanto il partecipante deve lasciare la stanza dello scanner, e non si può escludere effetti secondari indotti dal movimento e l'interazione con gli sperimentatori. Tenere la piattaforma sollevata durante TMS e garantire gli stimoli vengono caricati prima TMS è stata completata. Un minimo di due ricercatori dovrebbe essere presente, responsabile della sessione di TMS, l'altro responsabile della sessione MRI uno. Durante la transizione da TMS al post-fMRI sessione, è importante assicurarsi che i partecipanti sono consapevoli che devono interagire con i sperimentatori meno possibile. La durata del post-scan fMRI TMS è fondamentale e dovrebbe essere programmata relativa durata delle rTMS effetti indotti. Potrebbe essere interessante anche per effettuare più sessioni fMRI post-TMS ad intervalli regolari dopo la fine delle rTMS, al fine di mappare i rTMS effetti indotti nel tempo 12.}

Definizione dei siti TMS e profondità di stimo ioni

Combinazione di TMS e fMRI può essere usato per colpire qualsiasi area corticale nelle prefrontali, frontali, cortecce temporali o parietale. Il vincolo principale è che l'area interessata deve essere accessibile alla bobina TMS quando il partecipante è sdraiato sul letto dello scanner, quindi aree posteriori / occipitale potrebbe non essere accessibile. Il partecipante può anche sedere sul letto scanner durante TMS, ma in questo caso, l'uso di neuronavigazione, specialmente la termocamera limita l'accesso alle aree occipitali per TMS.

Un altro limite da applicare TMS quando il partecipante è sdraiato sul piano dello scanner è la mancanza di flessibilità delle posizioni bobina e orientamenti. Per questo motivo, nel nostro studio, la bobina TMS è stato posizionato con il manico bobina rivolto all'indietro e parallelamente alla linea mediana. In uno studio precedente, che non ha mostrato alcuna differenza significativa di orientamenti bobina per la stimolazione della corteccia uditiva ^2.

Considerazioni tecniche per il protocollo CTBs in un ambiente MR

Abbiamo utilizzato un protocollo CTBs (50Hz), che è stato finora sempre utilizzato fuori una stanza scanner MR, quindi senza attrezzatura MR compatibili^20,27-29. Questo è il primo studio che applica CTBs all'interno dell'ambiente MR MR attrezzature compatibili con TMS. Per attuare tale protocollo, è importante essere consapevoli che questo set-up riduce efficacemente intensità TMS uscita di circa il 20% a causa dell'impedenza aumentato del prolungato MR-compatibile cablaggio esecuzione dallo stimolatore alla bobina ^30. Inoltre, questa limitazione di uscita potrebbe essere più importante per alcuni paesi (alimentazione 115V in Canada rispetto a 230V in Europa). Di conseguenza, se si utilizza attrezzature Magstim, potrebbe essere necessario acquistare un modulo aggiuntivo (Rapid-2 Plus One Module), al fine di aumentare la potenza del vostro sistema. Un'altra limitazione di TMS combinati e fMRI prevede l'utilizzo di stereotassia frameless all'interno della camera MR, mentre la telecamera a infrarossi deve essere posizionato ad una distanza di sicurezza dal foro dello scanner MR, e deve quindi essere in grado di fornire grandi quantità di misura (> due mtri). È per questo che abbiamo scelto il Polaris spettri (NDI Polaris, http://www.ndigital.com/medical/polarisfamily.php ) che fornisce un campo visivo fino a tre metri. Ci sono anche telecamere ad infrarossi MR-compatibili che possono essere utilizzati (per esempio MRC Systems GmbH, Germania).

E 'importante notare che il protocollo CTBs non possono essere applicati in linea durante la continua acquisizione fMRI. Come abbiamo testato in precedenza ³¹ e anche dal Bestmann et al. ^32, una pausa di 90 ms è richiesta dopo ogni impulso TMS per evitare artefatti sulle immagini RM dovuti a correnti di perdita attraverso la TMS-coil durante il periodo di ricarica del stimolatore. Continua TBS è composto da treni di tre impulsi erogati a 50 Hz (20 ms tra gli impulsi) separati da 200 ms, quindi improbabile per adattarsi a una acquisizione fMRI. Inoltre, CTBs di solito è applicata solo durante 40s (600 impulsi), which non consente molte ripetizioni di sequenze EPI. Continua TBS protocollo è anche molto rumoroso, che dovrebbe tradursi in una forte attività neurale nelle aree uditive, e quindi potrebbe non essere adatto per lo studio elaborazione uditiva. Tuttavia, altre modalità di TBS, come intermittente o intermedio TBS potrebbe essere applicato con un appropriato tempo TR ^20.

Sicurezza dei CTBs combinato e fMRI

Sicurezza dei CTBs

Continuo TBS ha il potenziale teorico di conferire un rischio più elevato di sequestro di altri protocolli ripetitive TMS perché offre ad alta frequenza burst (50Hz) e deve quindi essere usato con cautela ^33. Un medico o un infermiere che ha esperienza con rTMS ed è specializzata nella gestione di crisi dovrebbe essere a portata di mano dal laboratorio rTMS ogni volta che un partecipante è in fase di studio. Un caso di sequestro con CTBs è stato riportato in un uomo sanosenza fattori di rischio per l'epilessia ³⁴ dove hanno utilizzato un'intensità superiore (ossia soglia del 100% motore fermo) rispetto al protocollo originale ²⁰ (cioè 80% soglia motore attiva). La procedura da seguire in caso di un attacco è descritto nelle linee guida di sicurezza ^35,36.

Strumenti MR compatibili

Quando TMS viene applicata all'interno della stanza dello scanner MR, è fondamentale che tutti gli strumenti utilizzati all'interno dello scanner è compatibile MR. Qui, il multi-braccio snodabile (custom-built) per montare la bobina TMS era compatibile MR (a base di acetale e policarbonato), e inserire all'interno delle specifiche letto le MR. Il multi-braccio snodato è particolarmente utile per lunghi periodi di stimolazione e fornisce posizionamento flessibile della bobina, e consente la rotazione in direzioni multiple. Gli inseguitori (Brainsight) utilizzati per il posizionamento e la tracciabilità sono MR compatibili. La telecamera a raggi infrarossi (Polaris) è all'interno della stanza dello scanner MR mamantenuto ad una distanza di sicurezza dallo scanner MR (almeno due metri dal piano dello scanner). Qui non schermatura della termocamera è necessaria, come a questa distanza, il campo magnetico è di 0,3 mT (3 Gauss) (comunicazione personale con ingegnere Siemens, ^37,38), che è più piccolo di un magnete frigorifero (50 Gauss). Per quanto riguarda il sistema stimolatore TMS, abbiamo utilizzato un dispositivo portatile, che viene impostato in una porta privato osservazione accanto allo scanner.

Parametri di stimolazione

Il primo studio CTBs nella specie umana è da Huang et al. ²⁰ che hanno applicato raffiche di 3 impulsi a 50Hz, ripetuta a 5Hz sulla corteccia motoria primaria, al 80% soglia motoria attiva. Qui, perché abbiamo usato per indirizzare CTBs giro Heschl, abbiamo pensato che con la soglia attiva del motore come misura di riferimento non può essere un buon indicatore di eccitabilità di questa zona del cervello. Inoltre, abbiamo utilizzato CTBs all'interno dell'imaging a risonanza magnetica, e questa impostazione effriduce ettivamente intensità di uscita di circa il 20% (vedere le sezioni precedenti). Come riferimento, lo studio di Bestmann et al. ³⁹ utilizzando un simile set-up (ossia con un sistema Magstim compatibile bobina MR TMS) riportato una intensità media di stimolazione di uscita massima 42% stimolatore in 12 partecipanti corrispondenti al 70% attivo individuale motore soglia. In questo caso, abbiamo utilizzato il 41% della produzione stimolatore, che è quindi paragonabile a precedenti studi CTBs e si inserisce all'interno delle linee guida di sicurezza per l'uso CTBs, vedere Oberman et al. ⁴⁰ per la revisione.

Si deve inoltre notare che diversi meccanismi fisici di interazione tra tessuti biologici e campi magnetici statici potrebbe teoricamente portare ad alterazioni di processi fisiologici o biochimici ^37. Tuttavia, numerosi studi sono stati pubblicati segnalato che questi effetti sono al di sotto della soglia di significatività ^38,41,42. Inoltre, nel nostro studio TMS was eseguita off-line, quando il partecipante è sdraiato sul letto scanner e all'esterno del foro dello scanner MR. In questo caso, l'ambiente magnetico principale consiste del campo magnetico statico B0 che diminuisce con la distanza dal magnete, alla distanza del partecipante, la forza del campo magnetico è di circa 3mt (= 3 gauss, o circa dieci volte la resistenza del campo magnetico terrestre) ^37,43.

Conclusione

RTMS combinati e tecniche di fMRI forniscono mezzi quantitativi per valutare TMS-indotti cambiamenti nel comportamento e l'attività cerebrale sottostante. TMS stesso permette di analizzare il comportamento nel tempo, ma non vi è una crescente consapevolezza nella letteratura che l'interpretazione dei risultati non è così semplice come originariamente pensato ^4,44,45. La ragione principale è che TMS induce cambiamenti nell'attività neurale nella zona stimolata, ma anche in aree remote dal sito stimolato, e un cambiamento nel comportamento cannon fornire informazioni in merito alle modifiche sottostanti attività funzionale e la connettività.

Pertanto nel nostro studio, fMRI è stata effettuata prima e dopo la TMS. Abbiamo mostrato che continua stimolazione theta scoppio applicata sopra il diritto di giro Heschl indotto un aumento della risposta fMRI nelle aree omologhe dell'emisfero controlaterale. Questo risultato è in linea con gli studi precedenti sulla elaborazione visiva o la lingua che mostra un ruolo delle aree omologhe nell'emisfero controlaterale dopo TMS-indotta interferenze ^10,13,46,47. Se tali interazioni sono interemisferica compensativo per preservare la funzione, o il risultato a breve termine-plasticità non è ben compreso e sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere la natura di tali meccanismi.

TMS combinati e off-line aprono nuove prospettive fMRI per studiare schemi di attivazione funzionali e la connettività nelle reti neurali uditivo ed è anche t particolarmente utileo valutare eventuale riorganizzazione o plasticità corticale. Inoltre, questa combinazione potrebbe essere utilizzato anche per valutare e stimare clinico a lungo termine di follow-up in audiologici, disturbi neurologici o psichiatrici.

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

CIBC comunione (JA) e NSERC sovvenzione (RZ). Siamo grati a Roch M. Comeau (Brainsight) per il suo aiuto per quanto riguarda la macchina fotografica a raggi infrarossi, gli inseguitori MR compatibili e di supporto hardware. Siamo anche grati a Brian Hynes (Hybex Innovations Inc.) che ha progettato il multi-articolato braccio porta bobine e fornito alcune delle figure mostrate nel video. E un grazie speciale a tutti i tecnici e MR M. Ferreira del cervello Centro McConnell Imaging del Montreal Neurological Institute, che ci ha aiutato a ottimizzare la progettazione dell'esperimento.