Este estudo foi apoiado por uma bolsa (A101901) a partir da Coreia do Healthcare Tecnologia R &amp; D Project, Ministério da Saúde e Bem-Estar, República da Coreia. Agradecemos Dr. Ji-Young Lee para a prestação de assistência técnica em todo o processo.

declaração de ética: Este estudo foi aprovado pelo conselho de revisão institucional de um hospital cego. 1. Materiais a preparação de (Tabela 1) <ol><li> Usar equipamento TMS com uma potência máxima de 3,0 Tesla e uma fonte de alimentação de 200-240 Vac 50/60 Hz 5A em uma largura de pulso de 350 ms. </li><li> Adquirir descansando limiar motor (RMT) em cada disciplina por meio da eletromiografia (EMG) para determinar o potencial evocado motor (MEP) usando o sistema TMS e o eletrodo ativo (veja o passo 3.1 para mais detalhes). Definir o RMT como intensidade individual para o protocolo de estudo TMS real (Figura 1). Nota: O sistema neuronavigational inclui uma tela de computador, perseguidor subjetiva, perseguidor bobina, ponteiro, bloco de calibração, câmera, e cadeira TMS sistema de assento. (Figuras 2 - 4) </li><li> Use o programa SuperLab para configurar a nomeação de figuras tarefa e apresentar o estímulo para os assuntos para testar o grau de virtu induzidaal afasia. </li><li> tempo de reacção é registado para cada imagem utilizando um sistema de gravação de voz, descrito em mais pormenor no passo 4. </li><li> Analisar a latência e a duração da resposta de nomeação por um sistema de análise de voz, descrito em mais pormenor no passo 4. </li></ol> 2. Verificar o Desenho do Estudo <ol><li> Use EMTr para induzir Virtual afasia. <ol><li> Peça ao sujeito para executar a tarefa de nomeação, descrito em mais pormenor no passo 4. imagem da tarefa de nomenclatura. </li><li> Aplicar quer EMTr guiada por neuronavegação (MNT) ou EMTr convencionais (CTMs) durante a tarefa de nomeação de figuras. Os detalhes de CTMs estão descritos nos passos 5.3.2 e 5.5. </li></ol></li><li> Medir o tempo de reacção e taxa de erro de nomeação e comparar os resultados sob ambas as condições, tal como descrito em mais pormenor no passo 4. </li></ol> 3. Preparação do Protocolo TMS <ol><li> determinar RMT <ol><li> Coloque o eletrodo ativo na primeira dorsal esquerda naterosseous (IED) muscular. </li><li> Entregar 10 estimulações consecutivas para a área M1 direito a um intervalo interstimulus 4-6 segundos, verificando a contração do músculo IED esquerda. </li><li> Determinar RMT do sujeito utilizando o mínimo de intensidade de TMS em que uma amplitude de MEP pico-a-pico de 50 uV maior do que é produzido, pelo menos, cinco vezes. </li></ol></li><li> Mapeamento TMS <ol><li> Obter uma alta resolução de ressonância magnética ponderada em T1 (MR) imagens anatômicas usando um scanner de ressonância magnética 3-T do assunto para o uso do sistema neuronavigational. Os parâmetros para o exame de MRI estão resumidos na Tabela 1. Nota: Transfira as imagens do cérebro de RM para o programa neuronavegação, que reconstrói a curvilínea cérebro e da pele de cada indivíduo usando a orientação anatômica da comissura anterior (AC) e comissura posterior (PC), como mostrado na Figura 5. <ol><li> Reconstruir a estrutura da pele <ol><li> Obter o arquivo de MR cérebro do sujeitoimagem na norma Digital Imaging e Comunicações em Medicina (DICOM). formato. Converter a imagem MR, selecionando &quot;estudo converso&quot;. Defina o diretório de pesquisa a partir do qual o arquivo é transferido para o computador neuronavegação. Converter tipo deve ser seleccionada por tipo DICOM para ser utilizado no programa neuronavegação. </li><li> Transferir o ficheiro DICOM para o computador em que o programa é instalado neuronavegação. Implementar o programa de navegação. O ícone padrão é &quot;Anatomical.&quot; Para um novo registro do paciente, selecione um dos arquivos de imagem DICOM. </li><li> Clique em &quot;espaços Atlas&quot;. Este passo é definir o ponto de referência para reconstruir cada imagem. Pressione &quot;novo&quot; na caixa de depósito e definir a estrutura anatômica de referência, clicando em &quot;manual (caixa de AC-PC)&quot;. </li><li> Encontrar AC do paciente do corpo caloso, apenas a linha média dos dois hemisférios colocados em frente das colunas do fórnice. Mark AC na imagem MR e clique em &quot;definir AC&quot;. </li><li> Encontrar o PC do paciente, a linha média dos dois hemisférios do aspecto dorsal da extremidade superior do aqueduto cerebral. Mark PC na imagem MR e clique em &quot;PC set&quot;. </li><li> Clique em &quot;Reconstruções&quot; para fazer a estrutura da pele. Pressione &quot;novo&quot; na caixa de depósito para selecionar &quot;Skin&quot;. Defina o intervalo para a reconstrução nas imagens de RM. Certifique-se de incluir todo o crânio com a ponta nasal e ambas as orelhas. </li><li> Clique em &quot;pele de computação&quot; na nova estrutura. Aguarde até que o processo é feito. Após a conclusão da construção de pele, a morfologia da pele deve ser exibida. </li></ol></li><li> Selecione &quot;curvilínea completa do cérebro&quot; na seção &quot;Reconstrução&quot; para reconstruir o cérebro seguinte curvilínea 3.2.1.1. Semelhante à etapa anterior, defina o intervalo para a reconstrução nas imagens de RM contendo a ponta nasal. Clique em &quot;curvilínea de computação&quot;. curvilínea cérebro cheia deve ser exibido após a construção seja concluída. </li></ol></li><li> Marque a nasion, ponta nasal, e ambos trago para registrar os pontos anatômicos. Este passo é para coincidir com o ponto anatómica entre o paciente e a estrutura da pele reconstruída para a configuração da posição relativa do alvo sobre o córtex cerebral (Figura 6). <ol><li> Clique no ícone &quot;Landmark&quot;. Para configurar o local de interesse, marcar o nasion (ponto entre o nariz na testa, na junção dos ossos nasais) sobre a estrutura da pele computadorizada. Registre-lo clicando em &quot;novo&quot; e armazená-lo como &quot;Landmark 1&quot; </li><li> Mark a ponta nasal após registrar nasion como marco 1. Registre a ponta nasal, clicando em &quot;novo&quot; e armazená-lo como &quot;Landmark 2&quot; </li><li> Marcar cada trago sobre a estrutura da pele. O tragus é a pequena eminência pontas da orelha externa, situado em frente à concha. Registar cada trago após a marcação e clicando em &quot;novos&quot; pontos de referência. Para este protocolo, o trago direito é regregis- como &quot;Landmark 3&quot; e à esquerda é registrado como &quot;Landmark 4&quot;. </li></ol></li><li> Coloque a cinta de cabeça com o tracker subjetiva sobre a cabeça do participante. Calibrar o rastreador da bobina com o bloco de calibração do sistema de assento de navegação em todas as sessões para cada sujeito. Certifique-se os detecta câmera de navegação e exibe todos o sistema de rastreamento do assunto, a cadeira, a bobina, e o ponteiro na tela do computador antes de prosseguir. <ol><li> Calibrar a bobina com o sistema de assento. <ol><li> Calibrar o rastreador da bobina antes de cada estimulação MNT. No menu principal do computador, selecione &quot;Janela&quot;. Clique em &quot;calibração bobina TMS&quot; no dropbox. Clique em &quot;nova calibração&quot;. Na segunda sessão, selecione o nome da bobina usada pela primeira vez e clique em &quot;recalibrar&quot;. </li><li> Coloque a bobina TMS na posterior ponto padrão de bloco de calibração. Certifique-se a bobina é colocada horizontalmente. Verifique se ocâmera está detectando tanto o bloco de calibração e rastreador bobina (mostrado em verde). Em seguida, clique em &quot;Começar a contagem regressiva de calibração&quot;, e a 5 seg de contagem regressiva vai começar. Segure a bobina ainda durante a contagem regressiva. </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol> 4. Imagem Naming Task <ol><li> Definir o programa de nomeação para apresentar cada estímulo para 3.000 ms antes de avançar automaticamente para a próxima imagem. </li><li> Peça ao participante para nomear a imagem apresentada como com precisão e rapidez possível. </li><li> Medir o tempo de reação (latência de pop-up do estímulo na tela para o primeiro som feito pelo participante) para cada imagem ao detectar o som feito pelo sujeito através do microfone fone de ouvido usando o programa de análise de voz gratuito. <ol><li> Quarenta imagens combinadas de comprimento e segmentos de dois nome a três do banco de dados de imagem da versão coreana do Boston Naming Test (K-BNT) são apresentados no ecrãpré e pós estimulação, assim como no estudo por Kim et ai., (2014). </li></ol></li></ol> 5. TMS Mapping Protocol <ol><li> estimulação Hz Deliver1 a uma intensidade de 90% de RMT durante 10 minutos, com um total de 600 pulsos de TMS. </li><li> Segurar o tangencialmente bobina em forma de oito com o crânio com a bobina orientada perpendicularmente ao alvo. </li><li> Mapeamento de TMS (Figura 7) <ol><li> Identificar o giro anatómicas frontal inferior (IFG), com base na superfície do cérebro, normalizada para MNT. <ol><li> Registre o IFG como o alvo MNT. <ol><li> Clique em &quot;Target&quot; e pressione &quot;alvos Configurar&quot;. Marcar o IFG na janela que exibe o curvilínea cérebro. o estabelecimento de metas detalhadas é conseguido através da segmentação cada transversais e sagital imagens de RM. Salvar o ponto como &quot;Trajetória&quot;. </li></ol></li><li> Registre marcos com o couro cabeludo assuntos. <ol><li> Clique &quot;sessões&quot; para o mapeamento. Criouma nova sessão, selecionando &quot;sessão on-line&quot; na nova caixa de depósito. Uma janela &quot;Sessão 1&quot; é criado, no âmbito do qual o ícone padrão é &quot;alvos&quot;. Selecione o nome de destino salvo na etapa 3.2.2.2. (Selecione &quot;Trajetória 1&quot;). Clique no botão &quot;Adicionar&quot;, e passar para a próxima etapa. </li><li> Clique em &quot;Registro&quot;. Este passo é para combinar o curvilínea cérebro reconstruída com o assunto. O marco registrado no passo 3.2.2.1. é usado para combinar o ponto anatômico com a estrutura anatômica real. </li><li> Verifique se a câmera identifica o ponteiro e o rastreador assunto, exibido na cor verde. Apontam para nasion do sujeito com o ponteiro. Clique em &quot;Amostra% Ir para a próxima Landmark&quot;. Ponto a ponta nasal do sujeito e provar isso. Repita até que todos os quatro pontos de referência são correspondidos. </li></ol></li></ol></li><li> Coloque a bobina na F3 do sistema 10-20 EEG internacional 7 para CTMs. </li></ol></li><li>Olhar para a tela para assegurar a bobina está no alvo desejado e é mantido durante todo o procedimento MNT. A tela deve exibir superfície do sujeito cérebro, alvo pretendido, e a bobina, bem como a gama de erro, como a bobina se move para longe do alvo mostrado pelo olho-de-boi (Figura 8). Referindo-se ao ecrã, o operador ajusta a bobina sobre o alvo, uma vez que é afastado. <ol><li> Execute NTMS sobre o alvo registrada <ol><li> Clique em &quot;Executar&quot; na tela depois de registrar marcos das pessoas, conforme descrito no passo 5.3.1.1. Para alterar a configuração padrão da câmera para detectar o ponteiro, escolha o nome da bobina salvo durante a etapa 3.2.3.1. na parte inferior da caixa de depósito &quot;Driver&quot;. Verifique se a câmera identifica o rastreador assunto e rastreador bobina. </li><li> Verifique se a tela exibe a distância relativa e ângulo da bobina TMS do alvo registado (IFG). Se a bobina se move para longe do alvo, odistância está marcado em vermelho, enquanto ele é marcado em verde quando a bobina está dentro do intervalo alvo pretendido. Tente obter o ângulo entre a bobina e o destino como um olho de boi, tanto quanto possível. </li></ol></li></ol></li><li> Virar a tela longe do operador para o procedimento de CTMs para entregar cegamente o TMS. A bobina é mantida tal como foi no início da sessão. </li></ol> 6. Aquisição de Dados Topographic <ol><li> localização bobina de registro por estimulação premindo manualmente o botão &quot;record&quot; no controle remoto. </li><li> Após a gravação de cada estimulação, adquire coordenadas Taliarach em x, y, z para o alvo real e designada área de estimulada. </li><li> Retratam as coordenadas em um único cérebro normalizada usando o programa de processamento de imagem de freeware (MRIcro, http://www.mccauslandcenter.sc.edu/mricro/mricro/index.html). </li><li> Adquirir áreas cerebrais anatômicas correspondentes, incluindo a área de Brodmann, o gyrus, lobo, e região hemisfério etiquetas para a Talairach coordenadas usando um programa de rotulagem gratuito (Talairachclient, http://www.talairach.org/client.html). </li></ol>

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G., Hamilton, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+brain+stimulation+in+the+treatment+of+aphasia:+exploring+interhemispheric+relationships+and+their+implications+for+neurorehabilitation.">Noninvasive brain stimulation in the treatment of aphasia: exploring interhemispheric relationships and their implications for neurorehabilitation.</a> Restor Neurol Neurosci. 29 (6), 375-394 (2011).</li></ol>

All authors declare no conflict of interest.

TMS é amplamente utilizado tanto na prática clínica e pesquisa básica. 10 efeitos terapêuticos valiosos são oferecidos pela influência fisiológica da EMTr, incluindo um efeito neuromodulador inibitória sobre a excitabilidade cortical com EMTr de baixa frequência para o tratamento de afasia. 11 interrupção transitória de processamento neural ou virtual a lesão induzida pela rTMS pode alterar o desempenho comportamental. 12 no entanto, o efeito desejado de a rTMS pode ser diluído ou mesmo não ocorrer com a bobina deslocada sobre o alvo. Mis-alvo entre o alvo pretendido originalmente ea área cortical estimulado real pode ocorrer devido a diferenças menores na colocação da bobina e orientação; Por conseguinte, afectando de forma significativa o campo magnético criado no cérebro. 7 Por conseguinte, essas fontes de variabilidade deve ser minimizado quando se aplica a TMS, e fornecendo impulsos magnéticos com precisão para a área cortical desejado é obrigatória para entregar a máxima rTMS EF clínicafect. Para resolver esta questão crítica de colocação da bobina problemático região cortical o alvo, adotando EMTr opticamente rastreados usando um sistema neuronavigational otimiza bobina de estabilidade. 13 O programa neuronavegação utiliza imagens individuais MR, proporcionando assim um feedback visual on-line do posicionamento da bobina com respeito ao alvo área, permitindo ajustes em tempo real em posição da bobina, corrigindo a relação bobina-cabeça mal direcionada. 13 um focada estimulação do campo magnético dentro de um intervalo de vários milímetros é alcançada devido à elevada precisão de neuronavegação, permitindo rTMS mais fortes impulsos para alcançar anatómica específicas estruturas. Este protocolo testa os efeitos da TMS guiada por neuronavegação em função da linguagem em termos de tempo de reação a nomeação de figuras por induzir a afasia virtual em indivíduos saudáveis ​​e comparando os resultados com aqueles obtidos a partir do método convencional TMS usando o EEG local de interesse, e relacionando os resultados com a área estimulada real do cérebro por cada método. determinação alvo preciso é fundamental, porque a estimulação precisa do alvo é garantido uma vez que a utilização do sistema de navegação é decidido. Neste protocolo, os alvos para a estimulação de IFG são registados com base no mapeamento anatómica de superfícies corticais cerebrais individuais, e esta pode ser diferente da do sistema F3 do EEG 10-20, correspondendo a área de Brodmann 44 e 45, em que 6 é F3 mais posterior e superior em relação ao IFG, e estimulando o IFG produzida afasia virtual significativa, enquanto que a estimulação cega de F3 não fez 9 a consistência da estimulação na região específica do cérebro é maximizado com o sistema de navegação.; Assim, a melhoria dos efeitos fisiológicos da rTMS. Estes resultados são suportados pelas mudanças dramáticas em termos de desempenho induzidos por TMS devido a pequenas alterações na localização 14 estimulação. et al. (2014) têm limitações. Foi demonstrado um efeito inibidor maior em indivíduos saudáveis ​​por induzir a lesão Virtual significativa, mas se ele tem o mesmo efeito facilitador em pacientes com afasia não foi testado. Isso pode ser confirmado através da realização deste protocolo em pacientes reais com afasia, tais como aqueles com afasia pós-acidente vascular cerebral. função Speech é artificialmente reprimida em indivíduos normais para o nosso protocolo, considerando que deve ser facilitada com diferentes frequências para pacientes com afasia nos quais a função de voz já é suprimida. Além disso, reconhecendo o IFG na superfície do cérebro em bases anatômicas pode ser bastante desafiador como a localização e os contornos podem ser diferentes entre os indivíduos. sistema neuronavigational opticamente rastreados provoca mais profundas lesões virtuais do que os do método não-neuronavigated convencional. Este protocolo de demonstraçãonstrates que o uso de MNT, em comparação com CTMs, pode produzir neuromodulação mais robusta da área de Broca, que é fundamental para o tratamento de pacientes afásicos pós-AVC.

Estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) de forma não invasiva ativa circuitos neuronais no sistema nervoso central e periférico. 1 EMTr modula a excitabilidade cerebral 2 e tem efeitos terapêuticos potenciais em diversas condições psiquiátricas e neurológicas, tais como fraqueza motora, afasia, negligência e dor . 3 os sítios-alvo para fins que não o córtex motor são convencionalmente identificados utilizando o sistema internacional 10-20 EEG EMTr ou medindo as distâncias de certos pontos de referência externos. No entanto, as diferenças inter-individuais no tamanho, anatomia e morfologia do córtex cerebral não são tomadas em consideração, tornando localização óptima alvo desafiador. 3 Um outro problema crítico para aplicações rTMS é a discordância entre a colocação da bobina magnética e a região cortical estimulação pretendido. Opticamente rastreados neurocirurgia navegação tem expaplicações de TI ANDed para abranger o campo da neurociência cognitiva, incluindo a EMTr de orientação da bobina magnética. O sistema neuronavigational auxilia na identificação das estruturas alvo óptimas para a rTMS 4,5. Tal divergência no posicionamento da bobina na área alvo ocorre frequentemente com o método convencional, que adopta o sistema de EEG 10-20, e este é esperado para ser superada por neuronavegação. Este protocolo de estudo demonstra um método para induzir a afasia virtual em indivíduos saudáveis ​​por EMTr neuronavigational segmentação área de Broca, utilizando o mapeamento anatômico individual. O grau de afasia virtual em termos de mudança de tempo de reacção a nomenclatura imagem é medido e comparado com os do método de estimulação convencional. O método guiada por neuronavegação tem maior precisão para a entrega de impulsos magnéticos ao cérebro, e é, portanto, espera-se que demonstram maior mudança clínica do que a do método convencional. O objetivo deste parafuso prisioneiroy foi a introdução de um método mais preciso e eficaz de estimulação para pacientes com afasia em ambiente clínico.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="804">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Medtronic MagPro X100</td>
			<td style="width:183px;">MagVenture</td>
			<td style="width:159px;">9016E0711</td>
			<td style="width:247px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MCF-B65 Butterfly coil</td>
			<td>MagVenture</td>
			<td>9016E042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="28">
			<td height="28" style="height:29px;">Brainsight TMS Navigation</td>
			<td>Rogue Research</td>
			<td style="width:159px;"> 
			KITBSF1003&#160;</td>
			<td style="width:247px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

neuronavigation-guided repetitive transcranial magnetic stimulation for aphasia

estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) é amplamente utilizado para várias condições neurológicas, como ele ganhou reconhecimento por seus potenciais efeitos terapêuticos. Cérebro excitabilidade é modulada de forma não invasiva por EMTr e EMTr para as áreas de linguagem provou seus potenciais efeitos sobre tratamento de afasia. Em nosso protocolo, pretendemos induzir artificialmente afasia virtual em indivíduos saudáveis ​​inibindo área de Brodmann 44 e 45 usando neuronavigational TMS (MNT) e F3 do Sistema Internacional 10-20 EEG para TMS convencional (CTMs). Para medir o grau de afasia, alterações no tempo de reação a uma nomeação de figuras pré-tarefa e pós-estimulação são medidos e comparar o atraso no tempo de reação entre NTMS e CTMs. Precisão dos dois métodos de estimulação TMS é comparada a média da Talairach coordenadas do alvo eo estímulo real. Consistência de estimulação é demonstrada pela gama de erro a partir do alvo. O objectivo da presente Study é demonstrar uso de MNT e descrever os benefícios e limitações das MNT em comparação com aqueles de CTMs.

Kim et al., Demonstraram um efeito mais superior de TMS com orientação sistema neuronavigational em comparação com o método convencional não-navegado por menor dispersão de estímulo e estimulação mais focal para a área M1 direita, 8, como mostrado na Figura 9. Evidência adicional para apoiar a incorporação o sistema neuronavigational com TMS é demonstrada por um experimento randomizado cruzado para induzir a afasia virtual em indivíduos saudáveis, visando área de Brodmann 44 e 45 para MNT e F3 do sistema Internacional 10-20 EEG para CTMs. 9 Kim et al CTMs e MNT em 16 indivíduos saudáveis, seguindo medidas de comparação.; tempo de reação para uma nomeação de figuras tarefa medidos antes e depois de cada sessão de estimulação, a média coordenadas espaciais Talairach de localização de estimulação, e a margem de erro em relação ao alvo ( <strong&gt; Figuras 10 -. 12) A Figura 10 mostra apenas o MNT induziu um atraso significativo no tempo de reacção em comparação com os valores basais, e maior consistência de localização de estimulação com o alvo em demonstrado na Figura 11, A Figura 12 mostra uma estreita erro gama em relação ao. a meta para os NTMS comparada com a de CTMs. Estas diferenças significativas no grupo NTMS foram induzidas pela alta precisão da entrega de impulsos TMS para o alvo pretendido pelo estreitamento da distância entre o alvo e a bobina quando guiado por neuronavegação, produzindo desse modo resultados mais significativos em comparação com os do método convencional. A localização exata da bobina sobre o alvo é absolutamente crítico para a produção de resultados clinicamente eficazes. resultados acima apoiar o uso de orientação neuronavigational ao aplicar a EMTr. Figura 1: Estimulação Magnética Transcraniana (TMS) do Sistema e eletromiografia (EMG) da máquina para adquirir Resting Motor Threshold (RMT) Área M1 direito é estimulado com o eletrodo ativo no músculo interósseo primeira dorsal esquerda para determinar RMT <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig2.jpg" /> Figura 2:.. Equipamento Ajuste para a cadeira estimulação magnética transcraniana Sistema de Navegação (TMS), câmera móvel e tela de computador com equipamento TMS estão incluídos <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> Figura 3:.. Preparação de materiais Imagem de rastreador bobina, ponteiro, e rastreador subjetiva <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig4.jpg" /> Figura 4:. Bloco de calibração com bobina Rastreador Isso permite que o programa para detectar a posição relativa da bobina A estimulação magnética transcraniana (TMS). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig5.jpg" /> Figura 5: reconstruçâo<html> ted Cérebro Curvilinear pelo Programa Neuronavegação. Uma vez que a ressonância magnética do cérebro imagens de RM são transferidos para o programa neuronavegação, a curvilínea cérebro e pele são reconstruídos usando comissura anterior (AC) e comissura posterior (PC). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig5large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig6.jpg" /> Figura 6:.. Anatômicas Marcos para Estimulação Magnética Transcraniana (TMS Navigation) marcos anatômicos, Násio, ponta nasal, e ambos os trago são marcados usando um ponteiro <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig6large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <html> 45 / 53345fig7.jpg &quot;/&gt; Figura 7:.. Estimulação Magnética Transcraniana Mapping (TMS) giro frontal inferior para o TMS-guiada de navegação (esquerda) e F3 do Sistema Internacional 10-20 para TMS convencional (à direita) são ajustados para estimular o alvo <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig7large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 8" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig8.jpg" /> Figura 8:. Neuronavegação Indicação durante a navegação guiada Estimulação Magnética Transcraniana (MNT) da superfície do cérebro de tela exibe o assunto, destina-alvo, bobina, e margem de erro. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig8large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> ftp_upload / 53345 / 53345fig9.jpg &quot;/&gt; Figura 9:. Menos Dispersão do estímulo e mais estímulo Focal com a navegação Comparação do método convencional não navegada (à esquerda) com orientação de navegação (direita) demonstra menor dispersão do estímulo e estimulação mais focal da área M1 direito usando a navegação estimulação magnética transcraniana guiada por (MNT). Modificado de referência 9. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig9large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 10" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig10.jpg" /> Figura 10:. Comparação da capacidade de induzir Virtual Afasia entre navegação guiada Estimulação Magnética Transcraniana (MNT) e Convencional TMS (CTMs), em 16 indivíduos saudáveis ​​imagem tempo de nomeação (em ms) A média é significativamente maior (p &lt;/em&gt;&lt;0.001) com MNT enquanto que nenhuma alteração é feita com CTMs (p = 0,179) As barras representam o tempo de reação média com erros padrão correspondentes. Modificado de referência 9. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig10large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 11" src="/files/ftp_upload/53345/53345fig11.jpg" /> Figura 11: Desenho de Área de Mapeamento e Stimulation (n = 16). As áreas estimuladas pelo método convencional (verde) são mais amplamente distribuído com as coordenadas dispersas mais para cima em relação ao alvo (vermelho) em comparação com os do método de navegação (roxo). Modificado de referência 9. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig11large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> Figura 12: A média de erro Ranges para navegação guiada Estimulação Magnética Transcraniana (MNT) e Convencional TMS (CTMs) (n = 16) A distância entre o local de estimulação real em relação ao alvo é mais estreita com MNT do que CTMs.. A margem de erro é mais estreito para MNT do que para CTMs. As barras representam médias e erros padrão. Modificado de referência 9. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53345/53345fig12large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="tabela 1" src="/files/ftp_upload/53345/53345table1.jpg" /> Tabela 1: T1 Imagem por Ressonância Magnética (MRI) Parâmetros tridimensionais para este estudo

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Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

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.

Repetitiva Estimulação Magnética Transcraniana guiada por neuronavegação para a afasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential ...

neuronavigation-guided-repetitive-transcranial-magnetic-stimulation

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Behavior

12.0K visualizações.  Inje University of Medicine, Haeundae Paik Hospital. 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.

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Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) with Auditory Stimulation in Songbirds

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and molecular approaches allow the investigation of either different stimuli on few neurons, or one stimulus in large parts of the brain, blood oxygenation level dependent (BOLD) functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) allows combining both advantages, i.e. compare the neural activation induced by different stimuli in the entire brain at once. fMRI in songbirds is challenging because of the small size of their brains and because their bones and especially their skull comprise numerous air cavities, inducing important susceptibility artifacts. Gradient-echo (GE) BOLD fMRI has been successfully applied to songbirds 1-5 (for a review, see 6). These studies focused on the primary and secondary auditory brain areas, which are regions free of susceptibility artifacts. However, because processes of interest may occur beyond these regions, whole brain BOLD fMRI is required using an MRI sequence less susceptible to these artifacts. This can be achieved by using spin-echo (SE) BOLD fMRI 7,8 . In this article, we describe how to use this technique in zebra finches (Taeniopygia guttata), which are small songbirds with a bodyweight of 15-25 g extensively studied in behavioral neurosciences of birdsong. The main topic of fMRI studies on songbirds is song perception and song learning. The auditory nature of the stimuli combined with the weak BOLD sensitivity of SE (compared to GE) based fMRI sequences makes the implementation of this technique very challenging.

Functional Magnetic Resonance Imaging fMRI with Auditory Stimulation in Songbirds

This article shows an optimized procedure for imaging of the neural substrates of auditory stimulation in the songbird brain using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). It describes the preparation of the sound stimuli, the positioning of the subject and the acquisition and subsequent analysis of the fMRI data.

Ressonância Magnética Funcional (fMRI), com estimulação auditiva em aves canoras

The neurobiology of birdsong, as a model for human speech, is a pronounced area of research in behavioral neuroscience. Whereas electrophysiology and ...

Comportamento

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

Melhores práticas correntes para obtenção de dados de alta qualidade durante o EEG fMRI simultâneo

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

Monitorização EEG simultâneo Durante direto Estimulação Transcraniana atual

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. Researchers have used single-pulse and repetitive TMS to stimulate the lip representation in the motor cortex. The excitability of the lip motor representation can be investigated by applying single TMS pulses over this cortical area and recording TMS-induced motor evoked potentials (MEPs) via electrodes attached to the lip muscles (electromyography; EMG). Larger MEPs reflect increased cortical excitability. Studies have shown that excitability increases during listening to speech as well as during&#160;viewing speech-related movements. TMS can be used also to disrupt the lip motor representation. A 15-min train of low-frequency sub-threshold repetitive stimulation has been shown to suppress motor excitability for a further 15-20 min. This TMS-induced disruption of the motor lip representation impairs subsequent performance in demanding speech perception tasks and modulates auditory-cortex responses to speech sounds. These findings are consistent with the suggestion that the motor cortex contributes to speech perception. This article describes how to localize the lip representation in the motor cortex and how to define the appropriate stimulation intensity for carrying out both single-pulse and repetitive TMS experiments.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception.&#160; This article describes how to record motor evoked potentials (MEPs) from the lip muscles and how to disrupt the motor lip representation using repetitive TMS.

Estimular o Lip Motor Cortex com Estimulação Magnética Transcraniana

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp to manipulate cortical excitability and, consequently, behavior and brain function. In the last decade, numerous studies have addressed short-term and long-term effects of tDCS on different measures of behavioral performance during motor and cognitive tasks, both in healthy individuals and in a number of different patient populations. So far, however, little is known about the neural underpinnings of tDCS-action in humans with regard to large-scale brain networks. This issue can be addressed by combining tDCS with functional brain imaging techniques like functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electroencephalography (EEG).
In particular, fMRI is the most widely used brain imaging technique to investigate the neural mechanisms underlying cognition and motor functions. Application of tDCS during fMRI allows analysis of the neural mechanisms underlying behavioral tDCS effects with high spatial resolution across the entire brain. Recent studies using this technique identified stimulation induced changes in task-related functional brain activity at the stimulation site&#160;and also in more distant brain regions, which were associated with behavioral improvement. In addition, tDCS administered during resting-state fMRI allowed identification of widespread changes in whole brain functional connectivity.
Future studies using this combined protocol should yield new insights into the mechanisms of tDCS action in health and disease and new options for more targeted application of tDCS in research and clinical settings. The present manuscript describes this novel technique in a step-by-step fashion, with a focus on technical aspects of tDCS administered during fMRI.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique. It has successfully been used in basic research and clinical settings to modulate brain function in humans. This article describes the implementation of tDCS and simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI), to investigate the neural basis of tDCS effects.

Transcraniana direto Estimulação atual e simultânea Ressonância Magnética Funcional

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp ...

Transcranial Magnetic Stimulation for Investigating Causal Brain-behavioral Relationships and their Time Course

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily disrupt information processing in a brain region, generating a short-lived &#8220;virtual lesion.&#8221; Stimulation that interferes with task performance indicates that the affected brain region is necessary to perform the task normally. In other words, unlike neuroimaging methods such as functional magnetic resonance imaging (fMRI) that indicate correlations between brain and behavior, TMS can be used to demonstrate causal brain-behavior relations. Furthermore, by varying the duration and onset of the virtual lesion, TMS can also reveal the time course of normal processing. As a result, TMS has become an important tool in cognitive neuroscience. Advantages of the technique over lesion-deficit studies include better spatial-temporal precision of the disruption effect, the ability to use participants as their own control subjects, and the accessibility of participants. Limitations include concurrent auditory and somatosensory stimulation that may influence task performance, limited access to structures more than a few centimeters from the surface of the scalp, and the relatively large space of free parameters that need to be optimized in order for the experiment to work. Experimental designs that give careful consideration to appropriate control conditions help to address these concerns. This article illustrates these issues with TMS results that investigate the spatial and temporal contributions of the left supramarginal gyrus (SMG) to reading.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a technique for non-invasively disrupting neural information processing and measuring its effect on behavior. When TMS interferes with a task, it indicates that the stimulated brain region is necessary for normal task performance, allowing one to systematically relate brain regions to cognitive functions.

Estimulação Magnética Transcraniana para investigar relações causais Brain-comportamentais e seu Curso de Tempo

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a safe, non-invasive brain stimulation technique that uses a strong electromagnet in order to temporarily ...

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain regions involved in working memory and attention using transcranial electrical brain stimulation. Some researchers now believe the cerebellum supports cognition, possibly via a remote neuromodulatory effect on the prefrontal cortex. This paper describes a procedure for investigating a role for the cerebellum in cognition using transcranial direct current stimulation (tDCS), and a selection of information-processing tasks of varying task difficulty, which have previously been shown to involve working memory, attention and cerebellar functioning. One task is called the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) and the other a novel variant of this task called the Paced Auditory Serial Subtraction Task (PASST). A verb generation task and its two controls (noun and verb reading) were also investigated. All five tasks were performed by three separate groups of participants, before and after the modulation of cortico-cerebellar connectivity using anodal, cathodal or sham tDCS over the right cerebellar cortex. The procedure demonstrates how performance (accuracy, verbal response latency and variability) could be selectively improved after cathodal stimulation, but only during tasks that the participants rated as difficult, and not easy. Performance was unchanged by anodal or sham stimulation. These findings demonstrate a role for the cerebellum in cognition, whereby activity in the left prefrontal cortex is likely dis-inhibited by cathodal tDCS over the right cerebellar cortex. Transcranial brain stimulation is growing in popularity in various labs and clinics. However, the after-effects of tDCS are inconsistent between individuals and not always polarity-specific, and may even be task- or load-specific, all of which requires further study. Future efforts might also be guided towards neuro-enhancement in cerebellar patients presenting with cognitive impairment once a better understanding of brain stimulation mechanisms has emerged.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.

Modulando Cognition Usando Transcraniana direto Estimulação atual do cerebelo

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain ...

Multifunctional Setup for Studying Human Motor Control Using Transcranial Magnetic Stimulation, Electromyography, Motion Capture, and Virtual Reality

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular function include transcranial magnetic stimulation, electromyography, and three-dimensional motion capture. The advent of readily available and cost-effective virtual reality solutions has expanded the capabilities of researchers in recreating &#8220;real-world&#8221; environments and movements in a laboratory setting. Naturalistic movement analysis will not only garner a greater understanding of motor control in healthy individuals, but also permit the design of experiments and rehabilitation strategies that target specific motor impairments (e.g. stroke). The combined use of these tools will lead to increasingly deeper understanding of neural mechanisms of motor control. A key requirement when combining these data acquisition systems is fine temporal correspondence between the various data streams. This protocol describes a multifunctional system&#8217;s overall connectivity, intersystem signaling, and the temporal synchronization of recorded data. Synchronization of the component systems is primarily accomplished through the use of a customizable circuit, readily made with off the shelf components and minimal electronics assembly skills.

Transcranial magnetic stimulation, electromyography, and 3D motion capture are commonly used non-invasive techniques for investigating neuromuscular function in humans. In this paper, we describe a protocol that synchronously samples data generated by all three of these tools along with the unique addition of virtual reality stimulus presentation and feedback.

Setup Multifuncional de Estudos de Controle Motor Humano Utilizando Estimulação Magnética Transcraniana, Eletromiografia, Captura de Movimento, e Realidade Virtual

The study of neuromuscular control of movement in humans is accomplished with numerous technologies. Non-invasive methods for investigating neuromuscular ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

Concurrent Gravação Eletroencefalografia Durante Transcranial estimulação alternada Corrente (TAC)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Treating Clinical Depression with Repetitive Deep Transcranial Magnetic Stimulation Using the Brainsway H1-coil

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is an emerging non-pharmacological approach to treating many brain-based disorders. rTMS uses electromagnetic coils to stimulate areas of the brain non-invasively. Deep transcranial magnetic stimulation (dTMS) with the Brainsway H1-coil system specifically is a type of rTMS indicated for treating patients with major depressive disorder (MDD) who are resistant to medication. The unique H1-coil design of this device is able to stimulate neuronal pathways that lie deeper in the targeted brain areas than those reached by conventional rTMS coils. dTMS is considered to be low-risk and well tolerated, making it a viable treatment option for people who have not responded to medication or psychotherapy trials for their depression.
Randomized, sham-control studies have demonstrated that dTMS produces significantly greater improvement in depressive symptoms than sham dTMS treatment in patients with major depression that has not responded to antidepressant medication. In this paper, we will review the methodology for treating major depression with dTMS using an H1-coil.

Here we present a protocol outlining the methodology for treatment of Major Depressive Disorder using the deep Transcranial Magnetic Stimulation (dTMS) system.