Neurostyrd Repetitiva transkraniell magnetisk stimulering för afasi
Summary
This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.
Abstract
Repetitiva transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) används ofta för flera neurologiska tillstånd, eftersom den har fått bekräftelse på dess potentiella terapeutiska effekter. Hjämexcitabiliteten är icke-invasivt moduleras av rTMS och rTMS till språkområden har visat dess potentiella effekter på behandling av afasi. I våra protokoll, strävar vi efter att artificiellt inducera virtuell afasi hos friska försökspersoner genom att hämma brodmannarea 44 och 45 med hjälp av neuronavigational TMS (NTMS) och F3 i den internationella 10-20 Anläggning för konventionell TMS (CTM). För att mäta graden av afasi, förändringar i reaktionstiden till en bild namnge uppgift före och efter stimulering mäts och jämföra fördröjningen i reaktionstiden mellan NTMS och CTM. Noggrannheten hos de två TMS stimuleringsmetoder jämförs som genomsnittet av de Talairach koordinater för målet och det faktiska stimulering. Konsekvens av stimulering framgår av felet intervallet från målet. Syftet med detta study är att demonstrera användningen av NTMS och beskriva fördelar och begränsningar av NTMS jämfört med dem i CTM.
Introduction
Repetitiva transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) aktiverar icke-invasivt neuronala kretsar i de centrala och perifera nervsystemen. 1 rTMS modulerar hjämexcitabiliteten 2 och har potentiella terapeutiska effekter i flera psykiatriska och neurologiska sjukdomar, såsom motorisk svaghet, afasi, försummelse och smärta . 3 de målplatser för andra än den motoriska cortex konventionellt identifieras med hjälp av internationella 10-20 Anläggning rTMS eller genom att mäta avstånd från vissa externa landmärken.
Men interindividuella skillnader i storlek, anatomi och morfologi hjärnbarken inte beaktas, vilket gör optimal mål lokalisering utmanande. 3 En annan viktig fråga för rTMS applikationer är obalans mellan placeringen av den magnetiska spolen och kortikala regionen avsedd stimulering.
Optiskt spårade navigationsneurokirurgi har expAND IT-applikationer att omfatta kognitiv neurovetenskap fältet inklusive rTMS för styrning av magnetspolen. Den neuronavigational systemet hjälper till att identifiera de optimala målstrukturer för rTMS. 4,5 sådan skillnad i spolen placering på målområdet sker ofta med den konventionella metoden att anta 10-20 Anläggning och detta förväntas övervinnas genom neuro.
Denna studie protokoll visar en metod för att inducera virtuell afasi hos friska försökspersoner efter neuronavigational rTMS riktar Brocas område, med hjälp av individuella anatomiska kartläggning. Graden av virtuella afasi i form av förändring i reaktionstiden till bild namngivning mäts och jämförs med de från den konventionella stimuleringsmetod. Den neurostyrda metod har högre noggrannhet för att leverera magnetiska pulser till hjärnan, och därmed förväntas visa större klinisk förändring än den konventionella metoden. Målet med denna study var att införa en mer exakt och effektiv metod för stimulering för patienter med afasi i klinisk miljö.
Protocol
Representative Results
Discussion
TMS används flitigt både i klinisk praxis och grundforskning. 10 värdefulla terapeutiska effekter erbjuds av den fysiologiska påverkan av rTMS, inklusive en hämmande neuromodulatory effekt på kortikala retbarhet med lågfrekventa rTMS för behandling av afasi. 11 Transient störning av neural behandling eller virtuella lesionering inducerad av rTMS kan ändra beteende prestanda. 12 kan emellertid den önskade effekten av rTMS spädas eller till och med inte ske med spolen felplacer…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Denna studie stöddes av ett bidrag (A101901) från Korea Healthcare Technology R & D Project, Ministry of Health & Welfare, Sydkorea. Vi tackar Dr Ji-Young Lee för att ge tekniskt stöd under hela förfarandet.
Materials
| Medtronic MagPro X100 | MagVenture | 9016E0711 | |
| MCF-B65 Butterfly coil | MagVenture | 9016E042 | |
| Brainsight TMS Navigation | Rogue Research | KITBSF1003 |
References
- Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 11 (1), 1106-1107 (1985).
- Pape, T. L., Rosenow, J., Lewis, G. Transcranial magnetic stimulation: a possible treatment for TBI. J Head Trauma Rehabil. 21 (5), 437-451 (2006).
- Ruohonen, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation. Neurophysiol Clin. 40 (1), 7-17 (2010).
- Dell’Osso, B., et al. Augmentative repetitive navigated transcranial magnetic stimulation (rTMS) in drug-resistant bipolar depression. Bipolar Disord. 11 (1), 76-81 (2009).
- Herbsman, T., et al. More lateral and anterior prefrontal coil location is associated with better repetitive transcranial magnetic stimulation antidepressant response. Biol Psychiatry. 66 (5), 509-515 (2009).
- Schuhmann, T., Schiller, N. O., Goebel, R., Sack, A. T. The temporal characteristics of functional activation in Broca’s area during overt picture naming. Cortex. 45 (9), 1111-1116 (2009).
- Danner, N., Julkunen, P., Kononen, M., Saisanen, L., Nurkkala, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation and computed electric field strength reduce stimulator-dependent differences in the motor threshold. J Neurosci Methods. 174 (1), 116-122 (2008).
- Bashir, S., Edwards, D., Pascual-Leone, A. Neuronavigation increases the physiologic and behavioral effects of low-frequency rTMS of primary motor cortex in healthy subjects. Brain Topogr. 24 (1), 54-64 (2011).
- Kim, W. J., Min, Y. S., Yang, E. J., Paik, N. J. Neuronavigated vs. conventional repetitive transcranial magnetic stimulation method for virtual lesioning on the Broca’s area. Neuromodulation. 17 (1), 16-21 (2014).
- Lioumis, P., et al. A novel approach for documenting naming errors induced by navigated transcranial magnetic stimulation. J Neurosci Methods. 204 (2), 349-354 (2012).
- Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation. Brain Lang. 118 (1-2), 40-50 (2011).
- Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. Transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience–virtual lesion, chronometry, and functional connectivity. Curr Opin Neurobiol. 10 (2), 232-237 (2000).
- Julkunen, P., et al. Comparison of navigated and non-navigated transcranial magnetic stimulation for motor cortex mapping, motor threshold and motor evoked potentials. Neuroimage. 44 (3), 790-795 (2009).
- Chrysikou, E. G., Hamilton, R. H. Noninvasive brain stimulation in the treatment of aphasia: exploring interhemispheric relationships and their implications for neurorehabilitation. Restor Neurol Neurosci. 29 (6), 375-394 (2011).
