Impiegare la stimolazione magnetica transcranica in un ambiente con risorse limitate per stabilire relazioni cervello-comportamento
Summary
La stimolazione magnetica transcranica (TMS) e la TMS a bassa frequenza (lfTMS) hanno dimostrato di essere i principali contributori alla letteratura cerebrale. Qui evidenziamo i metodi per indagare i correlati corticali dell’autoinganno usando la TMS.
Abstract
Il neuroimaging è tipicamente percepito come una disciplina che richiede risorse. Mentre questo è il caso in determinate circostanze, le istituzioni con risorse limitate hanno storicamente contribuito in modo significativo al campo delle neuroscienze, incluso il neuroimaging. Nello studio dell’autoinganno, abbiamo impiegato con successo tmS a impulso singolo per determinare i correlati cerebrali delle abilità, tra cui l’overclaiming e l’auto-miglioramento. Anche senza l’uso della neuro-navigazione, i metodi forniti qui portano a risultati di successo. Ad esempio, è stato scoperto che le diminuzioni della risposta auto-ingannevole portano a una diminuzione dell’affetto. Questi metodi forniscono dati affidabili e validi e tali metodi forniscono opportunità di ricerca altrimenti non disponibili. Attraverso l’uso di questi metodi, la base di conoscenze complessiva nel campo delle neuroscienze viene ampliata, fornendo opportunità di ricerca a studenti come quelli della nostra istituzione (Montclair State University è un istituto ispanico) a cui vengono spesso negate tali esperienze di ricerca.
Introduction
Ci sono una serie di sfide per studiare i correlati del comportamento cerebrale negli istituti di ricerca con risorse limitate (spesso indicati come “università di insegnamento”). Secondo i dati forniti dalla National Science Foundation (NSF), quasi tutta la ricerca accademica è completata da una piccola percentuale di istituti di istruzione superiore negli Stati Uniti. Quando si esaminano oltre 4.400 istituti che concedono diplomi post-secondari, le prime 115 università / istituti eseguono e pubblicano il 75% di tutte le ricerche1. Negli Stati Uniti, ci sono 131 università di ricerca 1 (R1: il più alto livello di status che un’università può raggiungere in termini di classifica della ricerca) che ricevono la maggior parte dei finanziamenti federali.
Questa pesante disparità di finanziamento limita le opzioni di ricerca per molti ricercatori principali e studenti; ad esempio, solo l’1,9% delle università R1 sono istituti ispanici. Inoltre, gli istituti non R1 sono limitati in termini di spazio di ricerca, sovvenzioni assegnate e tempo messo a disposizione per la ricerca, e queste scuole spesso non hanno affiliazioni alla scuola di medicina2. Dati questi ostacoli, forniamo i metodi che hanno permesso con successo l’indagine delle relazioni cervello-comportamento nell’inganno in un ambiente con risorse limitate. Mentre questi metodi sono adatti a qualsiasi istituto, riteniamo che quelli delle università più piccole / che insegnano intensivamente riceveranno il massimo beneficio da questi metodi.
Il nostro laboratorio si è concentrato principalmente sulle regioni del cervello responsabili della produzione di autoinganno e auto-miglioramento. Stabilire la causalità in termini di regioni corticali sottostanti è realizzabile con una serie di tecniche e questi dati aiutano a confermare i metodi di neuroimaging correlativi e gli studi sperimentali suipazienti 3,4,5.
Per studiare l’autoinganno con tecniche di neuroimaging causale, sono stati impiegati una serie di metodi innovativi, principalmente con stimolazione magnetica transcranica a impulso singolo (TMS) e TMS ripetitiva (rTMS6; Figura 1). Mentre la tDCS (transcranial Direct Cortical Stimulation) è stata impiegata con successo7 e può essere modificata per replicare i metodi, le procedure e i risultati qui presentati, la flessibilità della TMS lo rende ancora la scelta ottimale per la neuromodulazione dell’autoinganno. Nella sua implementazione più comune, i ricercatori inibiscono, eccitano, interrompono o misurano l’eccitabilità corticale (non trattata qui, ma vedi riferimento8).
La corteccia prefrontale mediale (MPFC) sembra essere coinvolta nella risposta auto-ingannevole9. Dato il ruolo delle strutture corticali della linea mediana (CMS) in termini di autoconsapevolezza in generale10, non sorprende che l’autoinganno sia correlato all’attività MPFC. Per determinare la causalità in termini di regioni frontali, la TMS è stata invocata per creare “lesioni virtuali” mentre misurava gli attacchi di autoinganno11. La misurazione dell’autoinganno è stata raggiunta attraverso due metodi principali: auto-miglioramento e sovra-rivendicazione6.
Abbiamo scoperto che l’interruzione dell’MPFC porta alla riduzione dell’autoinganno 6,8,11,12,13. Inoltre, abbiamo scoperto che tale riduzione (cioè l’abbassamento dell’autoinganno) è correlata a una diminuzione dell’affetto di una persona (cioè, aumenti dell’umore negativo e diminuzione dell’umore positivo).
Poiché la neuro-navigazione / risonanza magnetica individuale non viene impiegata (a causa delle spese, la maggior parte dei laboratori non dispone di queste risorse), possono essere sollevate preoccupazioni sul posizionamento e l’accuratezza nel targeting TMS. Abbiamo compensato questo facendo occasionalmente procedure fiduciarie in cui un bersaglio di contrasto (ad esempio, una compressa di vitamina E) viene posizionato sul cappuccio e il partecipante (i) è / sono successivamente scansionati in una risonanza magnetica strutturale11,12. Questi metodi hanno confermato l’accuratezza dei metodi qui descritti, e stiamo prendendo di mira l’aspetto mediale dell’MPFC al confine di BA 10/9 che si trova sopra il giro frontale mediale (0, ~ 40, ~ 30).
Chiaramente, una maggiore risoluzione spaziale può essere ottenuta utilizzando altri metodi come la neuro-navigazione, tuttavia, questi metodi non sono impiegati senza inconvenienti che includono l’abbandono dei partecipanti, l’esclusione dei partecipanti, l’aumento della durata della sperimentazione, la formazione e lo screening aggiuntivi, le spese aggiuntive e spesso più visite in loco per i partecipanti. Pertanto, i metodi qui presentati offrono un’eccellente alternativa alla neuro-navigazione in molte circostanze.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il protocollo (e le variazioni di) qui delineato è stato utilizzato in oltre 50 studi presso la Montclair State University. L’intero set-up può essere creato per meno di $ 15.000 (US). Inoltre, abbiamo scoperto che le nostre coordinate corrispondono bene con le strutture cerebrali sottostanti utilizzando procedure fiduciarie.
Vengono spesso utilizzate varianti di questo metodo. Ad esempio, le condizioni di controllo possono includere la stimolazione di diverse aree del cervello, l’applicazio…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LSAMP (Louis Stokes Alliance for Minority Participation), Wehner e The Crawford Foundation, la Kessler Foundation sono tutti ringraziati per il loro sostegno.
Materials
| Android Samsung Tablet (for MEPs) | Samsung | SM-T500NZSAXAR | |
| Cloth Measuring Tape | GDMINLO | B08TWNCDNS(AMZ) | |
| Figure of 8 Copper TMS Coil | Magstim | 4150-00 | This is the current model |
| Lenovo T490 Laptop | Lenovo | 20RY0002US | |
| Magstim 200 Single Pulse | MagStim | Magstim200/2 | This is the current model |
| Magstim Standard Coil Holder | MagStim | AFC/SS | This is the current model |
| Speedo Swim Caps | Speedo | 751104-100 | |
| Testable.Org Account and Software | Testable | NA | |
| Trigno 2 Lead Sensor (for MEPs) | DelSys | SP-W06-018B | |
| Trigno Base and Plot Software (for MEPs) | DelSys | DS-203-D00 |
References
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