שימוש בגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי בסביבה מוגבלת במשאבים כדי ליצור יחסי מוח-התנהגות
Summary
גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי (TMS) ו-TMS בתדר נמוך (lfTMS) הוכחו כתורמים עיקריים לספרות המוח. כאן אנו מדגישים את השיטות לחקר המתאמים בקליפת המוח של הונאה עצמית באמצעות TMS.
Abstract
הדמיה מוחית נתפסת בדרך כלל כמשאב הדורש משמעת. בעוד שזה המקרה בנסיבות מסוימות, מוסדות עם משאבים מוגבלים תרמו באופן היסטורי באופן משמעותי לתחום מדעי המוח, כולל הדמיה מוחית. בחקר ההונאה העצמית, השתמשנו בהצלחה ב-TMS בעל דופק יחיד כדי לקבוע את המתאמים המוחיים של יכולות, כולל נטילת יתר ושיפור עצמי. גם ללא שימוש בניווט עצבי, השיטות הניתנות כאן מובילות לתוצאות מוצלחות. לדוגמה, התגלה כי ירידה בתגובה מטעה עצמית מובילה לירידה בהשפעה. שיטות אלה מספקות נתונים אמינים ותקפים, ושיטות כאלה מספקות הזדמנויות מחקר שאחרת אינן זמינות. באמצעות שימוש בשיטות אלה, בסיס הידע הכולל בתחום מדעי המוח מורחב, ומספק הזדמנויות מחקר לסטודנטים כמו אלה במוסד שלנו (אוניברסיטת מונטקלייר סטייט היא מכון המשרת היספני) אשר לעתים קרובות נמנעים מהם חוויות מחקר כאלה.
Introduction
ישנם מספר אתגרים בחקר קורלציות בין התנהגות המוח במוסדות מחקר עם משאבים מוגבלים (המכונים לעתים קרובות ‘אוניברסיטאות הוראה’). על פי נתונים שסופקו על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF), כמעט כל המחקר האקדמי הושלם על ידי אחוז קטן של מוסדות להשכלה גבוהה בארצות הברית. כאשר בוחנים למעלה מ-4,400 מוסדות המעניקים תארים על-תיכוניים, 115 האוניברסיטאות/מכונים המובילים מבצעים ומפרסמים 75% מכללהמחקרים 1. בארצות הברית, ישנן 131 אוניברסיטאות מחקר 1 (R1: רמת המעמד הגבוהה ביותר שאוניברסיטה יכולה להשיג במונחים של דירוג מחקר) אשר מקבלות את עיקר המימון הפדרלי.
פער מימון כבד זה מגביל את אפשרויות המחקר עבור חוקרים ראשיים רבים כמו גם עבור סטודנטים; לדוגמה, רק 1.9% מאוניברסיטאות R1 הן מכונים המשרתים היספנים. יתר על כן, מכונים שאינם R1 מוגבלים במונחים של מרחב מחקר, מענקים המוענקים וזמן זמין למחקר, ובתי ספר אלה לעתים קרובות אין זיקות לבית הספר לרפואה2. בהינתן מכשולים אלה, אנו מספקים את השיטות שאפשרו בהצלחה חקירה של יחסי מוח-התנהגות בהונאה בסביבה מוגבלת במשאבים. בעוד ששיטות אלה מתאימות לכל מכון, אנו מאמינים כי אלה באוניברסיטאות קטנות/עתירות הוראה יקבלו את התועלת המרבית משיטות אלה.
המעבדה שלנו התמקדה בעיקר באזורי המוח האחראים לייצור הונאה עצמית ושיפור עצמי. קביעת סיבתיות במונחים של האזורים הבסיסיים בקליפת המוח ניתנת להשגה על ידי מספר טכניקות, ונתונים אלה מסייעים לאשר שיטות הדמיה מוחית מתאמיות וניסויים ניסיוניים בחולים 3,4,5.
כדי לחקור הונאה עצמית באמצעות טכניקות הדמיה מוחית סיבתית, נעשה שימוש במספר שיטות חדשניות, בעיקר עם גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי בפולס יחיד (TMS) ו-TMS חוזר על עצמו (rTMS6; איור 1). בעוד tDCS (גירוי קליפתי ישיר טרנס-גולגולתי) הופעל בהצלחה7 וניתן לשנות אותו כדי לשכפל את השיטות, ההליכים והתוצאות שהוצגו כאן, הגמישות של TMS עדיין הופכת אותו לבחירה האופטימלית עבור נוירומודולציה של הונאה עצמית. ביישום הנפוץ ביותר שלה, חוקרים מעכבים, מרגשים, משבשים או מודדים את רגישות קליפת המוח (לא מכוסה כאן, אבל ראו הפניה8).
נראה כי קליפת המוח הקדם-מצחית המדיאלית (MPFC) מעורבת בתגובה מטעה עצמית9. בהתחשב בתפקידם של מבני קו האמצע הקורטיקליים (CMS) במונחים של מודעות עצמית באופן כללי10, אין זה מפתיע שהונאה עצמית מתואמת עם פעילות MPFC. כדי לקבוע סיבתיות במונחים של אזורים פרונטליים, הסתמכו על TMS כדי ליצור ‘נגעים וירטואליים’ תוך מדידת התקפי הונאה עצמית11. מדידת הונאה עצמית הושגה באמצעות שתי שיטות עיקריות: שיפור עצמי ותביעת יתר6.
מצאנו כי שיבוש של ה- MPFC מוביל להפחתת ההונאה העצמית 6,8,11,12,13. יתר על כן, גילינו כי הפחתה כזו (כלומר, הורדת ההונאה העצמית) קשורה לירידה בהשפעתו של האדם (כלומר, עלייה במצב הרוח השלילי וירידה במצב הרוח החיובי).
מכיוון שלא נעשה שימוש בניווט עצבי/MRI בודדים (בשל הוצאות, לרוב המעבדות אין את המשאבים הללו), ניתן להעלות חשש לגבי מיקום ודיוק במיקוד TMS. פיצינו על כך על ידי ביצוע מדי פעם של הליכים פידוקיאליים שבהם מונחת על הפקק יעד ניגודיות (למשל, טבליית ויטמין E) והמשתתפים נסרקים/ים לאחר מכן ב-MRI מבני11,12. שיטות אלה אישרו את הדיוק של השיטות המתוארות כאן, ואנו מכוונים להיבט המדיאלי של ה- MPFC בגבול BA 10/9 שנמצא מעל הג’ירוס המצחי המדיאלי (0, ~ 40, ~ 30).
ברור שניתן להשיג רזולוציה מרחבית גבוהה יותר באמצעות שיטות אחרות כגון ניווט עצבי, אולם שיטות אלה אינן מופעלות ללא חסרונות הכוללים נשירה של משתתפים, הרחקת משתתפים, משך זמן ניסוי מוגבר, אימון וסינון נוספים, הוצאות נוספות ולעתים קרובות ביקורים מרובים באתר עבור המשתתפים. לכן, השיטות המוצגות כאן מציעות אלטרנטיבה מצוינת לניווט עצבי בנסיבות רבות.
Protocol
Representative Results
Discussion
הפרוטוקול (והווריאציות של) המתואר כאן שימשו ביותר מ -50 מחקרים באוניברסיטת מונטקלייר. ניתן ליצור את המערך כולו בפחות מ-15,000 דולר (ארה”ב). יתר על כן, מצאנו שהקואורדינטות שלנו תואמות היטב את המבנים המוחיים הבסיסיים באמצעות הליכים פידוקיאליים.
וריאציות של שיטה זו משמשים לעתים קרו?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LSAMP (ברית לואיס סטוקס להשתתפות מיעוטים), וורנר וקרן קרופורד, קרן קסלר מודים כולם על תמיכתם.
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
- Academic Research and Development. Science and Engineering Indicators 2020. National Science Board, National Science Foundation Available from: https://incses.nsf.gov/pubs/nsb20202 (2020)
- . Rutgers School of Graduate Education. Overview of R1 Serving Hispanic Institutions Available from: https://cmsi.gse.rutgers.edu/sites/default/files/HSI_Report_R2_0.pdf (2022)
- Maeda, F., Keenan, J. P., Pascual-Leone, A. Interhemispheric asymmetry of motor cortical excitability in major depression as measured by transcranial magnetic stimulation. The British Journal of Psychiatry. 177 (2), 169-173 (2000).
- Maeda, F., Keenan, J. P., Tormos, J. M., Topka, H., Pascual-Leone, A. Modulation of corticospinal excitability by repetitive transcranial magnetic stimulation. Clinical Neurophysiology. 111 (5), 800-805 (2000).
- Pascual-Leone, A., Bartres-Faz, D., Keenan, J. P. Transcranial magnetic stimulation: studying the brain-behaviour relationship by induction of ‘virtual lesions. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 354 (1387), 1229-1238 (1999).
- Amati, F., Oh, H., Kwan, V. S., Jordan, K., Keenan, J. P. Overclaiming and the medial prefrontal cortex: A transcranial magnetic stimulation study. Cognitive Neuroscience. 1 (4), 268-276 (2010).
- Tang, H., et al. Stimulating the right temporoparietal junction with tDCS decreases deception in moral hypocrisy and unfairness. Frontiers in Psychology. 8, 2033 (2017).
- Kelly, K. J., et al. The effect of deception on motor cortex excitability. Social Neuroscience. 4 (6), 570-574 (2009).
- Farrow, T. F., Burgess, J., Wilkinson, I. D., Hunter, M. D. Neural correlates of self-deception and impression-management. Neuropsychologia. 67, 159-174 (2015).
- Uddin, L. Q., Iacoboni, M., Lange, C., Keenan, J. P. The self and social cognition: the role of cortical midline structures and mirror neurons. Trends in Cognitive Sciences. 11 (4), 153-157 (2007).
- Luber, B., Lou, H. C., Keenan, J. P., Lisanby, S. H. Self-enhancement processing in the default network: a single-pulse TMS study. Experimental Brain Research. 223 (2), 177-187 (2012).
- Barrios, V., et al. Elucidating the neural correlates of egoistic and moralistic self-enhancement. Consciousness and Cognition. 17 (2), 451-456 (2008).
- Kwan, V. S., et al. Assessing the neural correlates of self-enhancement bias: a transcranial magnetic stimulation study. Experimental Brain Research. 182 (3), 379-385 (2007).
- Taylor-Lillquist, B., et al. Preliminary evidence of the role of medial prefrontal cortex in self-enhancement: a transcranial magnetic stimulation study. Brain Sciences. 10 (8), 535 (2020).
- Bikson, M., et al. Guidelines for TMS/tES clinical services and research through the COVID-19 pandemic. Brain Stimulation. 13 (4), 1124-1149 (2020).
- Lerner, A. J., Wassermann, E. M., Tamir, D. I. Seizures from transcranial magnetic stimulation 2012-2016: Results of a survey of active laboratories and clinics. Clinical Neurophysiology. 130 (8), 1409-1416 (2019).
- Pascual-Leone, A., et al. Safety of rapid-rate transcranial magnetic stimulation in normal volunteers. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 89 (2), 120-130 (1993).
- Rossi, S., et al. Safety and recommendations for TMS use in healthy subjects and patient populations, with updates on training, ethical and regulatory issues: Expert Guidelines. Clinical Neurophysiology. 132 (1), 269-306 (2021).
- Wassermann, E. M. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the international workshop on the safety of repetitive transcranial magnetic stimulation. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 108 (1), 1-16 (1998).
