Summary

Nevrostyrt Gjentatte Transkranial magnetisk stimulering for Afasi

Published: May 06, 2016
doi:

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

Gjentatte transkranial magnetisk stimulering (rTMS) er mye brukt i flere nevrologiske tilstander, som det har fått anerkjennelse for sine potensielle terapeutiske effekter. Brain oppstemthet er en ikke-invasiv modulert av rTMS, og rTMS til språkområdene har vist sine potensielle effekter på behandling av afasi. I vår protokoll, tar vi sikte på å kunstig indusere virtuelle afasi hos friske personer ved å hemme Brodmann område 44 og 45 bruker neuronavigational TMS (STO) og F3 i Den internasjonale 10-20 EEG system for konvensjonell TMS (CTMer). For å måle graden av afasi, endringer i reaksjonstid til et bilde navngi oppgave før og etter stimulering målt og sammenligner forsinkelse i reaksjonstiden mellom STO og CTMer. Nøyaktigheten av de to TMS-stimuleringsmetoder er sammenlignet med gjennomsnittet av Talairach koordinatene til målet og den aktuelle stimulering. Konsistens av stimulering er demonstrert av den feilområde fra målet. Hensikten med denne study er å demonstrere bruk av STO og beskrive fordeler og begrensninger av STO i forhold til de av CTMer.

Introduction

Gjentatte transkranial magnetisk stimulering (rTMS) aktiverer en ikke-invasiv nevrale kretser i det sentrale og perifere nervesystemet. 1 rTMS modulerer hjernen oppstemthet 2 og har potensielle terapeutiske effekter i flere psykiatriske og nevrologiske tilstander, som for eksempel motor svakhet, afasi, forsømmelse, og smerte . 3 målse for andre enn motor cortex blir vanligvis identifisert ved hjelp av det internasjonale 10-20 EEG system rTMS eller ved å måle avstander fra enkelte eksterne landemerker.

Imidlertid er interindividuelle forskjeller i størrelse, anatomi, og morfologien av hjernebarken ikke tatt hensyn til, slik at optimale mål lokalisering utfordrende. 3 Et annet viktig problem for rTMS anvendelser er det uoverensstemmelse mellom plassering av magnetspolen og kortikal regionen tiltenkt stimulering.

Optisk spores navigasjons nevrokirurgi har exp-koblet IT-applikasjoner til å omfatte kognitiv nevrovitenskap feltet inkludert rTMS for veiledning av magnetpolen. Den neuronavigational system bistår i å identifisere de optimale målet strukturer for rTMS. 4,5 Slike avvik i spolen posisjonering på målområdet oppstår ofte med den konvensjonelle metoden vedta 10-20 EEG-systemet, og dette forventes å bli overvunnet av nevro.

Denne studien protokollen viser en metode for å indusere virtuelle afasi hos friske personer etter neuronavigational rTMS rettet mot Brocas område, ved hjelp av individuelle anatomiske kartlegging. Graden av virtuelle afasi i form av endring i reaksjonstiden for å navngi bilde blir målt og sammenlignet med de fra den konvensjonelle metode stimulering. Den nevrostyrte metoden har høyere nøyaktighet for å levere magnetiske pulser til hjernen, og er således forventet å oppvise større klinisk endring enn den til den konvensjonelle metode. Målet med denne study var å innføre en mer nøyaktig og effektiv metode for stimulering for pasienter med afasi i klinisk sammenheng.

Protocol

Etikk uttalelse: Denne studien ble godkjent av Institutional Review Board av en blindet sykehus. 1. Klar Materials (tabell 1) Bruk TMS utstyr med maksimal effekt på 3,0 Tesla og en strømforsyning på 200-240 Vac 50/60 Hz 5A ved en pulsbredde på 350 usekunder. Acquire hviler motor terskel (RMT) i hvert fag ved elektromyografi (EMG) for å bestemme motoren fremkalt potensial (MEP) ved bruk av TMS-systemet og den aktive elektroden (se trinn 3.1 for detaljer). Sett RMT so…

Representative Results

Kim et al., Viste en mer overlegen effekt av TMS med neuronavigational system veiledning i forhold til den ikke-navigeres konvensjonell metode ved mindre dispersjon av stimulus og mer midt stimulering til høyre M1 område, 8 som vist i figur 9. Ytterligere bevis for å understøtte innlemme den neuronavigational system med TMS er demonstrert av en randomisert crossover eksperiment for å indusere virtuelle afasi hos friske personer ved å målrette B…

Discussion

TMS er mye brukt både i klinisk praksis og grunnleggende forskning. 10 verdifulle terapeutiske effekter tilbys av fysiologisk påvirkning av rTMS, inkludert en hemmende neuromodulatory effekt på kortikal eksitabilitet med lavfrekvente rTMS for behandling av afasi. 11 Forbigående forstyrrelser av nevrale behandling eller virtuelle lesioning indusert av rTMS kan endre adferds ytelsen. 12 imidlertid, den ønskede effekten av rTMS kan fortynnes eller til og med ikke forekomme med spolen f…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne studien ble støttet av en bevilgning (A101901) fra Korea Healthcare Technology R & D Project, Ministry of Health & Welfare, Republikken Korea. Vi takker Dr Ji-Young Lee for å gi teknisk assistanse gjennom hele prosedyren.

Materials

Medtronic MagPro X100 MagVenture 9016E0711
MCF-B65 Butterfly coil MagVenture 9016E042
Brainsight TMS Navigation Rogue Research
KITBSF1003 

References

  1. Barker, A. T., Jalinous, R., Freeston, I. L. Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex. Lancet. 11 (1), 1106-1107 (1985).
  2. Pape, T. L., Rosenow, J., Lewis, G. Transcranial magnetic stimulation: a possible treatment for TBI. J Head Trauma Rehabil. 21 (5), 437-451 (2006).
  3. Ruohonen, J., Karhu, J. Navigated transcranial magnetic stimulation. Neurophysiol Clin. 40 (1), 7-17 (2010).
  4. Dell’Osso, B., et al. Augmentative repetitive navigated transcranial magnetic stimulation (rTMS) in drug-resistant bipolar depression. Bipolar Disord. 11 (1), 76-81 (2009).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).

Play Video

Cite This Article
Kim, W., Hahn, S. J., Kim, W., Paik, N. Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia. J. Vis. Exp. (111), e53345, doi:10.3791/53345 (2016).

View Video