2010年6月14日
我々は単純な感覚刺激の処理に関わる脳の領域をマップするために脳磁図(MEG)と脳波を脳波(EEG)を使用します。
こんにちは。マサチューセッツ総合病院のマルティノセンターのMarkhamです。こんにちは。同じくマルティノセンターのHan Liuです。本日は、聴覚体性感覚を用いてMECおよびECのデータを収集・分析するためのプロトコルをご紹介します。
そして、これは一次感覚皮質の関心領域(COI)を特定するために刺激されました。当研究室では、この手順を用いて、健康なボランティアと手術候補である側頭葉てんかん(AP epilepsy)患者の両方を研究しています。それでは始めましょう。
まず、MEGシステムのチューニングを確認します。すべてのチャンネルが適切にチューニングされており、平均ノイズレベルがPlanoグラジオメータチャンネルで3 fT/cm未満、マグネトメータチャンネルで3 fT未満であることを確認してください。次に、背景ノイズの推定値を得るため、空室データを5分間収集します。
次に、実験中に被験者に提示する体性感覚、聴覚、および視覚刺激の設定を行います。これは、刺激提示用コンピュータ、シールドルーム外に設置されたプロジェクター、および体性感覚電気刺激装置を用いて行います。被験者の実験準備として、まず被験者が磁性物質を身に着けていないことを確認し、その後シールドルーム内に案内してMEGデータを取得し、磁気アーチファクトの兆候がないことを確認してください。
被験者の体にアーチファクトがないことを確認したら、EEGキャップを被験者の頭に装着し、各電極に導電性ゲルを注入します。キャップの装着と準備が完了したら、EOG電極と参照電極を取り付け、EEGおよびその他のすべての電極のインピーダンスが10 kΩ以下であることを確認してください。次に、頭部位置指標(HPI)コイルを配置します。MEGセンサーアレイでカバーされる領域の下に位置し、かつ互いに十分に離れるように配置してください。
次に、フィデューシャルの指標、HPIコイル、EEG電極、および頭部形状をデジタル化します。この工程は、3Dデジタイザを用いて、MEGシステムが設置されている磁気シールド室の外で行います。最後に、被験者をスキャナー内に案内します。
準備が整いましたので、データの取得を開始しましょう。まず、刺激用コンピュータで体性感覚正中神経刺激の刺激プロトコルを設定します。被験者の左右の手首に刺激電極を取り付け、聴覚刺激の運動閾値を下回るレベルで、徐々に刺激強度を上げます。
被験者の耳にイヤホンを装着し、視覚刺激に適した音量であることを確認します。被験者の前に背面投影スクリーンを設置し、刺激が正しく提示されていることを確認します。これで、生データ表示画面でのデータ収集を開始します。
すべてのチャンネルが適切に機能しており、アーティファクトが含まれていないことを確認します。被験者に刺激を提示し、その後、生のデータをオンライン平均として保存します。データ解析では、解剖学的MRIデータを用いて前方モデルのための組織コンパートメントの形状を決定し、MEEGデータを皮質表面に拘束します。
我々は、電流双極子モデルと皮質制約付き分散最小ノルム解の両方を使用しています。これにより、刺激に反応している脳領域を特定します。これまで、視覚、聴覚、およびその他の感覚刺激に反応してEEGおよびMEGデータを収集し、分析する方法について説明してきました。
これらのデータを分析して一次感覚皮質を特定する方法について説明しました。以上となります。ご視聴ありがとうございました。皆様の実験の成功をお祈りいたします。
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本研究では、脳磁計(MEG)および脳波計(EEG)を用いて、単純な感覚刺激の処理に関与する脳領域を調査します。本研究の目的は、健康な個人およびてんかん患者における感覚処理に関する理解を深めることです。
MEGとEEGを組み合わせた機能的脳マッピングにより、感覚処理ネットワークの精密な局在化が可能となり、神経精神疾患治療薬の創薬におけるターゲットバリデーションを支援します。このアプローチは、定量的で再現性のある神経学的リードアウトを提供し、初期段階のメカニズム的なリスク低減における予測精度を向上させます。本手法は、基礎神経科学から感覚機能不全の前臨床モデルへのトランスレーショナルな継続性をサポートします。
この手法は、化合物スクリーニングやリード最適化の前に感覚ターゲットの機能的な検証を行うことで、初期の創薬ワークフローに統合されます。