تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای مغز (TMS)

تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای مغز (TMS)



تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای مغز (TMS)



استفاده از روش های تحریک غیر تهاجمی مغز، ما را قادر به مطالعه عملکرد مغز با تحریک مغز بصورت غیرتهاجمی و بدون احساس درد می سازد. با استفاده از این فناوری ها، نه تنها می توان عملکرد نواحی قشری مغز را دستکاری نمود بلکه می توان از طریق اتصالات عملکردی و ساختاری نواحی عمقی مغز با نواحی سطحی، این نواحی عمقی را نیز تحت تاثیر قرار داد. دو روش مشهور و متداول در تحریک غیر تهاجمی مغز، تحریک مغناطیسی (TMS) و الکتریکی (tES) می باشند.



تحریک مغناطیسی فرا جمجمه ای چیست؟

پس از آنکه فارادی در سال 1831، به اثر القای میدان مغناطیسی پی برد، حدود سی سال بعد، آرسنوال به بروز خطای حسی در اثر میدان مغناطیسی پی برد. تحریک مغناطیسی مغز برای نخستین بار بصورت موفقیت آمیز در سال 1985 توسط آقای آنتونی بارکر، رضا جالینوس و همکاران در بیمارستانی در شهر شفیلد انگلستان استفاده شد. پس از آن در بسیاری از کاربردهای تحقیقاتی و بالینی (درمانی و تشخیصی) از این فناوری استفاده شده است. این دستگاه بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی عمل می کند، در واقع عبور یک جریان الکتریکی بزرگ از سیم پیچ در یک زمان بسیار کوتاه، سبب القای جریان الکتریکی کوچکی روی سطح قشر مغز می شود.

میدان مغناطیسی ناشی از TMS می تواند از ساختارهای با مقاومت بالا مانند استخوان، چربی و پوست بدون گرمایش جسم عبور کند. همچنین قادر است یک میدان الکتریکی تولید کند که نورون ها را در بافت زیرین، قطبش زدایی (depolarization) نماید. که منجر به دریافت پاسخ های حرکتی، تغییر در متابولیسم و جریان خون، اختلال در تکلم و بینایی، تغییر خلق و ... می شود.

پالس های تحریک مغناطیسی به صورت تک، جفتی و یا قطاری از پالس ها (که می توانند به صورت ساده و یا الگودار باشند) اعمال می شوند و هر یک از این انواع، کاربرد خاص خود را دارد. تحریک مغناطیسی تک پالس برای تهیه ی نگاشتی از قشر مغز، بررسی ارتباطات زمانی و علّی بین رفتار و مغز، مطالعه ی زمان هدایت پیام های حرکتی در سیستم عصبی مرکزی و غیره بکار می رود. پالس های جفت برای مطالعه ی مهار و تسهیل بخش های مختلف قشر مغز در یک نیمکره یا بین دو نیمکره ی مغز، و تعاملات بین دو ناحیه از قشر مغز استفاده می شوند. پالس های مغناطیسی همچنین می توانند به صورت جفت با پالس های الکتریکی مورد استفاده قرار گیرند. قطار پالس می تواند با توجه به فرکانس و الگوی آن تاثیرات جالبی مانند تاثیرات تحریکی یا مهاری با ماندگاری کوتاه مدت روی مغز تولید نماید. این پروتکل در مطالعات نقشه برداری مغز برای بررسی علیت بین مغز و رفتار بکار می رود.


TMS با رزولوشن مکانی (در حد چند میلی متر) و رزولوشن زمانی (در حد چند ده میلی ثانیه) خوب، قابلیت ردیابی مکان و زمان فعالیت های مغزی را دارد. همچنین روش تحریک مغناطیسی مغز تایید اداره غذا و داروی امریکا (FDA) را برای درمان افسردگی عمده، میگرن و نیز استفاده در نگاشت زبان و حرکت پیش از جراحی را دارد.


از TMS می توان در سه حوزه زیر استفاده نمود:


تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای مغز (TMS)

در بخش TMS مرکز ملی نقشه برداری مغز، از تجهیزات موجود، تنها در راستای طرح های پژوهشی استفاده می شود و درمان و بازتوانی بیماران، جزء برنامه های مرکز نمی باشد.



بخش NIBS آزمایشگاه ملّی نقشه برداری مغز از معدود مراکزی در جهان است که تجهیزات مورد نیاز برای اعمال تحریک مغناطیسی فرا جمجمه ای مغز و تصویربرداری کارکردی تشدید مغناطیسی بصورت همزمان در یک آزمایش را دارد.

همچنین با توجه به مجهز بودن این بخش به سیستم frameless stereotaxy، محققین در آزمایشگاه ملّی نقشه­ برداری مغز می­توانند از تصاویر ساختاری/ عملکردی برای تعیین نواحی هدف تحریک در روش تحریک مغناطیسی و الکتریکی با دقت بالا استفاده نمایند. این سیستم محققین را قادر می­سازد تا نقشه کارکردی دقیقی از نواحی قشر مغز هر بیمار به صورت جداگانه بدست آورند.

مانند هر نوع مطالعه­ ی دیگری، در مطالعات TMS نیز وجود بازوی پلاسبو بسیار مهم است. بخش NIBS آزمایشگاه ملّی نقشه برداری مغز، مجهز به کویل پلاسیبو برای انجام مطالعات دوسرکور می‌باشد.


مطالعات قابل انجام در بخش تحریک مغزی:

  • ارزیابی ارتباطات علی مغز، رفتار و روند زمانی آنها با تفکیک پذیری زمانی (در حد چند ده میلی ثانیه) و مکانی (در حد چند میلی متر) خوب
  • تحریک مغناطیسی هدایت شده
  • امکان اجرای مطالعات دو سر کور و تنظیم پروتکل ها توسط پژوهشگر
  • انجام آزمایشات fMRI/TMS همزمان
  • انجام TMS/EEG به صورت همزمان

لیست خدمات

  • ثبت EMG
  • اجرای پروتکل های rTMS برای انسان و حیوانات کوچک
  • تعیین دقیق نقاط هدف تحریک مغناطیسی با استفاده از تصاویر MRI فرد یا با استفاده از اطلس MNI
  • ثبت نقاط دقیق تحریک، زمان و شدت پالس های اعمالی
  • ثبت EEG در طول جلسه اعمال تحریک مغناطیسی
  • انجام Functional MRI همزمان با اعمال تحریک مغناطیسی
  • اجرای Task مناسب آزمایش
  • نقشه برداری نواحی حرکتی و کلامی مغز


تجهیزات اصلی موجود در بخش تحریک مغناطیسی فرا جمجمه ای آزمایشگاه ملّی نقشه برداری مغز عبارتند از:

  1. MagPro X100 incl. MagOption
  2. Coils:
  3. TMS Sham Noise Generator
  4. MagProbe (DIN connector)
  5. TMS Navigator from localite (MR-based and MR-less)
  6. MEP Option
  7. TMS-fMRI System Solution

سایر تجهیزات

MagPro X100 incl. MagOption


Specifications / Main Items:

  • MEP Option
  • Coil C-100
  • Coil D-B80
  • Coil MRi-B91
  • Coil MCF-B65
  • Coil MC-B65-HO-2
  • Coil Cool-B65 A/P
  • Coil Cool-40(rat coil)
  • High-Performance Coil Cooling System
  • TMS Sham Noise Generator
  • Research Software USB-less for MagPro R30/X100


TMS Navigator from Localite (MR-based and MR-less)

Specifications / Main Items:

  • Premium Edition
  • MR-based
  • Import data types for morphologic MRI (DICOM, NIfTI)
  • Coordinate systems – DICOM (LPS, RAS)
  • Marker based preregistration, surface based registration improvement, continuous quality control
  • Skull stripping
  • Talairach definition wizard
  • MR-less
  • Navigation without individual MRI
  • Simple patient registration
  • Flexible planning lists
  • MagVenture stimulator connection package
  • MagVenture Stimulator Info
  • MagVenture Stimulator Control
  • Automatic recognition of coil and selection for calibration and navigation
  • Online integration of MagVenture MEP Monitor


برخی از لینک‌های مفید

در این لینک می توانید توضیحاتی در مورد استفاده ی ترکیبی از فناوریهای تحریک و تصویربرداری مغزی را ببینید.