パルス波形と電流の向きはネットワークレベルのTMS誘発機能的結合を変更する：TMS-EEGからの証拠

科学分野:

• 神経科学
• 生体医工学
• 信号処理

背景:

• 同時経頭蓋磁気刺激（TMS）中の脳波図（EEG）データの機能的結合解析は、脳ネットワークダイナミクスへの洞察を提供する。
• TMSパラメータのこれらの結合測定への特定の影響はよく理解されておらず、正確なアプリケーションを制限している。

研究 の 目的:

• 運動系内のEEG機能的結合に対するTMSパルス波形と電流の向きの影響を調査すること。
• アルファ帯とベータ帯でこれらの効果を分析すること。

主な方法:

• オープンアクセスリポジトリを使用した32人の健康な参加者からのEEGデータの分析。
• 単相および二相パルス波形と後から前（PA）および前から後（AP）の電流の向きを変化させた左一次運動野（M1）の刺激。
• さまざまな刺激条件下でのTMS誘発機能的結合パターンの検査。

主要な成果:

• アルファ帯の結合は、TMSパラメータに依存しない、感覚運動領域への広範で右側化されたコミュニケーションを示した。
• ベータ帯の結合は、より局所的で条件依存性であった。
• 単相パルスは二相パルスと比較してアルファ帯の結合を増加させ、AP電流が最も変調を引き起こした。
• 特定の二相刺激パターン（PA-AP vs. AP-PA）は、アルファ帯とベータ帯の結合を異なるように変調した。

結論:

• TMSパラメータは、運動系の振動ダイナミクスと機能的結合を有意に変調する。
• TMSフィーチャーの選択は、異なる機能的ネットワークを選択的に活性化でき、TMSアプリケーションのばらつきに寄与する。
• 発見は、適切なTMSパラメータを選択することの重要性を強調し、運動系のコミュニケーションにおける周波数特異的なパターンを確認する。