使用概率模型和生物物理轴突模型定位具有相反电流方向的TMS激活点

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物物理学的生物物理.
• 计算建模计算建模

背景情况:

• 跨磁刺激 (TMS) 引起的运动反应有不同的延迟和值,取决于电流的方向 (后部-前部和前部-后部).
• 在TMS引起的运动反应中观察到这些差异的确切原因仍然不完全理解.

研究的目的:

• 精确量化和比较大脑中后前 (PA) 和前后 (AP) TMS 的激活部位.
• 阐明PA和AP-TMS之间不同运动唤起潜力 (MEP) 特性的神经生理学基础.

主要方法:

• 在PA和AP-TMS期间,记录了9名参与者的五个上肢肌肉的运动唤起潜力 (MEP).
• 确定了11个头皮卷轴位置的活跃电机值.
• 集成测量值数据与基于MRI的单个电场模型,使用概率模型生成激活地点概率分布.

主要成果:

• 无论是PA还是AP-TMS,都主要激活了白质而不是灰质.
• PA-TMS激活局限于前中心环 (白色/灰色物质).
• AP-TMS激活更深,更后部和侧面,可能是在后中心/前中心旋转下方的白质中,可能激活轴突曲并解释更长的MEP延迟.

结论:

• 电场分析,曲谱学和生物物理轴突建模提供了一个可行的计算方法来分析TMS.
• 这些计算工具可能有助于优化TMS协议以实现有针对性的神经激活.
• 建议进行进一步的实验验证,以确认精确的体内激活部位.