ما هو تأثير التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة على الدماغ؟

تقنية جديدة قد تحدث ثورة في علاج الإكتئاب - hi-tech (يونيو 2019).

Anonim

وقد اكتسب باحثون من روهر-جامعة بوخوم رؤى جديدة على مسألة كيف يؤثر التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة (TMS) الترابط الوظيفي من الخلايا العصبية. للتصور ، استخدموا الأصباغ الفلورية التي توفر معلومات عن نشاط الخلايا العصبية عن طريق الضوء. باستخدام هذه التقنية ، أظهروا في نموذج حيواني أن TMS يهيئ التوصيلات العصبية في القشرة البصرية للدماغ لعمليات إعادة التنظيم.

يتم استخدام TMS كعلاج لعدد من أمراض الدماغ مثل الاكتئاب ومرض الزهايمر ومرض انفصام الشخصية ، ولكن كان هناك القليل من الأبحاث حول كيفية عمل TMS بالضبط. يصف فريق الاستاذ المساعد الدكتور ديرك جانكي من مختبر التصوير البصري في بوخوم اكتشافاتها الجديدة في مجلة Proceedings of the National Academy of Science ( PNAS ) .

دراسة الآثار على الخرائط القشرية في القشرة البصرية

وقد حقق الباحثون في كيفية تأثير TMS على تنظيم ما يسمى خرائط التوجه في الجزء المرئي من الدماغ. هذه الخرائط محددة جينيا جزئيا وتشكل جزئيا بالتفاعل مع محيطنا. في القشرة البصرية ، على سبيل المثال ، تستجيب الخلايا العصبية للحواف المتباينة في بعض الاتجاهات ، والتي تشكل عادة حدود الكائنات. الخلايا العصبية التي يفضل أن تستجيب لحواف اتجاه معين يتم تجميعها بشكل وثيق بينما تقع مجموعات من العصبونات ذات تفضيلات توجيهية أخرى بشكل تدريجي بعيدًا ، وتشكل جميعها خريطة منتظمة عبر جميع الاتجاهات.

استخدم الفريق TMS عالي التردد وقارن سلوك العصبونات مع المنبهات البصرية بتوجه زاوي محدد قبل وبعد العملية. النتيجة: بعد التحفيز المغناطيسي استجابت الخلايا العصبية بشكل أكثر تغيرا ، أي أن تفضيلها لتوجه معين كان أقل وضوحا مما كان عليه قبل TMS. "يمكنك القول أنه بعد TMS كانت العصبونات غير مترددة إلى حد ما ، وبالتالي ، من المحتمل أن تكون مفتوحة للمهام الجديدة" ، يشرح ديرك Jancke. "لذلك ، أدركنا أن العلاج يوفر لنا نافذة زمنية لتحريض العمليات البلاستيكية التي يمكن خلالها للخلايا العصبية تغيير تفضيلاتها الوظيفية."

ثم نظر الفريق في تأثير التدريب البصري السلبي بعد علاج TMS. 20 دقيقة من التعرض لصور ذات توجه زاوي محدد أدت إلى تضخم مناطق الدماغ التي تمثل التوجه المدرّب. "وهكذا ، فإن الخريطة في القشرة المخية البصرية أدرجت التحيز في محتوى المعلومات من التحفيز البصري السابق عن طريق تغيير تخطيطه في وقت قصير" ، يقول Jancke. يوضح ديرك جانكي: "مثل هذا الإجراء - وهو تدريب مستهدف للحواس أو الحركة بعد TMS لتعديل نمط اتصال الدماغ - قد يكون منهجًا مفيدًا للتدخلات العلاجية بالإضافة إلى أشكال محددة من التدريب الحسي".

التحفيز المغناطيسي عبر الجمجمة هو إجراء غير مؤذٍّ بدون تدخل جراحي: يتم وضع اللولبي فوق الرأس ويمكن تنشيط منطقة الدماغ المعنية أو تثبيطها بواسطة موجات مغناطيسية. حتى الآن لا يعرف سوى القليل عن تأثير الإجراء على مستوى الشبكة الخلوية ، لأن المجال المغناطيسي القوي في TMS يضخم الإشارات التي يستخدمها الباحثون من أجل مراقبة التأثيرات العصبية لنظام TMS. تتداخل النبضات المغناطيسية بشكل خاص مع تقنيات القياس الكهربائي ، مثل EEG. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الإجراءات الأخرى المستخدمة في المشاركين البشريين ، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي ، تكون بطيئة للغاية أو أن استبانة مكانيتها منخفضة للغاية.

استخدم فريق Dirk Jancke أصباغ الفلورسنت المعتمدة على الفلطية ، والمضمنة في أغشية الخلايا العصبية ، من أجل قياس نشاط الدماغ بعد TMS مع دقة الزمانية المكانية العالية. حالما يتم تعديل نشاط العصبونات ، تغير جزيئات الصبغة كثافة الانبعاث. لذلك توفر الإشارات الضوئية معلومات حول التغييرات الفورية في نشاط مجموعات من العصبونات.