Активность-зависимая ТМС – совмещение пространственной и временной информации

Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2021. Т. 18. № 2. С. 381–392.

Новиков П. А., Назарова М. А., Решетников М. Л., Козлова К. Д., Макарова М. М., Никулин В. В.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) является методом неинвазивного воздействия на мозг человека для его изучения и модуляции в норме и при патологии. Важной проблемой, ограничивающей применение ТМС как в научных, так и в клинических целях, является крайне высокая вариативность ее эффектов. Становится очевидным, что эффекты ТМС – это не только свойство самого протокола стимуляции, но и следствие взаимодействий ТМС с особенностями нейронального фенотипа и с функциональным состоянием, в первую очередь текущей нейрональной активностью. Необходимо создание ТМС подходов, учитывающих текущее нейрональное состояние, так называемых подходов состояние или активность-зависимой ТМС. В работе представлено программное обеспечение (ПО), объединяющее возможности нейронавигации по данным магнитно-резонансной томографии и учета текущей биологической активности при ТМС. Подача стимулов происходит автоматически при выполнении заданного ряда условий, таких как начало движения/сокращение мышцы-мишени, отсутствие преактивации других мышц, правильное расположение магнитного стимулятора относительно головы испытуемого. Новизна разработанного ПО состоит в комбинации пространственной информации о положении магнитного стимулятора («где?») и временной информации о текущей биологической активности («когда?») для принятия решения о моменте запуска ТМС. Задержка запуска стимула была протестирована в эксперименте со стимуляцией по началу сокращения мышцы-мишени, и составила около 20 мс. Планируется дальнейшее развитие ПО для целей ЭЭГ-зависимой ТМС. Создание технического решения для нейронавигируемой активность–зависимой ТМС является важным условием для выхода метода ТМС на новый уровень пространственно-временной специфичности.

Ключевые слова: программное обеспечение, software, latency, латентность, транскраниальная магнитная стимуляция, Transcranial magnetic stimulation, electromyography, neuronavigation, activity-dependent stimulation, нейронавигация, активность-зависимая стимуляция, электромиография

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА: Фундаментальное исследование механизмов деятельности мозга при выполнении когнитивных и нейроэкономических задач в норме и патологии с использованием психофизиологических, нейроанатомических, нейровычислительных и поведенческих подходов (2021)