Multi-modal investigation of transcranial ultrasound-induced neuroplasticity of the human motor cortex
Notice bibliographique
Résumé
INTRODUCTION: There is currently a gap in accessibility to neuromodulation tools that can approximate the efficacy and spatial resolution of invasive methods. Low intensity transcranial focused ultrasound stimulation (TUS) is an emerging technology for non-invasive brain stimulation (NIBS) that can penetrate cortical and deep brain structures with more focal stimulation compared to existing NIBS modalities. Theta burst TUS (tbTUS, TUS delivered in a theta burst pattern) is a novel repetitive TUS protocol that can induce durable changes in motor cortex excitability, thereby holding promise as a novel neuromodulation tool with durable effects. OBJECTIVE: The aim of the present study was to elucidate the neurophysiologic effects of tbTUS motor cortical excitability, as well on local and global neural oscillations and network connectivity. METHODS: An 80-s train of active or sham tbTUS was delivered to the left motor cortex in 15 healthy subjects. Motor cortical excitability was investigated through transcranial magnetic stimulation (TMS)-elicited motor-evoked potentials (MEPs), short-interval intracortical inhibition (SICI), and intracortical facilitation (ICF) using paired-pulse TMS. Magnetoencephalography (MEG) recordings during resting state and an index finger abduction-adduction task were used to assess oscillatory brain responses and network connectivity. The correlations between the changes in neural oscillations and motor cortical excitability were also evaluated. RESULTS: tbTUS to the motor cortex results in a sustained increase in MEP amplitude and decreased SICI, but no change in ICF. MEG spectral power analysis revealed TUS-mediated desynchronization in alpha and beta spectral power. Significant changes in alpha power were detected within the supplementary motor cortex (Right > Left) and changes in beta power within bilateral supplementary motor cortices, right basal ganglia and parietal regions. Coherence analysis revealed increased local connectivity in motor areas. MEP and SICI changes correlated with both local and inter-regional coherence. CONCLUSION: The findings from this study provide novel insights into the neurophysiologic basis of TUS-mediated neuroplasticity and point to the involvement of regions within the motor network in mediating this sustained response. Future studies may further characterize the durability of TUS-mediated neuroplasticity and its clinical applications as a neuromodulation strategy for neurological and psychiatric disorders.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».