[26/04/03] TMS위주 내용

1. 하위 역치 및 가짜 자극 (Subthreshold & Sham Stimulation)

• 하위 역치(Subthreshold) 자극: 운동 임계값(MT)보다 낮은 강도로 자극을 주는 방식입니다. 실제 자극과 유사한 청각적 소음과 체성 감각을 유발하면서도, 시행별(trial-wise)로 실제 자극과 무작위로 섞어 진행하기 쉽다는 장점이 있습니다.
• 가짜 자극(Sham/Spacer): 코일과 머리 사이에 **플라스틱 스페이서(Solid spacer)**를 배치하는 방식입니다. 이는 소음과 진동은 유지하면서 뇌에 전달되는 자극 강도를 낮추지만, 스페이서를 끼우기 위해 참가자를 재배치해야 하므로 실험 시간이 길어질 수 있습니다.

2. 대조 부위 (Control Site)

• 정의: 연구 타겟이 아닌 다른 뇌 부위(예: Vertex, 반대편 대뇌 반구 등)를 자극하는 방식입니다.
• 목적: 관찰된 효과가 특정 부위나 네트워크에 **공간적으로 특이적(Spatial specificity)**임을 입증하기 위해 사용합니다.
• 주의점: 대조 부위의 자극이 예상치 못한 네트워크 상호작용이나 인지적 영향을 줄 수 있으므로 부위 선정에 주의가 필요합니다.

3. 과제 타이밍 (Task Timing)

• 정의: 인지 과제 수행 중 TMS 자극을 주는 시점(timing)을 미세하게 변화시키는 방식입니다.
• 목적: 특정 시점의 뇌 활동이 과제 수행에 필수적임을 보여주는 시간적 특이성(Temporal specificity) 또는 정신적 시간 측정(Mental chronometry) 연구에 적합합니다.
• 한계: 자극 시점의 변화 자체가 참가자의 기대 심리나 행동에 변화를 줄 수 있다는 점을 고려해야 합니다.

4. 과제 특이성 (Task Specificity / Control Task)

• 정의: 동일한 TMS 자극을 주되, 서로 다른 뇌 네트워크를 사용하는 **대조 과제(Control task)**를 포함하는 방식입니다.
• 방법: 예를 들어, 장면 기억 과제(히포캠퍼스 활성)와 숫자 판단 과제(히포캠퍼스 미활성)를 비교하여 자극 효과가 특정 인지 프로세스에만 나타나는지 확인합니다.
• 이점: 자극 파라미터(강도, 위치, 타이밍)를 완벽하게 동일하게 유지한 상태에서 과제의 종류에 따른 효과 차이만 볼 수 있습니다.

5. 대조 주파수 및 패턴 (Control Frequency / Pattern)

• 정의: 연구 대상인 특정 주파수(예: Theta) 대신 다른 주파수(예: Beta)나 불규칙한 패턴으로 자극을 주는 방식입니다.
• 목적: 뇌의 특정 리듬에 따른 **주파수 특이적 효과(Frequency specificity)**를 검증하기 위해 사용합니다.
• 기술적 고려: 주파수가 달라지면 MRI 슬라이스 획득 시점과 TMS 펄스 간의 간격이 달라져 영상 아티팩트가 발생할 수 있으므로, MRI 시퀀스를 세밀하게 조정해야 합니다

 

플라시보 효과 조절하는 것도 중요하다.

 

Control site >> 현 과제와 관련없는  

 

FigA

Control site : 주로 motor control, 현재 congnitive과제이기에 congnitive와 상관없는 부분을 자극함

• 목적: 관찰된 효과가 특정 부위나 네트워크에 **공간적으로 특이적(Spatial specificity)**임을 입증하기 위함입니다.
• 부위 선정: 관심 부위와는 뚜렷하게 구별되되, 자극 시 발생하는 청각 및 촉각적 감각은 유사한 곳을 선택합니다.
• Motor Control 부위 활용: 소스에 따르면, 인지 연구에서 대조 부위로 **일차 운동 피질(M1)**이나 Vertex(정수리 부위), 또는 관심 네트워크 바깥의 영역을 사용하는 사례들이 실제로 언급됩니다. 예를 들어, dlPFC 자극 효과를 볼 때 M1을 대조 부위로 삼는 식입니다.

2. Cognitive 과제 자체를 대조군으로 삼는 경우 (Fig. 6d)

질문하신 내용 중 "현재 Cognitive 과제이기에"라는 부분은 **Figure 6d (Cognitive task)**의 논리와도 연결됩니다.

• Task Specificity (과제 특이성): 자극 부위와 파라미터는 동일하게 유지하되, 서로 다른 인지 프로세스를 사용하는 과제를 비교하는 방식입니다.
• 예시: Figure 6d에서는 '복잡한 시각 장면 공부하기'와 '수학 계산하기'를 대조 과제로 제시하고 있습니다. 이는 자극의 물리적 효과는 동일하더라도, 뇌의 상태(진행 중인 과제)에 따라 자극 효과가 다르게 나타나는지 확인하기 위함입니다.

 

Again 필기

일직선 점선 : Normalized baseline (MEP = 1)

점선 보다 낮다 : M1 활동량이 적네(Inhibitory action more alot, 주로 cTBs) 

점선 보다 크다 : M1 활동량이 많네( corticospinal Exhibitory action more alot, 주로 iTBs)

조건 :  자극에 따라서 M1활동 유발량 정도를 보는것

자극 부위 : M1 (Primary Motor Cortex (동일)

cTBS 자극 시 Inhibitory가 주로 반응 -> 억제반응

iTBS 자극 시 Exhibitory가 주로 반응  -> 활발하게 반응

 

TMS 실험 후

• evoked performance비교

 

2번째 표

시간 경과에 따라 얼마나 활동이 억제되는지 보는것

특히 cTBS600에서 더 강하고 지속적인 MEP 감소가 나타납니다.

처음에 자극 주고 -> 억제 효과의 크기와 지속 시간이 달라진다는 것을 보여줍니다.

 

TIS를 경두개 초음파 자극(transcranial ultrasound stimulation)과 함께 심부 뇌 영역을 비침습적으로 자극할 수 있는 차세대 기술의 예시로 제시하고 있습니다

 

MEP는 Motor Evoked Potential(= 운동유발전위 )

• 운동계 전체의 흥분성(excitability)
  E&I연관 : E가 
• 피질 흥분성 (corticospinal excitability)
• 운동피질 → 척수 → 근육 경로가
  얼마나 쉽게 활성화되는지

 

Local effect

 - 자극 주는 부위

 

Remote network

 - 한 부위를 자극줬을 때 다른 부위도 반응

 

네트워크 재구성 현상 피함 >> nueral plastic effect를 피할 수 있다.

 

 

TMS후에 시간 지나면 structure 변화가 있음, Plastic change 있음

때렸을 때 바로보고 싶은거

 

chrono : 시간에관한 내용

 

causation(= 인과관계)
즉, A가 B를 만들어낸다는 뜻이야. 단순히 같이 나타나는 게 아니라, A가 원인이 되고 B가 결과가 되는 관계를 말해.

예를 들면:

• 불을 켠다 → 물이 끓는다
• 약을 먹는다 → 열이 내려간다
• 수면 부족이 심하다 → 다음 날 집중력이 떨어진다

이건 그냥 같이 보이는 게 아니라, 앞의 사건이 뒤의 사건에 실제로 영향을 준다는 거야.

여기서 중요한 건 correlation(상관관계) 과의 차이야.
상관관계는 A와 B가 함께 변한다는 뜻이고, 인과관계는 A 때문에 B가 변한다는 뜻이야. 그래서 통계에서 늘 “correlation does not imply causation”, 즉 상관관계가 있다고 해서 인과관계라고 할 수는 없다고 말해.

예:

• 아이스크림 판매량이 늘면 익사 사고도 늘어남
  이 둘은 상관은 있을 수 있어. 그런데
  아이스크림이 익사를 일으키는 건 아니지.
  진짜 원인은 여름/더운 날씨 같은 제3의 변수일 수 있어. 이런 걸 confound(교란변수) 라고 해.

인과관계를 주장하려면 보통 최소한 이런 걸 봐:

1. 원인이 결과보다 먼저 일어나야 함
2. 둘 사이에 관련성이 있어야 함
3. 다른 설명(제3변수, 역인과 등)을 최대한 배제해야 함

예를 들어 네 연구 맥락으로 말하면:

• “특정 brain activity와 행동 점수가 correlated 했다”
  → 이건 상관관계
• “그 brain region을 TMS로 조작했더니 행동이 바뀌었다”
  → 이건 인과관계를 훨씬 더 강하게 주장할 수 있음

즉,

• 상관관계: 같이 움직임
• 인과관계: 하나가 다른 하나를 만들어냄

한 줄로 말하면:
인과관계는 ‘왜 일어났는가’에 대한 이야기이고, 상관관계는 ‘같이 나타났는가’에 대한 이야기야.

 

실험 중에, Planning 안하는 타이밍은 언제일까?

 - task 한 직후

 - task 하는 중.

 

Real time fMRI

• fMRI를 하다가 
• Defined as task.

EEG is powerful to see the sleep stage. 그런이유 TIS융합하기 좋음

 

 

1. bipolar = 양극성 / 두 극을 가진
전극이나 측정 방식에서 많이 써.
예를 들어 bipolar electrode는 두 전극 사이의 전위차를 이용하는 방식이야. EEG/EMG/신경자극에서 두 전극 간 차이를 측정하거나 자극하는 설정을 뜻할 수 있어. 반대말은 보통 monopolar / unipolar야.