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Influence of Large-Scale Brain State Dynamics on the Evoked Response to Brain Stimulation.

神经科学 脑刺激 动力学(音乐) 刺激 比例(比率) 大脑活动与冥想 心理学 脑电图 物理 教育学 量子力学
作者
Aisha Kabir,Prabhjot Dhami,María Valverde-Gómez,Yoshihiro Noda,Yoshihiro Noda,Sylvain Moreno,Faranak Farzan
出处
期刊:PubMed
标识
DOI:10.1523/jneurosci.0782-24.2024
摘要

Understanding how spontaneous brain activity influences the response to neurostimulation is crucial for the development of neurotherapeutics and brain-computer interfaces. Localized brain activity is suggested to influence the response to neurostimulation, but whether fast-fluctuating (i.e., tens of milliseconds) large-scale brain dynamics also have any such influence is unknown. By stimulating the prefrontal cortex using combined transcranial magnetic stimulation (TMS) and electroencephalography (EEG), we examined how dynamic global brain state patterns, as defined by microstates, influence the magnitude of the evoked brain response. TMS applied during what resembled the canonical microstate C was found to induce a greater evoked response for up to 80 milliseconds compared to other microstates. This effect was found in a repeated experimental session, was absent during sham stimulation, and was replicated in an independent dataset. Ultimately, ongoing and fast-fluctuating global brain states, as probed by microstates, may be associated with intrinsic fluctuations in connectivity and excitation-inhibition balance and influence the neurostimulation outcome. We suggest that the fast-fluctuating global brain states be considered when developing any related paradigms.
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