Čtyřtýdenní, randomizovaná, placebo stimulací kontrolovaná, zaslepená, paralelně uspořádaná studie hodnotící účinnost repetetivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS) navigované dle magnetické rezonance (MR) s rozdílným místem aplikace v léčbě depresivní epizody u pacientů s bipolární poruchou, následovaná čtyřtýdenním otevřeným sledováním. 60 pacientů bude randomizováno do 3 skupin, 1) aktivní 10Hz rTMS nad levým dorzolaterálním prefrontálním kortexem, 2) aktivní 10Hz rTMS nad pravým ventrolaterálním prefrontálním kortexem, 3) placebo rTMS. Místo aplikace bude určeno dle T1 váženého MR obrazu. Pacienti budou pokračovat v užívání stabilizátorů nálady. Primárním výsledkem bude změna v stupnici MADRS během aktivní části studie mezi skupinami, vedlejšími výsledky podíl odpovědí dle MADRS, změna v sebehodnotících stupnicích pro depresi a podíl trvajících odpovědí v otevřené části studie. EEG před a po aktivní části studie bude analyzováno metodou elektromagnetické tomografie s nízkým rozlišením (LORETA) k nalezení změn v elektrické aktivitě mozku související s odpovědí na rTMS. ...; Four-week, randomized, sham-controlled, double-blind, parallel study to evaluate the efficacy of high-frequency MRI-guided repetetive transcranial magnetic stimulation (rTMS) targeted to two different brain areas in bipolar I depression with the consequent four-week open-label extension will be carried out. Sixty patients will be randomized to the three groups: 1) active rTMS over the left dorsolateral prefrontal cortex, 2) active rTMS over the right ventrolateral prefrontal cortex, 3) sham rTMS. Site of application will be navigated by T1-weighted MRI images. Patients will continue on stable dose of mood stabilizers during the study. Primary outcome is the change in MADRS scale among groups, secondary are the rate of MADRS responders, change in self-evaluation scales for depression, and the rate of sustained response over the follow-up. EEG before and after study will be analyzed by low-resolution electromagnetic tomography (LOTERA) to find out the change in brain electric activity related to response to rTMS.

• MeSH
• Bipolar Disorder therapy   MeSH
• Depression therapy   MeSH
• Double-Blind Method MeSH
• Humans MeSH
• Magnetoencephalography methods   MeSH
• Transcranial Magnetic Stimulation methods   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Randomized Controlled Trial MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• radiologie, nukleární medicína a zobrazovací metody
• neurologie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

The goal of every human being on our planet is to improve the living conditions not only of his life, but also of all humanity. Digitization, dynamic development of technological equipment, unique software solutions and the transfer of human capabilities into the form of data enable the gradual achievement of this goal. The human brain is the source of all activities (physical, mental, decision-making, etc.) that a person performs. Therefore, the main goal of research is its functioning and the possibility to at least partially replace this functioning by external devices connected to a computer. The Brain-Computer Interface (BCI) is a term which represents a tool for performing external activities through sensed signals from the brain. This document describes various techniques that can be used to collect the neural signals. The measurement can be invasive or non-invasive. Electroencephalography (EEG) is the most studied non-invasive method and is therefore described in more detail in the presented paper. Once the signals from the brain are scanned, they need to be analysed in order to interpret them as computer commands. The presented methods of EEG signal analysis have advantages and disadvantages, either temporal or spatial. The use of the inverse EEG problem can be considered as a new trend to solve non-invasive high-resolution BCI.

• MeSH
• Spectroscopy, Near-Infrared methods   MeSH
• Diagnostic Techniques, Neurological MeSH
• Electroencephalography methods   instrumentation   MeSH
• Electrooculography methods   MeSH
• Humans MeSH
• Magnetic Resonance Imaging methods   MeSH
• Magnetoencephalography methods   MeSH
• Neuroimaging MeSH
• Positron-Emission Tomography MeSH
• Brain-Computer Interfaces * MeSH
• Evoked Potentials, Visual MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH

This manuscript is the second part of a two-part description of the current status of understanding of the network function of the brain in health and disease. We start with the concept that brain function can be understood only by understanding its networks, how and why information flows in the brain. The first manuscript dealt with methods for network analysis, and the current manuscript focuses on the use of these methods to understand a wide variety of neurological and psychiatric disorders. Disorders considered are neurodegenerative disorders, such as Alzheimer disease and amyotrophic lateral sclerosis, stroke, movement disorders, including essential tremor, Parkinson disease, dystonia and apraxia, epilepsy, psychiatric disorders such as schizophrenia, and phantom limb pain. This state-of-the-art review makes clear the value of networks and brain models for understanding symptoms and signs of disease and can serve as a foundation for further work.

• MeSH
• Mental Disorders diagnosis   MeSH
• Electroencephalography methods   MeSH
• Connectome * MeSH
• Humans MeSH
• Magnetic Resonance Imaging methods   MeSH
• Magnetoencephalography methods   MeSH
• Brain diagnostic imaging   physiology   physiopathology   MeSH
• Brain Diseases diagnosis   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Review MeSH
• Research Support, N.I.H., Intramural MeSH

Hlavním cílem projektu je zdokonalení diagnostiky a rozšíření možností léčby orofaciální bolesti (OB) pomocí transkraniální stimulace (TS). V rámci projektu bude vyhodnoceno unikátní použití objektivního bezkontaktního neinvazivního termovizního zobrazení postižení oblasti při diagnostice OB a sledování dynamiky léčebné odpovědi. Odhad distribuce elektrické proudové hustoty bude provedeno na základě 3D numerické simulace s cílem optimalizovat parametry stimulace. Porovnáním tří druhů TS a “sham” stimulace bude zvolena nejúčinnější stimulační metoda terapie OB. Výsledky projektu budou zlepšovat kvalitu života a snižovat zdravotní zátěž pacientů s farmako-rezistentní orofaciální bolestí.; The main objective of the project is to improve the diagnosis and options of orofacial pain (OB) treatment using transcranial stimulation (TS). Within the project the unique objective non-invasive non-contact thermal imaging of the affected area in the diagnosis and monitoring of OB dynamics response will be evaluated. Estimated distribution of electric current density will be based on 3D numerical simulation to optimize the stimulation parameters. Comparing the three types of TS and "sham" stimulations will result in selection of the most effective method of stimulation OB therapy. Results of the project will improve the quality of life and reduce the health burden of patients with pharmaco-resistant orofacial pain.

• MeSH
• Electricity MeSH
• Electroencephalography MeSH
• Electromagnetic Fields MeSH
• Magnetoencephalography MeSH
• Pain Management MeSH
• Facial Pain diagnosis   therapy   MeSH
• Transcranial Direct Current Stimulation MeSH
• Thermography MeSH
• Transcranial Magnetic Stimulation MeSH
• Imaging, Three-Dimensional MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• neurologie
• otorinolaryngologie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

BACKGROUND: Although they form a unitary phenomenon, the relationship between extracranial M/EEG and transmembrane ion flows is understood only as a general principle rather than as a well-articulated and quantified causal chain. METHOD: We present an integrated multiscale model, consisting of a neural simulation of thalamus and cortex during stage N2 sleep and a biophysical model projecting cortical current densities to M/EEG fields. Sleep spindles were generated through the interactions of local and distant network connections and intrinsic currents within thalamocortical circuits. 32,652 cortical neurons were mapped onto the cortical surface reconstructed from subjects' MRI, interconnected based on geodesic distances, and scaled-up to current dipole densities based on laminar recordings in humans. MRIs were used to generate a quasi-static electromagnetic model enabling simulated cortical activity to be projected to the M/EEG sensors. RESULTS: The simulated M/EEG spindles were similar in amplitude and topography to empirical examples in the same subjects. Simulated spindles with more core-dominant activity were more MEG weighted. COMPARISON WITH EXISTING METHODS: Previous models lacked either spindle-generating thalamic neural dynamics or whole head biophysical modeling; the framework presented here is the first to simultaneously capture these disparate scales. CONCLUSIONS: This multiscale model provides a platform for the principled quantitative integration of existing information relevant to the generation of sleep spindles, and allows the implications of future findings to be explored. It provides a proof of principle for a methodological framework allowing large-scale integrative brain oscillations to be understood in terms of their underlying channels and synapses.

• MeSH
• Models, Biological * MeSH
• Adult MeSH
• Electroencephalography * MeSH
• Ion Channels MeSH
• Humans MeSH
• Magnetic Resonance Imaging MeSH
• Magnetoencephalography * MeSH
• Adolescent MeSH
• Young Adult MeSH
• Cerebral Cortex * MeSH
• Nerve Net MeSH
• Computer Simulation MeSH
• Sleep Stages * MeSH
• Thalamus * MeSH
• Check Tag
• Adult MeSH
• Humans MeSH
• Adolescent MeSH
• Young Adult MeSH
• Male MeSH
• Female MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Research Support, N.I.H., Extramural MeSH
• Research Support, U.S. Gov't, Non-P.H.S. MeSH

Tato pilotní studie se zabývá výskytem alfa aktivity a jejích intracerebrálních zdrojů v sLORETA zobrazení v průběhu čínského zdravotního cvičení. Studie se zúčastnilo 5 probandů (3 muži, 2 ženy ve věku 27-52 let), kteří prováděli jednoduché, opakované, symetrické pohyby horními končetinami v trvání 10 minut při otevřených a 10 min. při zavřených očích. EEG bylo registrováno pomocí telemetrického 32kanálového Nicolet EEG Wireless Amplifier (Natus Neurology Inc.) z 19 elektrod, před cvičením, v průběhu cvičení s otevřenýma očima, při cvičení se zavřenýma očima a po ukončení cvičení. Získaný signál byl následně zpracován sLORETA programem a byla vyhodnocena statisticky významná diference intracerebrální mozkové aktivity pro pásmo alfa-1 a alfa-2. Výsledky ukazují, že alfa aktivita se objevuje nejen v relaxovaném stavu při zavřených očích, ale také v průběhu pomalých pohybů ve stoji. Alfa aktivitu jsme nalezli u 4 z 5 probandů v průběhu cvičení se zavřenýma očima a u 3 probandů z 5 při cvičení s otevřenýma očima. V průběhu cvičení se zavřenýma očima se objevuje zdroj alfa-1 aktivity v primárních a sekundárních zrakových centrech, podobně jako v klidovém EEG před a po cvičení. Závěry této pilotní studie naznačují, že v průběhu soustředěného cvičení se zavřenýma očima mohou pomalé, repetitivní pohyby generovat alfa aktivitu, a tím navozovat stav určité mozkové relaxace, která je významná pro optimální mozkovou činnost. Současně představujeme jednu z možných metodik vyhodnocení intracerebrálních zdrojů mozkové aktivity v průběhu pohybové činnosti, která může být aplikována pro výzkumné účely u většiny pohybových aktivit.

The study examines the occurrence of alpha activity and their intracerebral sources in sLORETA imaging during Chinese health exercise. The experiment was conducted with five participants (three male and two females aged 27-52) who carried out simple, repetitive, symmetrical movements with their upper limbs. The duration of the exercise was 10 minutes with open eyes and 10 minutes with closed eyes. The 19-channel EEG was recorded from the scalp using the telemetric Nicolet Wireless Amplifier (Natus Neurology Inc.) by 19 electrodes before, during the exercise with open and close eyes, and after the exercise. Obtained signal was later on processed by sLORETA program and statistically important difference in intracerebral brain activity for alfa-1 and alfa-2 zone was registered. The data were then evaluated in the sLORETA software including statistical processing with the t-test. The results show that alpha activity is present not only in relaxed states with closed eyes but as well during slow motions in standing positions. Alpha activity has occurred in four out of five subjects during the exercise with closed eyes, and in three out of five subjects during the exercise with open eyes. During the exercise with closed eyes, alpha activity has been registered in primary and secondary visual centers, similar to initial and final resting EEG recording. Conclusions of this pilot study signify that during concentric exercise with closed eyes can slow, repetitive movements generate Alfa activity and by that evoke state of brain relaxation alpha is important for optimal brain functioning. Simultaneously it brings one of possible methods of evaluating intracerebral brain activity sources during physical action which can be applied for research purposes during nearly all physical activities.

• MeSH
• Alpha Rhythm * MeSH
• Adult MeSH
• Electroencephalography methods   utilization   MeSH
• Middle Aged MeSH
• Humans MeSH
• Magnetoencephalography methods   utilization   MeSH
• Pilot Projects MeSH
• Qigong * MeSH
• Research MeSH
• Check Tag
• Adult MeSH
• Middle Aged MeSH
• Humans MeSH
• Male MeSH
• Female MeSH
• Publication type
• Research Support, Non-U.S. Gov't MeSH

Studie je založena na prospektivním sledování dětí a adolescentů v riziku rozvoje bipolární afektivní poruchy (potomků rodičů s bipolární afektivní poruchou). Cílem je zachytit výskyt a vývoj psychopatologie od prvních symptomů a identifikovat ranné markery bipolární afektivní poruchy. Kontrolami budou věkem, pohlavím a stupněm vzdělání párovaní potomci zdravých rodičů. Do projektu bude zařazeno 70 rizikových potomků a 70 kontrolních subjektů ve věku 7 až 18 let. Psychiatrická symptomatika bude hodnocena semistrukturovaným interview, které bude opakováno s odstupem 1roku a průběžně sledována screeningovými dotazníky po 3 měsísích, stejně jako kvalita života. Spánek bude vyšetřován aktigraficky po dobu 7 dní vždy po 3 měsících. Neuropsychologické vyšetření a vyšetření emočních komponent ERP proběhne při vstupu do studie a po 2 letech. Sledován bude meziskupinový rozdíl ve výskytu a vývoji psychopatologie a kandidátních markerů preklinických stádií bipolární afektivní poruchy.; Prospective observation of subjects at risk of developing bipolar disorder (the offspring of bipolar parents) The objective is to catch first psychopathology and stalk its development with purpose to identify clinical, neuropsychological and electrophysiological markers. Results will be compared with age, gender and level of education matched offspring of parents without psychiatric illness Total sample will consist of 70 high-risk offspring and 70 controls aged 7-18 years. Semistructured interview, will be repeated annually, while screening psychiatric symptoms and QoL questionaires will be administered every 3 month. Sleep will be monitored for 7 days every 3 month using actigraph. Cognitive functions and emotional components in event related potential will be axamined in the entrance and after two years. We will assess the between-group difference in the symptom presence and course, the occurence of new mental illness, in cognitive functions test outcome and ERP components of emotion processing.

• MeSH
• Bipolar Disorder diagnosis   genetics   MeSH
• Early Diagnosis MeSH
• Child MeSH
• Electroencephalography MeSH
• Endophenotypes MeSH
• Genetic Predisposition to Disease MeSH
• Risk Assessment MeSH
• Event-Related Potentials, P300 MeSH
• Magnetoencephalography MeSH
• Adolescent MeSH
• Neurophysiological Monitoring MeSH
• Neuropsychological Tests MeSH
• Psychiatric Status Rating Scales MeSH
• Retrospective Studies MeSH
• Parents MeSH
• Check Tag
• Child MeSH
• Adolescent MeSH

• Conspectus
• Psychiatrie
• NML Fields
• psychiatrie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

Cílem animální části navrhovaného projektu je za použití chronického mírného stresu a olfaktorické bulbektomie (model deprese) zjistit, zda aktivace (ketamin) nebo inhibice (rapamycin) mTOR signální dráhy má antidepresivní vlastnosti. Výsledky pak porovnat s SSRI. Cílem humánní/klinické části projektu je odpověď na otázku, že zda se skupina respondérů na ketamin liší od non-respondérů a) v aktivaci mTOR, b) ve anatomických a funkčních parametrech mozku (před infuzí), c) v morfologických a funkčně morfologických změnách indukovaných ketaminem (hodnocení 2 týdny po infúzi). V rámci projektu budou data publikována v recenzovaných časopisech s impakt faktorem. Měření aktivace mTOR u depresivních pacientů by mohl být prediktorem na účinnost ketaminu.; The aim of animal part of this project is to determine whether activation (ketamine) or inhibition (rapamycin) of mTOR signaling pathway have antidepressant properties, using chronic mild stress and olfactory bulbectomy as models of depression. The results will be compared to SSRI antidepressants (citalopram, sertraline).The aim of clinical part of this project is to answer the question whether the group of ketamine responders differs from ketamine non-responders a) in the activation of mTOR, b) in the anatomical and functional parameters of the brain (before infusion), c) in the morphological and functional changes induced by ketamine (evaluation 2 weeks after infusion). Obtained results will be published in peer-review journals with impact factor. The evaluation of the mTOR pathway in patients with depression could be predictor of the effectiveness of ketamine infusion.

• MeSH
• Behavioral Symptoms MeSH
• Olfactory Bulb surgery   MeSH
• Depressive Disorder drug therapy   MeSH
• Electroencephalography MeSH
• Phenotype MeSH
• Serotonin and Noradrenaline Reuptake Inhibitors MeSH
• Ketamine agonists   pharmacokinetics   MeSH
• Rats MeSH
• Humans MeSH
• Magnetic Resonance Imaging MeSH
• Magnetoencephalography MeSH
• Brain-Derived Neurotrophic Factor analysis   MeSH
• Olfactory Nerve Diseases MeSH
• TOR Serine-Threonine Kinases antagonists & inhibitors   pharmacokinetics   MeSH
• Anxiety MeSH
• Dose-Response Relationship, Drug MeSH
• Check Tag
• Rats MeSH
• Humans MeSH

• Conspectus
• Psychiatrie
• NML Fields
• psychiatrie
• neurologie
• biochemie
• farmacie a farmakologie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

Projekt si klade za cíl identifikovat elektrofyziologické koreláty autobiograficky indukovaného negativního emočního stavu a jejich souvislost s centrální serotoninovou aktivitou u pacientů s depresí, bipolární afektivní poruchou a zdravé populace. Objasnění neuronálních procesů spojených s autobiografickou indukcí emočně neutrálního a emočně negativního stavu (smutek) bude realizováno pomocí metod kvantitativní elektroencefalografie (spektrální frekvenční analýza, EEG kordance, low-resolution brain electromagnetic tomography). Projekt svým řešením přispěje v oblasti basálního výzkumu k objasnění neurobiologického substrátu emočních procesů a jejich změn u afektivních poruch a v oblasti aplikovaného výzkumu, medicínsko-právní a socioekonomické ke zlepšení a urychlení diagnostiky afektivních poruch a k optimalizaci terapeutické strategie spočívající ve výběru nejvhodnějšího léčebného postupu a časném stanovení predikce odpovědi na léčbu.; The project aims to identify the electrophysiological correlates of negative emotional state, induced by autobiographic script, and their interrelationship with central serotoninergic activity in patients with depression, bipolar affective disorders and healthy subjects. The elucidation of neuronal processes associated with autobiographic induction of emotionally neutral and emotionally negative state (sadness) will be provided using the methods of quantitative electroencephalograhy (spectral frequency analysis, EEG cordance, low-resolution brain electromagnetic tomography). The expected outcomes of the project will significantly contribute to the clarification of neurobiological substrate underlying emotional processes and its changes in affective disorders and to the improvement and acceleration of mood disorders diagnosis with subsequent optimization of therapeutic strategies through the selection of appropriate treatment and early prediction of treatment response.

• MeSH
• Affective Disorders, Psychotic diagnosis   MeSH
• Bipolar Disorder diagnosis   MeSH
• Depression diagnosis   MeSH
• Electroencephalography methods   utilization   MeSH
• Emotions MeSH
• Precision Medicine MeSH
• Magnetoencephalography MeSH
• Disease Management MeSH
• Serotonin analysis   MeSH
• Evoked Potentials, Auditory, Brain Stem MeSH
• Spectrum Analysis MeSH
• Theta Rhythm MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• neurologie
• psychiatrie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

The primary goal of this work was to distinguish between soil pollution from long-range and local transport of atmospheric pollutants using soil magnetometry supported by geochemical analyses. The study area was located in the Izery region of Poland (within the "Black Triangle" region, which is the nickname for one of Europe's most polluted areas, where Germany, Poland and the Czech Republic meet). One site of the study area was situated in the Forest Glade and was exposed to anthropogenic pollution from a former glasswork. The second site of the study area was located on a neighboring hill (Granicznik) of which the western, northwestern and southwestern parts of the slope were exposed to the long-range transport of atmospheric pollutants from the Czech Republic, Germany and Poland. Magnetic susceptibility was measured on the soil surface and in the soil samples using a MS2 Bartington meter equipped with MS2D and MS2C sensors, respectively. Using soil magnetometry, it was possible to discriminate between long-range transport of atmospheric pollutants and anthropogenic pollution related to the former glasswork located in the Forest Glade. Additionally, using MS2C measurements and geochemical analyses of sixteen trace elements, it was possible to discriminate between natural and anthropogenic origins of a soil magnetic susceptibility signal. Our results indicate that the Forest Glade site is characterized by relatively significant anthropogenic translocation of topsoil horizons, presence of artefacts, more hot spots, very high spatial variability, and higher nugget effect than on the Granicznik Hill.

• MeSH
• Soil Pollutants analysis   MeSH
• Air Pollutants analysis   MeSH
• Magnetometry * MeSH
• Environmental Monitoring methods   statistics & numerical data   MeSH
• Soil chemistry   MeSH
• Trace Elements analysis   MeSH
• Publication type
• Journal Article MeSH
• Geographicals
• Czech Republic MeSH
• Germany MeSH
• Poland MeSH