Non-invasive brain stimulation is a promising approach to study the causal relationship between brain function and behavior. However, it is difficult to interpret behavioral null results as dynamic brain network changes have the potential to prevent stimulation from affecting behavior, ultimately compensating for the stimulation. The present study investigated local and remote changes in brain activity via functional magnetic resonance imaging (fMRI) after offline disruption of the inferior parietal lobule (IPL) or the vertex in human participants via 1Hz repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). Since the IPL acts as a multimodal hub of several networks, we implemented two experimental conditions in order to robustly engage task-positive networks, such as the fronto-parietal control network (on-task condition) and the default mode network (off-task condition). The condition-dependent neural after-effects following rTMS applied to the IPL were dynamic in affecting post-rTMS BOLD activity depending on the exact time-window. More specifically, we found that 1Hz rTMS applied to the right IPL led to a delayed activity increase in both, the stimulated and the contralateral IPL, as well as in other brain regions of a task-positive network. This was markedly more pronounced in the on-task condition suggesting a condition-related delayed upregulation. Thus together, our results revealed a dynamic compensatory reorganization including upregulation and intra-network compensation which may explain mixed findings after low-frequency offline TMS.

中文翻译：

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低频 TMS 导致受刺激和对侧顶下小叶的条件相关动态激活变化

非侵入性脑刺激是研究大脑功能和行为之间因果关系的一种很有前景的方法。然而，很难解释行为无效结果，因为动态大脑网络变化有可能阻止刺激影响行为，最终补偿刺激。本研究通过 1Hz 重复经颅磁刺激 (rTMS) 离线破坏人类参与者的顶叶下小叶 (IPL) 或顶点后，通过功能性磁共振成像 (fMRI) 研究了大脑活动的局部和远程变化。由于 IPL 充当多个网络的多模式枢纽，我们实施了两个实验条件，以便稳健地参与任务积极网络，例如额顶叶控制网络（on-task condition）和默认模式网络（off-task condition）。将 rTMS 应用于 IPL 后的条件依赖性神经后遗症在影响 rTMS 后 BOLD 活动方面是动态的，具体取决于确切的时间窗口。更具体地说，我们发现应用于右侧 IPL 的 1Hz rTMS 导致受刺激和对侧 IPL 以及任务积极网络的其他大脑区域的活动延迟增加。这在任务条件下明显更明显，表明与条件相关的延迟上调。因此，我们的结果共同揭示了动态补偿重组，包括上调和网络内补偿，这可以解释低频离线 TMS 后的混合结果。将 rTMS 应用于 IPL 后的条件依赖性神经后遗症在影响 rTMS 后 BOLD 活动方面是动态的，具体取决于确切的时间窗口。更具体地说，我们发现应用于右侧 IPL 的 1Hz rTMS 导致受刺激和对侧 IPL 以及任务积极网络的其他大脑区域的活动延迟增加。这在任务条件下明显更明显，表明与条件相关的延迟上调。因此，我们的结果共同揭示了动态补偿重组，包括上调和网络内补偿，这可以解释低频离线 TMS 后的混合结果。将 rTMS 应用于 IPL 后的条件依赖性神经后遗症在影响 rTMS 后 BOLD 活动方面是动态的，具体取决于确切的时间窗口。更具体地说，我们发现应用于右侧 IPL 的 1Hz rTMS 导致受刺激和对侧 IPL 以及任务积极网络的其他大脑区域的活动延迟增加。这在任务条件下明显更明显，表明与条件相关的延迟上调。因此，我们的结果共同揭示了动态补偿重组，包括上调和网络内补偿，这可以解释低频离线 TMS 后的混合结果。我们发现应用于右侧 IPL 的 1Hz rTMS 导致受刺激和对侧 IPL 以及任务积极网络的其他大脑区域的活动延迟增加。这在任务条件下明显更明显，表明与条件相关的延迟上调。因此，我们的结果共同揭示了动态补偿重组，包括上调和网络内补偿，这可以解释低频离线 TMS 后的混合结果。我们发现应用于右侧 IPL 的 1Hz rTMS 导致受刺激和对侧 IPL 以及任务积极网络的其他大脑区域的活动延迟增加。这在任务条件下明显更明显，表明与条件相关的延迟上调。因此，我们的结果共同揭示了动态补偿重组，包括上调和网络内补偿，这可以解释低频离线 TMS 后的混合结果。