2016年1月22日
本文介绍了如何设置同步进行经颅交流电刺激与脑电图实验的方法。
本方案的总体目标是演示如何成功建立经颅交流电刺激与脑电图的同步记录,并介绍为获得成功记录所需的重要技术考量。经颅交流电刺激(tACS)是一种用于实验性调控大脑节律性活动的方法,可用于研究这些节律性活动与行为之间的关联。
脑电图(EEG)可提供高时间分辨率的数据,用于研究内源性和受驱动的权威性环状活动。在经颅交流电刺激(tACS)期间同步记录 EEG,有助于回答关于 tACS 即时神经生理效应的关键问题。这反过来有助于进一步理解大脑的节律性动态,以及理解 tACS 的作用机制并优化其参数,以用于临床神经调控应用。
该实验方案也可适用于其他导联方式和皮层靶点。本视频将演示一种经颅交流电刺激(tACS)电极放置于肩部和头皮的导联方式。首先使用纱布垫和研磨性皮肤凝胶准备肩部皮肤,以安置tACS电极。
在经颅交流电刺激(tACS)电极上涂抹适当黏稠度的脑电图(EEG)导电膏,并将电极放置于肩部。使用胶带将电极固定在肩部。随后,为受试者戴上脑电图帽。
根据国际10-20电极定位系统调整帽的位置,并系紧下巴带。使用水性红色记号笔在头皮上标记出经颅交流电刺激(tACS)电极的放置位置。如果记号笔无法直接触及头皮,可将木棒尖端蘸上颜料,用该尖端在头皮上做标记。
取下脑电帽并检查标记是否成功。如有需要,补充标记以便后续能够轻松识别。接着,对于长发参与者,将经颅交流电刺激(tACS)电极放置于头部,使其中心对准头皮上的红点标记。
将经颅交流电刺激(tACS)电极内环内的所有头发梳理出来,并使用扎带将梳理出的头发固定。确保位于 tACS 电极周围的头发不会被扎带缠住。完成头发固定后,取下 tACS 电极。
接下来,将头皮和肩部的tACS电极连接到刺激器上,但不要开启设备。在tACS电极上涂抹一层薄薄的脑电图(EEG)导电膏,然后小心地将其重新放置在头部。如果受试者的头发较长,应将束起的头发从tACS电极的内孔中穿过,注意不要让头发接触到EEG导电膏。
确保头皮上的红色标记位于tACS电极的正中央,因为电极放置后位置将无法再调整。然后,从头发上取下线缆固定带。现在,打开刺激器并监测阻抗。
在对tACS电极施加适当压力时,需密切注意始终保持红色标记点位于tACS电极的正中央。小心抬起tACS电极的边缘,在头发下方再涂抹一些EEG导电膏。持续对tACS电极施加压力,直至阻抗稳定低于10千欧姆。
注意观察是否有凝胶从tACS电极处溢出,并用棉签清除多余的脑电图凝胶。当阻抗降至10千欧姆阈值以下时,轻柔地重新佩戴脑电图帽,并系紧固定带。使用适当黏度的脑电图凝胶涂抹于脑电图电极,以建立头皮与脑电图电极之间的接触。
首先放置接地和参考 EEG 电极,然后依次放置位于中央及靠近 tACS 电极的电极,接着处理其余电极。对于围绕 tACS 电极的 EEG 电极,应将凝胶注入,并使针尖朝向远离 tACS 电极的方向。
轻轻按压脑电图(EEG)电极并同时涂抹导电膏,以防止导电膏从电极下方溢出。为增强EEG电极与头皮之间的接触,特别是位于经颅交流电刺激(tACS)电极附近的EEG电极,可用木棒将导电膏向头皮方向轻压。操作时保持木棒与头皮垂直,并轻轻以旋转动作摩擦头皮;避免木棒横向移动,以防导电膏在电极下扩散。
达到最佳阻抗后,再涂抹适量导电膏,以稳定脑电电极与头皮之间的接触。接下来,通过施加短暂刺激,检测因导电膏泄漏导致经颅交流电刺激(tACS)电极与周围脑电(EEG)电极之间是否发生短路,并检查脑电放大器的任何通道是否饱和。最后,再次检查脑电电极的阻抗,然后开始记录。
本方案介绍了如何成功建立同步经颅交流电刺激(tACS)与脑电图(EEG)实验,避免因脑电凝胶泄漏导致的电极短路以及显著的tACS伪迹。若tACS电极与EEG电极之间发生短路,所记录的EEG信号将出现饱和,如图所示;而成功记录的信号则无此现象。
同时进行 tACS 与 EEG 记录是一种技术上具有挑战性的方法。观看本视频后,您应能更好地理解如何成功建立此类实验,以研究 tACS 的神经生理学机制。
本文演示了同步经颅交流电刺激(tACS)与脑电图(EEG)实验的设置方法。概述了成功记录的重要技术考量及其对理解脑动态的意义。
同时进行 tACS-EEG 记录能够直接测量神经调节引起的神经生理学反应,有助于中枢神经系统药物研发中的靶点验证。该方法通过将脑部振荡活动与认知过程关联,为早期研发项目提供预测性信心,实现机制层面的风险降低。该技术填补了对神经调节干预即时生物学效应理解上的关键空白。
该方法通过支持早期生物学中的假设验证、实现用于筛选的定量神经生理学读出,并提供有助于临床前连续性和靶点可信度的机制性见解,从而融入发现研究的全过程。