2019年12月20日
本文介绍了一种结合三维数字化仪与高精度经颅直流电刺激的技术方案,可提高刺激定位的准确性。
该方法采用10-10系统,以克服经颅直流电刺激电极放置的局限性,提高该技术的准确性和可重复性。该技术的主要优点是成本低、操作简便且便于携带。该方法可与其他技术联合使用,例如功能性近红外光谱成像,以验证特定感兴趣脑区的位置。
如果您熟悉10-10系统的比例要求,这项技术非常简单。演示该操作流程的是研究生Chenyu Lv。准备电极帽时,先将泳帽戴在头模上,测量鼻根点与枕外隆突之间的距离。
为定位头顶点,使用皮肤标记笔标出鼻根点与枕外隆凸点之间距离的中点,并测量两侧耳前点之间的距离。标记两侧耳前点的中点。两个中点相交的位置即为头顶点。
根据10-10系统,找到CP6和P6点,并标记这两点相交处的适当中点,即头皮上的右侧颞顶交界区。然后根据实验目的调整四个返回电极的半径,并在帽上标记中心电极和返回电极的位置。
为了获得三维数字化仪的测量数据,先使用金属探测器确认三维数字化环境无金属干扰。将泳帽戴在受试者头部,并利用泳帽上的参考标记将其与国际10-10头皮定位系统对齐。泳帽就位后,通过USB接口将三维数字化仪连接至计算机,并确认数字化仪软件已就绪并可使用。
将声源置于受试者前方,并用传感器的弹性绳带固定在受试者头部。在数字化软件中,确认三维数字化系统与软件正常通信,使用触控笔和一段10厘米长的直尺,记录零刻度和十刻度位置,以验证触控笔的准确性。在软件中显示两个记录点之间的距离。
然后采集参考点、中心电极以及四个回路电极的位置数据。为满足功能性近红外光谱实验的要求,选择并保存发射器、探测器及通道选项。为启动刺激,将充满电的电池安装到设备中,并连接传统的经颅直流电刺激设备与四合一刺激适配器。
将五个银-氯化银中心环电极的电缆连接到四合一适配器输出电缆上对应的接收端口。测量受试者的头部尺寸。将塑料装置帽戴在受试者头部,并将五个塑料高精度外壳嵌入泳帽中。
定位受试者的FPZ和OZ顶点,并调整帽上的参考点,使其与国际10-10头皮定位系统对齐。帽子就位后,使用3D数字化仪采集被刺激脑区的位置数据。接着,使用塑料注射器的末端通过塑料外壳的开口小心地分开头发,直至暴露头皮,并用导电凝胶覆盖暴露的皮肤。
在设备上,打开四选一多通道刺激适配器并设置质量值。确认默认设置为扫描模式,按下模式选择按钮。从扫描模式切换至直通模式,然后按下极性按钮,选择中心阳极或阴极。
调整传统经颅直流电刺激设备的参数设置,包括刺激持续时间、刺激强度和伪刺激条件设置,然后推动放松杆以切换至完全电流输出。所有参数设置完成后,按下启动按钮以开始刺激。直流强度将逐步上升至目标电流值,随后计时器将显示剩余刺激时间。
刺激结束后,先将杠杆缓慢转动以将电流调至零,然后再关闭电源。打开塑料帽,从外壳中取出银或氯化银烧结环电极,并取下泳帽。随后清洁仪器,并提供清洁用品供受试者清洗头发。
利用近红外光谱统计参数图独立注册功能,空间注册功能可生成MNI坐标。为减少测量误差,计算了五个电极最终MNI坐标的三个数据点的平均值。在布罗德曼区域中,获得了解剖标签及其编号。
每行后面的数字表示重叠百分比。在解剖学自动标注中,可获得解剖学标签及重叠百分比。对于布罗德曼分区和解剖学自动标注,该数值代表与大脑皮层的重叠百分比。
在使用3D数字化仪进行测量时,必须确保源点和传感器均不发生移动。该方法可用于思维定位或其他任何需要研究脑功能的定位任务。该技术还可用于个性化脑刺激中的精确定位。
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本文介绍了一种结合三维数字化仪与高分辨率经颅直流电刺激(tDCS)的实验方案,以提高刺激定位的准确性。该方法整合了10-10电极放置系统,提升了可重复性,并增强了与其他技术(如功能性近红外光谱)联合使用的适用性。
准确靶向脑区对于在神经科学研究中建立神经活动与行为之间的因果关系至关重要。本方案通过将三维数字化技术与10-10电极定位系统相结合,提高了高分辨率经颅直流电刺激(HD-tDCS)的定位精度,增强了实验可重复性,并减少了刺激靶点的变异性。该方法通过实现对皮层兴奋性及其行为后果的更可靠探究,支持在靶点验证过程中的机制性风险降低。
该方法通过提高神经调节工具的精确性,契合发现生物学工作流程,可在先导化合物识别之前用于验证靶点和通路。