Hochauflösende transkranielle Gleichstromstimulation zur Aktivierung der Zielhirnregion

Zusammenfassung

Quelle: Chen, W., et al. Bestimmung des Stimulationsortes mit einem 3D-Digitizer mit hochauflösender transkranieller Gleichstromstimulation. J. Vis. Exp. (2019)

Dieses Video zeigt das Verfahren zur Verabreichung einer hochauflösenden transkraniellen Gleichstromstimulation (HD-tDCS) durch die genaue Positionierung von Elektroden mit dem 10-10-System, die Kartierung ihrer Positionen mit einem 3D-Digitalisierer und die Anwendung von Stimulation zur Modulation der neuronalen Aktivität in einer Zielhirnregion.

Protokoll

Alle Eingriffe, an denen menschliche Teilnehmer beteiligt sind, wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für das Wohlergehen des Menschen durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss überprüft.

1. Stimulation
   1. Stellen Sie sicher, dass die Teilnehmer keine Kontraindikationen (z.B. neurologische oder psychiatrische Störungen in der Vorgeschichte) für HD-tDCS (High-Definition Transkranielle Gleichstromstimulation) haben und dass sie vor der Studie eine schriftliche Einverständniserklärung abgegeben haben (einschließlich HD-tDCS-Stimulation).
   2. Stellen Sie sicher, dass alle erforderlichen Materialien für die Installation des Geräts verfügbar sind (Abbildung 1). Installieren Sie das Gerät. Eine kurze Beschreibung finden Sie unten.
      1. Lege die Batterien ein und überprüfe, ob sie geladen sind.
      2. Schließen Sie den herkömmlichen tDCS und den 4x1 Stimulationsadapter an.
      3. Verbinden Sie die Kabel von fünf Ag/AgCl-Sinterringelektroden mit den passenden Empfängern an der Ausgangsleitung des 4x1-Adapters.
      4. Prüfen Sie, ob alle Materialien richtig angeschlossen sind.
   3. Messen Sie den Kopf des Teilnehmers und setzen Sie die Kappe auf den Kopf.
      1. Betten Sie die fünf HD-Kunststoffgehäuse in die Badekappe ein.
      2. Lokalisieren Sie die Werte Cz, Fpz und Oz des Motivs (Zentrale Null-Mittellinie oder Scheitelpunkt, Frontalpol Null-Mittellinie und okzipitale Null-Mittellinie). Passen Sie die Referenz der Kappe an das internationale 10-10-System für Kopfhautpositionen an. Sobald die Kappe in Position ist, stellen Sie sicher, dass sie sich nicht bewegt.
      3. Sammeln Sie mit dem 3D-Digitalisierer (3-dimensional) die Positionsdaten der stimulierten Hirnareale. Nehmen Sie auf der Grundlage der generierten Daten die entsprechenden Anpassungen vor.
   4. Bedecken Sie die Kopfhautoberfläche mit elektrisch leitfähigem Gel. Trennen Sie zunächst die Haare vorsichtig mit dem Ende einer Kunststoffspritze durch die Öffnung des Kunststoffgehäuses, bis die Kopfhaut freiliegt. Bedecken Sie dann die freiliegende Kopfhaut mit dem elektrisch leitfähigen Gel durch die Kunststoffgehäuseöffnung auf der Kopfhautoberfläche.
   5. Stellen Sie die Parameter des tDCS-Geräts ein: Qualitätswert, Stimulusdauer, Intensität und Bedingungseinstellung.
      1. Schalten Sie den 4x1 Mehrkanal-Stimulationsadapter ein.
      2. Stellen Sie sicher, dass die Standardeinstellung SCAN ist, die die Impedanz jeweils einer Elektrode im Anzeigefenster anzeigt, indem die Elektroden gescannt werden. Hier wird die Impedanz als "Qualitätswert" bezeichnet. Werte unter 1,5 deuten auf eine ausreichende Qualität hin. In diesem Fall waren die Werte niedriger als 1,
         HINWEIS: Wenn der Impedanzwert diese erforderlichen Grenzwerte überschreitet, öffnen Sie die Kappe des Kunststoffgehäuses mit hoher Impedanz und stellen Sie das Haar und die Elektrode so ein, dass der gewünschte Impedanzwert erreicht wird.
      3. Nachdem die Impedanzwerte akzeptabel sind, drücken Sie die Taste "MODE SELECT" und wechseln Sie von "SCAN" auf "PASS".
      4. Drücken Sie die Taste "POLARITY", um die Mittelanode oder die Mittelkathode auszuwählen. Die Standardeinstellung ist "CENTRAL ANODE".
      5. Passen Sie die Einstellungen am herkömmlichen tDCS-Gerät an, um die Stimulusdauer (min), die Intensität (mA) und die Einstellung für den Scheinzustand einzubeziehen. In diesem Fall betrug die anodale aktive Stimulation 1,5 mA und der Stimulus dauerte 20 Minuten. Drücken Sie anschließend den "RELAX"-Hebel, um auf vollen Strom umzuschalten.
      6. Sobald alles eingestellt ist, initiieren Sie die Stimulation. Drücken Sie die "START"-Taste, und die Gleichstromintensität wird hochgefahren, bis der Zielstrom erreicht ist. Der Timer zeigt dann die verbleibende Zeit an.
         HINWEIS: Einige Teilnehmer können sich in Zeiten erhöhter DC-Intensität unwohl fühlen. In solchen Fällen kann der Strom für einige Sekunden leicht verringert werden, indem der "RELAX"-Hebel nach unten gezogen wird. Schieben Sie dann die Dolly-Bar allmählich auf volle Strömung, wenn sich die Teilnehmer wieder wohl fühlen.

Ergebnisse

Abbildung 1: Notwendige Materialien für die Stimulation. Zu diesen Materialien gehören ein tDCS-Gerät, ein 4x1-Mehrkanal-Stimulationsadapter, vier 9-V-Batterien, fünf Ag/AgCl-Natriumringelektroden, fünf HD-Kunststoffgehäuse und ihre jeweilige...

Materialien