Transkranielle Gleichstromstimulation des Kleinhirns zur Modulation der Kognition beim Menschen

Beginnen Sie mit einem Teilnehmer, der ein Headset mit Mikrofon trägt und vor einem Computerbildschirm sitzt.

Sagen Sie zuerst die Zahlen über das Headset an, so dass der Teilnehmer eine Additionsaufgabe ausführen kann, indem er jede Antwort vokalisiert, gefolgt von einer Subtraktionsaufgabe.

Zeigen Sie als Nächstes Wörter auf dem Bildschirm an, damit der Teilnehmer drei verschiedene Aufgaben ausführen kann: das Lesen von Substantiven, das Generieren von Verben, die mit den Substantiven verbunden sind, und das Lesen von Verben.

Positionieren Sie eine mit Kochsalzlösung getränkte Kathodenelektrode über der rechten Kleinhirnrinde und eine Anodalelektrode auf dem rechten Schultermuskel.

Wenden Sie kathodales tDCS an.

Der Strom hyperpolarisiert zerebelläre Purkinje-Zellen und reduziert die inhibitorische Freisetzung von Neurotransmittern.

Dadurch werden die tiefen Kleinhirnkerne enthemmt, die erregende Signale an den Thalamus senden.

Der Thalamus erhöht den exzitatorischen Input für den präfrontalen Kortex und verbessert so die kognitive Funktion.

Nach der Stimulation wiederholt der Teilnehmer die Aufgaben.

Vergleichen Sie diese Leistung mit den Ergebnissen vor der Stimulation, um das neurotherapeutische Potenzial der kathodalen tDCS zu beurteilen.

Um die Aufgabe erneut zu beginnen, stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer bequem sitzt und dass der Reiz und die Reaktionen hörbar sind. Beginnen Sie die Aufgabe und präsentieren Sie die 60 Elemente in der entsprechenden Reihenfolge.

Notieren Sie während der Aufgabe jede Antwort auf dem ausgedruckten Notenbogen zur späteren Überprüfung. Geben Sie keine Punktzahl, wenn der Teilnehmer eine falsche Antwort gibt oder nicht antwortet, und markieren Sie jede richtige Antwort der Reihe nach. Sagen Sie den Teilnehmern, dass die Anweisungen für die Subtraktionsaufgabe die gleichen sind wie für die Additionsaufgabe, nur dass sie dieses Mal die Zahl, die sie gerade gehört haben, von der Zahl unmittelbar vor der Äußerung der Antwort subtrahieren und dann mit der Subtraktion der Zahl, die sie unmittelbar davor hören, fortfahren müssen.

Stellen Sie auch hier sicher, dass sich das Mikrofon nicht vom Mund des Teilnehmers entfernt hat, und lassen Sie ihn die Anweisungen lesen, die ihm auf dem Computerbildschirm angezeigt werden. Nachdem Sie bestätigt haben, dass der Teilnehmer die Anweisungen verstanden hat, und ihn daran erinnert haben, Berechnungen nicht mündlich oder mit Hilfe der Finger durchzuführen, führen Sie die Übungsaufgabe zur Bestimmung der Präsentationsgeschwindigkeit wie zuvor durch.

Beginnen Sie mit der auditiven, seriellen Subtraktionsaufgabe und notieren Sie die Antworten wie zuvor auf dem ausgedruckten Notenblatt. Erklären Sie dem Teilnehmer für diesen Teil des Experiments zunächst, dass er als Antwort auf das vorgestellte Substantiv ein passendes Verb sagen muss. Klären Sie die Teilnehmer zu Beginn der Aufgabe über diese Substantiv-Verb-Beziehung auf.

Präsentieren Sie die Wörter zentral auf dem Computerbildschirm in einer anderen zufälligen Reihenfolge in Blöcken, eins bis fünf bestehend aus wiederholten Wörtern und im sechsten Block bestehend aus neuen Wörtern. Die Wortlisten in der ersten und zweiten Sitzung sollten unterschiedlich sein und zwischen den Teilnehmern ausgeglichen sein. Starten Sie die Aufgabe und bitten Sie den Teilnehmer, die Standardanweisungen zu lesen, die auf dem Computerbildschirm angezeigt werden und in denen formell erklärt wird, wie die Aufgabe zur Verbgenerierung durchzuführen ist.

Sobald der Teilnehmer die Aufgabe vollständig verstanden hat, positionieren Sie das Mikrofon vor dem Mund und weisen Sie ihn an, Wörter zu produzieren, sobald sie auf dem Computerbildschirm erscheinen. Stellen Sie sicher, dass jedes Wort durch das nächste Wort ersetzt wird. Wenn das Mikrofon eine Antwort erkennt, schreiben Sie jede vom Teilnehmer laut gesprochene Antwort auf oder zeichnen Sie sie auf, um sie später zu überprüfen.

Notieren Sie sich Fehler oder verpasste Antworten. Präsentieren Sie Wörter auf die gleiche Weise wie in der Aufgabe zur Verbgenerierung. Die Teilnehmer lesen Substantive in der Substantiv-Leseaufgabe und Verben in der Verb-Leseaufgabe.

Stellen Sie bei beiden Leseaufgaben sicher, dass sich die Position des Mikrofons nicht vom Mund des Teilnehmers entfernt hat. Und weisen Sie den Teilnehmer an, jedes Wort laut vorzulesen, sobald es auf dem Computerbildschirm erscheint. Stellen Sie sicher, dass der Teilnehmer jedes Wort während beider Leseaufgaben richtig gelesen hat, indem Sie auf den Bildschirm schauen, während die Wörter laut vorgelesen werden.

TDCS gilt als sicher in der Anwendung beim Menschen, es ist jedoch ratsam, dass bei der Durchführung von TDCS eine Erste Hilfe zur Hand ist, um sicherzustellen, dass die Sicherheit des Teilnehmers nicht beeinträchtigt wird, insbesondere wenn er sich während des Eingriffs unwohl oder schwach fühlt. Lassen Sie einen Teilnehmer bei der Verabreichung von TDCS niemals unbeaufsichtigt. Tränken Sie zwei Schwammelektroden mit einer Oberfläche von 25 Zentimetern im Quadrat in einer Standardlösung von 0,9 % Natriumchlorid, bis sie gesättigt sind. Um eine inhibitorische kathodale Stimulation über die rechte Kleinhirnrinde zu verabreichen, platzieren Sie die blaue Elektrode einen Zentimeter unter und vier Zentimeter rechts von der prominentesten Projektion des Hinterhauptbeins, ungefähr an der Stelle des siebten Kleinhirnläppchens.

Um die Elektrodenmontage abzuschließen, platzieren Sie die rote Referenz- oder Anodalelektrode auf der rechten Schulter über dem Deltamuskel. Befestigen Sie die nassen Elektroden mit Gummibändern oder selbstklebender Umwicklung fest an Kopf und Oberarm, um eine optimale Schnittstelle der Elektrodenhaut zu gewährleisten. Stellen Sie sicher, dass die Elektroden flach auf der Kopfhaut und nicht über dem Haar platziert sind.

Prüfen Sie, ob sich die vorgesehene Position der Elektroden nach dem Befestigen nicht verschoben hat. Legen Sie ein Papiertuch um den Nacken des Teilnehmers, um die tropfende Kochsalzlösung aufzuwischen. Stellen Sie die Intensität der Stimulation auf zwei Milliampere ein und geben Sie sie 20 Minuten lang mit einem zuverlässigen, stromgeregelten Gleichstromstimulator ab, um jeden Stimulationseingriff zu starten und auszugleichen und den Gleichstrom in einer rampenartigen Weise über 10 Sekunden zu erhöhen bzw. zu verringern.

Um Schein-TDCS zu verabreichen, stellen Sie die Parameter so ein, dass eine Scheinstimulation für 20 Minuten durchgeführt wird. Wenden Sie anstelle des Stimulationsstroms eine anodale, kathodale oder Scheinstimulation auf drei separate Gruppen von Teilnehmern in pseudozufälliger Reihenfolge an. Stellen Sie sicher, dass die Gesamtanzahl, das Geschlecht und das Durchschnittsalter der Teilnehmer zwischen den Gruppen vergleichbar sind.

Wiederholen Sie nach der Hirnstimulation P-A-S-A-T und P-A-S-S-T wie zuvor in ausbalancierter Reihenfolge. Wiederholen Sie dann die Aufgaben zum Lesen von Substantiven und Verben und die Aufgabe zur Verbgenerierung in dieser Reihenfolge. Führen Sie Experimente mit Rechenaufgaben und Sprachaufgaben in pseudozufälliger Reihenfolge durch.