Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) zur Gedächtnisverbesserung

Der Zweck dieses Videos ist es, das transkranielle Gleichstromstimulationsprotokoll zu demonstrieren, das zur Gedächtnisverbesserung verwendet wird. Das Protokoll wurde in Studien mit gesunden Teilnehmern gut bewertet und ist auch auf die Alterns- und Demenzforschung anwendbar. Das Gedächtnis spielt eine wichtige Rolle im täglichen Funktionieren, da es uns ermöglicht, uns an Informationen über Menschen und Orte zu erinnern, uns an vergangene Ereignisse zu erinnern, neue Fakten und Fähigkeiten zu erlernen sowie Urteile und Entscheidungen zu treffen.

Hier konzentrieren wir uns auf das Arbeits- und assoziative Gedächtnis. Arbeitsgedächtnis ist die Fähigkeit, Informationen für die laufende kognitive Verarbeitung, wie Problemlösung oder Argumentation, vorübergehend zu speichern und zu speichern. Assoziatives Gedächtnis hingegen ermöglicht es uns, uns an mehrere Erfahrungen oder Informationen zu erinnern, die miteinander verbunden sind.

Diese beiden Arten von Erinnerungen unterstreichen fast alle unsere täglichen Aktivitäten. Leider gehören Gedächtnisfähigkeiten zu den anfälligsten Funktionen, da sie mit normalem Altern sowie aufgrund verschiedener pathologischer Zustände und Zustände abnehmen. Aus diesem Grund besteht ein wachsender Bedarf an neuen Ansätzen zur Prävention und Behandlung von Gedächtnisverlust.

Transkranielle Gleichstromstimulation, kurz tDCS, ist eine nicht-invasive Hirnstimulationstechnik, die schwache elektrische Ströme verwendet, um die Gehirnaktivität zu modulieren. Die Auswirkungen von tDCS sind polaritätsabhängig. Das heißt, die Anodalstimulation nimmt zu, während die kathodale Erregbarkeit abnimmt.

Daher wird erwartet, dass anodales tDCS kognitive Funktionen fördert, die auf gezielten Gehirnregionen beruhen. tDCS ist sicher, hoch verträglich, kostengünstig und einfach zu bedienen. Die größten Herausforderungen bei der Verwendung von tDCS bestehen darin, das optimale Elektrodenmontage- und Stimulationsprotokoll zu finden, das zuverlässige Effekte erzeugt.

Um das Gedächtnis zu modulieren, müssen wir die Aktivität innerhalb des kortikalen Hippocampus-Netzwerks beeinflussen. So wird die Anode entweder über dem dorsolateralen präfrontalen Kortex oder dem hinteren parietalen Kortex als die beiden prominentesten kortikalen Knoten des Netzwerks platziert. Das üblichste Stimulationsprotokoll ist ein konstanter Analogstrom zwischen einem und zwei Milliampere, der zwischen 10 und 30 Minuten dauert.

Der angenommene Mechanismus hinter diesem Protokoll ist, dass die Elektrode mit positiver Ladung die Erregbarkeit des darunter liegenden kortikalen Gewebes erhöht, was dann zu einer verbesserten nachfolgenden Gedächtnisleistung führt. Im Gegensatz zu konstantem anodalen tDCS, bei dem die Stromintensität während der gesamten Stimulationsperiode gleich bleibt, schwankt die oszillierende tDCS-Protokollintensität des Stroms bei einer bestimmten Frequenz um einen festgelegten Wert. Daher moduliert diese Art von Protokoll nicht nur die Erregbarkeit, sondern auch die Neurooszillation der relevanten Hirnareare.

Bei der Planung der tDCS-Studie über Gedächtnisforscher müssen sie die Implementierung der Scheinkontrolle innerhalb oder zwischen den Probanden sorgfältig in Betracht ziehen und eine angemessene Stichprobengröße bestimmen, um eine zufriedenstellende Leistung zu erreichen. Darüber hinaus ist es wichtig, angemessene Ergebnismessungen zu entwickeln oder auszuwählen, die Gedächtnisaufgaben sind, die für die Teilnehmer fokal, sensibel, zuverlässig und herausfordernd sind. Für jede tDCS-Sitzung sollten die folgenden Materialien vorbereitet werden.

Darüber hinaus ist es ratsam, ein Protokollblatt zu haben, das ein ausgefülltes Formular mit grundlegenden Informationen über die Sitzung und eine Tabelle mit einem vorberechneten Kopf ist, um bei der Platzierung der Elektroden zu helfen. Überprüfen Sie vor der tDCS-Sitzung, ob der Teilnehmer die Einschlusskriterien erfüllt, die in der ethischen Zulassung für die Studie definiert sind. Bitten Sie die Teilnehmer, eine Einwilligung nach Aufklärung zu unterschreiben.

Nutzen Sie diese Gelegenheit, um die grundlegenden Aspekte des Verfahrens zu erläutern und alle Fragen der Teilnehmer zu beantworten. Setzen Sie den Teilnehmer bequem auf den Stuhl und bitten Sie darum, die Checkliste für die Empfindung vor dem tDCS auszufüllen. In dieser Sitzung werden wir den rechten hinteren parietalen Kortex stimulieren.

Messen Sie zuerst den Abstand zwischen Nasion und Inion, der über die Oberseite des Kopfes geht. Markieren Sie die halbe Strecke mit einem Hautmarker mit einer dünnen Linie. Messen Sie dann den Abstand zwischen den Ohren, die über den Kopf gehen, und markieren Sie den halben Weg mit einer dünnen Linie.

Der Scheitelpunkt oder Cz befindet sich am Schnittpunkt zweier Mittellinien. Messen Sie erneut den Nasion-Inion-Abstand und notieren Sie ihn als Maß A.Notieren Sie den Abstand zwischen den Ohren als Maßnahme B.Notieren Sie die Maßnahmen im Protokollblatt für jeden Teilnehmer. Diese können verwendet werden, um zu überprüfen, wann Maßnahmen in nachfolgenden Sitzungen ergriffen werden.

Bewegen Sie sich 20% der Entfernung A rückwärts von Cz, um Pz zu erreichen und die Stelle zu markieren. Bewegen Sie 20% der Entfernung B rechts von Cz nach C4 und markieren Sie die Stelle. Ausgehend von C4 gehen Sie parallel zur Nasionenlinie rückwärts.

Dann von Pz nach rechts gehen, um den Bereich von P4.20% rechts von Pz und 20% rückwärts von C4 zu erreichen, wo Sie P4 finden. Um den Leitfähigkeit zu erhöhen, entfernen Sie die Haare des Teilnehmers von der Stimulationsstelle. Verwenden Sie Kamm und Haarbänder für Teilnehmer mit längerem Haar. Untersuchen Sie an den Stimulationsstellen auf Anzeichen von Hautschäden.

Vermeiden Sie es, Elektroden über beschädigter Haut zu positionieren. Reinigen Sie die Hautoberfläche mit alkoholgetränkten Wattepads und lassen Sie sie trocknen. Reinigen Sie die Wange, an der die Rücklaufelektrode platziert wird.

Setzen Sie eine Silikonkappe auf den Kopf der Teilnehmer und befestigen Sie sie mit einem Kinnriemen. Verwenden Sie das Silikonband, um die Kappe an die Größe und Form des Teilnehmerkopfes anzupassen, aber machen Sie sie nicht zu eng. Dies wird später geschehen.

Die Schwammtaschen mit Kochsalzlösung einweichen. Die Schwämme sollten feucht, aber nicht tropfend sein. In der Regel reichen 10 bis 15 Milliliter Kochsalzlösung pro Schwamm.

Stecken Sie die Elektroden in die Schwammtaschen. Setzen Sie die Rücklaufelektrode auf die contro-laterale Wange und stellen Sie die Kappe ein. Um die Anode zu positionieren, legen Sie die Schwammelektrode unter das Silikonband und stellen Sie sicher, dass sich die Mitte der Elektrode über der markierten Kopfposition befindet.

Die Kappe sollte fest sein, damit sich die Elektroden nicht bewegen können, aber dennoch bequem für den Teilnehmer sind. Um die Stimulation zu starten, schalten Sie das Gerät ein, wählen Sie das vordefinierte tDCS-Protokoll aus und führen Sie es aus. Um unstrukturierte Aktivitäten zu vermeiden, die Stimulationseffekte beeinträchtigen können, ist ein leichtes kognitives Engagement während tDCS ratsam.

Zum Beispiel können die Teilnehmer Übungsversuche kognitiver Aufgaben durchführen oder während der Stimulation einfache Gedächtnisspiele spielen. Bitten Sie die Teilnehmer, zu berichten, wie sie sich während der Stimulation mehrmals fühlen. Wenn das Stimulationsprotokoll fertig ist, schalten Sie den Stimulator aus, entfernen Sie zuerst die Schwammelektroden und entfernen Sie dann die Silikonkappe.

Bitten Sie den Teilnehmer, die Checkliste für die Empfindung nach dem tDCS auszufüllen und über alle Nebenwirkungen zu berichten, die noch nicht aufgeführt sind. Reinigen Sie die Haut an den Stellen, an denen sie markiert wurde, und untersuchen Sie die Haut auf Veränderungen. Um die Gedächtnisbewertung über die Teilnehmer hinweg zu standardisieren, ist es ratsam, computergestützte Aufgaben zu verwenden.

Bei der Durchführung von Experimenten innerhalb des Probanden sollten streng parallele Formen der Aufgaben verwendet werden. Um den Erfolg der Verblindung zu beurteilen, bitten Sie den Teilnehmer, zu versuchen, die Sitzung zu erraten, in der er echte und Scheinstimulation erhalten hat. In Übereinstimmung mit ethischen Richtlinien sollten die Teilnehmer nach Abschluss ihrer Beteiligung ausführlich nachgefragt werden.

Waschen Sie die Schwämme mit fließendem Wasser und Seife, damit die Kochsalzlösung vollständig weggewaschen wird. Verwenden Sie warmes Wasser und Alkohol, um alle wiederverwendbaren Materialien wie Kamm, Silikonkappe und Maßband zu reinigen. Wenn es um das Arbeitsgedächtnis geht, haben unsere Ergebnisse gezeigt, dass 20 Minuten rechtsfrontales tDCS das verbale Gedächtnis verbesserten, während das gleiche Stimulationsprotokoll, das über den linken präfrontalen Kortex angewendet wurde, zu einer besseren räumlichen Leistung führte.

Die Auswirkungen von parietalem tDCS auf das assoziative Gedächtnis waren konsistent und robust. In einer Reihe von Experimenten innerhalb des Probanden wurde nämlich gezeigt, dass 20 Minuten tDCS über dem linken parietalen Kortex das Gedächtnis von Gesichtern und Wortassoziationen verbessern. Zusammenfassend können wir sagen, dass die Anwendung des beschriebenen Protokolls für anodale tDCS, entweder im Standard oder noch mehr in seiner fortgeschrittenen Form, wie oszillatorisch modulierendes tDCS, ein Mittel zur zuverlässigen Verbesserung der Speicherfunktionen bietet.

Es ermöglicht die Untersuchung der Neurobiologie der funktionellen Neuronetzwerke hinter Gedächtnisfunktionen. Und es kann auch in der klinischen Forschung eingesetzt werden.