Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Virkningerne af transkranial vekselstrøm Stimulation på den primære Motor Cortex af Online kombineret tilgang med transkranial magnetisk Stimulation

Published: September 23, 2017 doi: 10.3791/55839

Summary

Transkranial vekselstrøm Stimulation (TAC) giver mulighed for modulering af kortikal ophidselse i en frekvens-specifikke mode. Her viser vi en unik tilgang, som kombinerer online TAC'erne med enkelt puls transkranial magnetisk Stimulation (TMS) for at "sonde" kortikal ophidselse ved hjælp af Motor Evoked Potentials.

Abstract

Transkranial vekselstrøm Stimulation (TAC) er en neuromodulatory teknik at handle gennem sinusformet elektriske bølgeformer i en bestemt frekvens og igen modulere igangværende kortikale oscillerende aktivitet. Denne neurotool giver mulighed for etablering af en årsagssammenhæng mellem endogene oscillerende aktivitet og adfærd. De fleste af TAC'er undersøgelserne har vist online effekter af TAC'er. Dog er lidt kendt om de underliggende handling mekanismer af denne teknik på grund af de AC-induceret artefakter på electroencefalografi (EEG) signaler. Her viser vi en unik tilgang til at undersøge online fysiologiske frekvens-specifikke effekter af TAC'er for den primære motor cortex (M1) ved hjælp af fælles puls transkranial magnetisk Stimulation (TMS) for at sonde kortikal ophidselse ændringer. I vores setup, er TMS spolen placeret over TAC elektrode mens Motor Evoked Potentials (MEP'erne) indsamles for at afprøve virkningerne af de igangværende M1-TAC'er. Denne tilgang har hidtil primært brugt at studere de visuelle og motoriske systemer. Men de nuværende TAC-TMS opsætning kan bane vejen for fremtidige undersøgelser af kognitive funktioner. Derfor, vi giver en trin for trin manual og video retningslinjer for proceduren.

Introduction

Transkranial elektrisk Stimulation (tES) er en neuromodulatory teknik, som giver mulighed for ændring af neuronal stater gennem forskellige aktuelle bølgeformer1. Blandt forskellige typer af tES muliggør transkranial vekselstrøm Stimulation (TAC) levering af sinusformet eksterne oscillerende potentialer i en bestemt frekvensområde og graduering af fysiologiske neurale aktivitet underliggende perceptuelle, motoriske og kognitive processer2. Ved hjælp af TAC, er det muligt at undersøge mulige årsagssammenhænge mellem endogene oscillerende aktivitet og hjerne processer.

In vivo, har det vist sig at spiking neurale aktivitet synkroniseres ved forskellige drivende frekvenser, hvilket tyder på at neuronal fyring kan være medrives af elektrisk anvendte felter3. I dyremodeller medriver svag sinusformet TAC udledes hyppigheden af udbredt kortikale neuronal swimmingpool4. Hos mennesker, TAC kombineret med online electroencefalografi (EEG) giver mulighed for induktion af de såkaldte "Medrivning" virkning på endogene oscillerende aktivitet ved at interagere med hjerne svingninger i en frekvens-specifik måde5. Men kombinerer TAC'erne med neuroimaging metoder for en bedre forståelse af de mekanismer, der er online er stadig tvivlsom på grund af AC-induceret artefakter6. Derudover er det ikke muligt at optage direkte EEG-signalet over stimuleret målområdet uden at bruge en ring-lignende elektrode, som er en tvivlsom løsning7. Således mangler systematiske undersøgelser om dette emne.

Indtil videre er der ingen klare beviser om de varige virkninger af TAC'er efter stimulation ophør. Kun få studier har vist svage og uklare eftervirkningerne af TAC på det motoriske system8. Derudover er EEG beviser stadig ikke klart om eftervirkningerne af TAC'er9. På den anden side de fleste TAC'er undersøgelser viste fremtrædende online virkninger10,11,12,13,14,15,16 , 17 , 18, som er vanskelige at måle på en fysiologisk niveau på grund af tekniske begrænsninger. Det overordnede mål med vores metode er således, at give en alternativ tilgang for at teste online og frekvens-afhængige effekter af TAC på den motoriske cortex (M1) ved at levere enkelt puls transkranial magnetisk Stimulation (TMS). TMS gør det muligt for forskere at "sonde" den fysiologiske tilstand af menneskers motoriske cortex19. Derudover ved at optage Motor fremkaldte potentialer (MEP) på fagets kontralaterale side, kan vi undersøge virkningerne af de igangværende TAC'er11. Denne fremgangsmåde lader os nøjagtigt overvåge ændringer i corticospinal ophidselse ved at måle MEP amplitude under online elektrisk stimulation leveret ved forskellige frekvenser i en artefakt-fri mode. Derudover kan denne tilgang også teste online virkningerne af eventuelle andre bølgeform af tES.

For at demonstrere effekterne kombineret TAC-TMS, vil vi vise protokollen ved at anvende 20 Hz AC stimulation over den primære motor cortex (M1) mens online neuronavigated enkelt puls TMS er leveret afbrudt af tilfældige intervaller fra 3 til 5 s for at teste M1 kortikal ophidselse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

alle procedurer blev godkendt af den lokale forskning etiske komité i den højere School of Economics (HSE), Moskva, med samtykke fra alle deltagere.

Bemærk: deltagere skal rapportere ingen historie implanterede metal enheder, neurologisk eller psykiatrisk sygdom, stofmisbrug eller alkoholisme. TMS bruges ifølge den seneste sikkerhed retningslinjer 20. Fag skal underrettes fuldt ud om arten af den forskning og tegn en informeret samtykkeerklæring før du starter eksperimentet. Vi viser en hel række nødvendige udstyr til at køre online-kombineret TAC-TMS protokol ved stimulering af den dominerende M1 ( figur 1; Tabel over materialer).

1. sted Elektromyografi (EMG) elektroder i en Bipolar mave-senen Montage

  1. rense huden ved hjælp af en rengøring krat under alle elektroderne for at opnå lav hud impedans (under 10 kOhm).
  2. Placer aktive EMG elektrode på den første dorsale interosseous (FDI) muskel, referenceelektrode med ben 2 cm distalt og jorden elektrode mere proksimalt på arm.

2. At identificere mål for den Stimulation protokol

NOTE: her bruger vi de rammeløse TMS navigationssystem til at opnå en korrekt placering af TMS coil.

  1. Sted tracking sensorer over glabella mellem øjenbrynene og over næsen af deltageren.
  2. Åbne navigation system-software. Bruge enkelte deltagere ' strukturelle T1 magnetisk resonans Imaging (MR) data og udføre en fælles registrering af deltageren ' s hoved og en 3D Mr hoved via navigationssystemet.
  3. Præcist, placere spolen over det primære motor hånd-området, den såkaldte " motor knop " region ( figur 2).
  4. Begynde at anvende enkelt puls TMS og teste medlemmer; TMS er leveret af en stimulator (Se Tabel af materialer) forbundet til en standard af ottetal 75 mm coil. At lokalisere den " hotspot " af venstre M1 hold spolen tangerer til hovedbunden, med håndtaget peger bagud og lateralt, vinklet på 45° fra midterlinjen sagittal akse deltagerens ' s hoved.
  5. Når hotspot (dvs. det hovedbund punkt hvilket parlamentsmedlemmerne på tærskelen fra de kontralaterale undersøgt hånd muskler) er fundet, markeres med en blyant til at lette anvendelsen af TAC'er target elektrode.

3. TAC elektroder forberedelse

  1. forbinde 2 overflade saltvand-gennemblødt svamp elektroder (størrelse: 5 cm x 7 cm) til stimulation enhed, som kan generere elektriske vekselstrøm (f.eks. Brainstim).
  2. For at minimere huden sensation, konstant mætte elektroderne med en saltopløsning til at holde impedances under 10 kOhm hele hele stimulation session.

4. TAC protokol Set Up

  1. Konfigurer TAC'er protokollen bruger stimulator-enhed, skal du først kontrollere batteriets status.
  2. Ved hjælp af softwaren, åbner en ny session og administrere en ny stimulation protokol.
    1. Navn protokollen (f.eks. " Beta ").
    2. Indstil frekvens af stimulering (f.eks. 20 Hz).
    3. Vælg bølgeform (fx sinusformet).
    4. Samlede varighed af stimulation protokollen (f.eks. 600 s).
    5. Endelig, angive intensiteten på stimulation (f.eks. 1 mA), indstille offset, fade i, fade ud, og fase på " 0 ".
      Bemærk: en lille timing at falme i og ud af stimulation (ca. 30 s) kan blive foreslået, for at undgå eventuelle negative eller ubehageligt neurosensory virkninger for emnet.
    6. Aktivere enheden ' s " Bluetooth " funktion og upload protokollen fra software til stimulatoren.

5. TAC'erne elektroder Montage

  1. sted af " mål " elektrode over hovedbunden svarende til det markerede punkt. Sted i " reference " elektrode over ipsilaterale skulderen ved hjælp af specifikke klistret tape, i en " monopolære montage " 21.
  2. Justere omhyggeligt den første elastisk strop på hovedet med hensyn til neuro-navigation hoved-sensorer holdning. Derefter, ved hjælp af den anden rem, lave elektrode motivpositionen.
  3. Når TAC'er elektroder er placeret både på hovedbunden og på den ipsilaterale skulder, forbinde dem til stimulatoren.
  4. Før starten af stimulation sessionen, sikre ved visuel inspektion, placering af mål elektrode er centreret over den markerede hotspot.

6. At identificere de hvilende Motor tærskel (RMT)

  1. sted TMS spole over målet TAC'er elektrode og nøje justere positionen coil over hotspot ( figur 3) ved hjælp af neuro-navigation system.
  2. Måle RMT derfor til den kombinerede TAC-TMS setup (i.e., TMS coil over elektroden). Specifikt, justere TMS intensitet med hensyn til tykkelsen af TAC'er elektrode for at kontrollere for en pålidelig RMT.
    1. Måle RMT individuelt, det er defineret som minimumslysstyrke til at fremkalde en MEP i UDI musklen med en amplitude på 50 mV (top til top) i 5 ud af 10 forsøg 22.
  3. Angive intensiteten på TMS stimulation på 110% af RMT for at starte den eksperimentelle session.

7. forsøgsmetoden

  1. åbne EMG software og starte EMG optagelse.
  2. Start TAC'er stimulation.
  3. Under stimulation, levere TMS enkelt pulser afbrudt af tilfældige intervaller fra 3 til 5 sekunder.
  4. Sikrer at hver session af stimulation (f.eks. 20 Hz TAC'er stimulation efterfulgt af en fingeret eller en anden kontrol frekvens) varer højst 90 sekunder med en Inter session interval omkring 3 minutter, for at undgå eventuelle afsmittende effekt af den forud for stimulation frekvens/betingelse 11 , 13.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Det første vidnesbyrd om en TAC/TMS kombineret tilgang var vist af Kanai et al. i 2010. I denne undersøgelse, forfatterne anvendes TAC over den primære visuelle cortex (V1) og demonstreret en frekvens-specifikke graduering af visuelle kortikal ophidselse målt ved online TMS-induceret phosphene perception15. En mere raffineret udgave af protokollen blev vedtaget for at undersøge en fysiologisk graduering af den motoriske hjernebark ophidselse af Feurra et al. i 2011. At gøre så disse forfattere registreret MEP'er under enkelt puls TMS, mens løbende TAC blev leveret (figur 4). Forfatterne rapporterede den første kausale beviser for mulige medrivning af 20 Hz stimulering af den endogene tomgang Beta rytme af M1 ved at øge den corticospinal output andre kontrol frekvenser, kontrol site (parietal stimulation) og kontrol eksperiment (perifere albuenerven eksperiment)11 (figur 5).

I en følgende undersøgelse viste Feurra og samarbejdspartnere, virkningerne af TAC er ikke kun frekvens, men også staten-afhængige13. Ved hjælp af den samme kombineret montage, TAC blev anvendt over M1 på to forskellige betingelser: resten og motor billedsprog (fag blev bedt om at forestille sig knivspids-til greb bevægelser). I overensstemmelse med de tidligere resultater11forbedret kun Beta stimulation (20 Hz) primære motor cortex ophidselse i hvile, mens under opgaven motor billedsprog ekstraudstyr effekt var fremtrædende i theta (5 Hz) og alpha (10 Hz) stimulation. Dette repræsenterede det første fysiologiske bevis på en stat-afhængige effekt af TAC'er.

Til dato, dette kombineret nærmede sig har været anvendt til yderligere undersøgelse funktion af den motoriske cortex (tabel 1). Guerra og samarbejdspartnere anvendes TAC-TMS, ved hjælp af en lignende tilgang, for at vise hvordan specifikke interneuronal kredsløb reagere på stimulering leveret på motor frekvens (20 Hz) og ikke-motordrevne resonansfrekvens (7 Hz). De viste, at 20 Hz stimulation afskaffet effekten af kolinerge kort-latency afferente hæmning (SAI), uanset fase af stimulation. Interessant, var ændringer i glutamatergic intracortical facilitering (ICF) og GABAAergic kort-interval intracortical hæmning (SICI) fase-specifikke23.

Figure 1
Figur 1: Liste over de nødvendige materialer til samtidige TAC'er stimulation. Saltvandsopløsning, betjeningsanordning, elastikker, svampe (TAC), TAC kabel ledninger og elektroder, sprøjter, selvklæbende tape. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2 : Neuronavigation under TAC-TMS protokollen. Røde Kors angiver en lære udenad TMS hot-spot på den primære motor cortex. Overlappende hvide korset angiver en online positionering af TMS coil under protokollen, som et tegn på korrekte orientering. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3 : TAC-TMS på fagets hovedbunden. TMS spolen skal placeres over målet TAC'er elektrode. Investigator skal opretholde placeringen af spolen i overensstemmelse med neuronavigation koordinaterne for hotspot. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Skematisk fremstilling af den eksperimentelle design ved hjælp af metoden online TAC-TMS. (en) rød ("target") elektroder er placeret på hovedbunden overliggende den venstre motoriske cortex og højre parietal cortex (P4 placeringen af 10-20 internationale EEG System). Den blå ("henvisning") elektrode er placeret på midterlinjen svarende til PZ (10 -20 internationale EEG System) position (bipolar/cephalic montage). Af note, referenceelektrode af det nuværende forslag er placeret på den ipsilaterale skulder (monopolære montage), mens P4 bruges som en kontrol site. (b) Neuronavigated TMS: spolen er afholdt på den svamp elektrode placeret over den venstre M1. De farvede trekanter angiver online feedback fra coil fordrivelse fra de nøjagtige mål, med en tolerance på 2 mm (dette tal er blevet ændret fra Feurra et al., 2011)11. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5 : Repræsentative resultater. (en) gennemsnit log-transformeret MEP amplitude (fejllinjer betegne standardfejl) opnåede gennem forskellige forsøgsbetingelser værdier (rå data). Kun TAC'er leveret på beta rækkevidde (20 Hz) på den motoriske hjernebark øger den corticospinal output versus alle de andre betingelser (baseline, 5 Hz, 10 Hz, 40 Hz og 20 Hz på parietal cortex). En stjerne (*) angiver en betydelig forskel på 20 Hz stimulation med hensyn til alle de andre betingelser. (b) procentvise ændringer versus baseline af rå MEP amplitude værdier (dette tal er blevet ændret fra Feurra et al., 2011)11. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Forfatterne Opgave Frekvens Intensitet
TD > elektroder position Resultater Feurra et al., 2011 målinger af corticospinal ophidselse i hvile 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 40 Hz 1 mA Venstre M1, parietal cortex, nervus nerve 20 Hz øget MEP'erne størrelse på resten Feurra et al., 2013 målinger af corticospinal ophidselse i hvile og under motor billedsprog 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 40 Hz 1 mA Venstre M1 20 Hz steg MEP'erne størrelse i hvile mens 5 og 10 Hz steg MEP'erne størrelse under motor billedsprog Cancelli et al., 2015 målinger af corticospinal ophidselse i hvile 20Hz 2.2 mA Bilaterale M1 Forskelle i kortikal ophidselse forbedring med hensyn til personlig og ikke-personaliseret elektroder Guerra et al., 2016 målinger af corticospinal ophidselse i hvile 7 Hz, 20 Hz 1 mA Venstre M1 20 Hz TAC'er moduleret SICI, ICF og SAI

Tabel 1: TAC'er virkningerne på den primære motor cortex gennem forskellige betingelser. Frekvens, intensitet, kortikal site af stimulation og resultater.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne tilgang repræsenterer en enestående mulighed for at teste direkte online virkningerne af TAC'er for den primære motor cortex ved at måle corticospinal output gennem MEP'erne optagelse. Men placeringen af TMS spolen over TAC elektrode repræsenterer et afgørende skridt, der skal udføres præcist. Derfor vil vi først og fremmest foreslå eksperimentatorer find et målpunkt af fælles puls TMS, derefter mærke det på hovedbunden og kun efter at placere TAC'er elektrode over hotspot. Desuden understøtter tilgængeligheden af en neuronavigation system afgørende lokalisering af en optimal målet punkt for enkelt puls TMS. Før du begynder proceduren, sikre at deltageren ikke har nogen kontraindikationer for tES24 og TMS20.

Derudover kan tykkelse og placeringen af TAC'er elektrode under TMS spolen føre til en anderledes RMT med hensyn til en standard procedure. Det er således vigtigt at måle RMT når TMS coil er allerede placeret over TAC elektrode.

TMS-TAC online tilgang repræsenterer et teknisk fremskridt for både grundforskning og klinisk anvendelse. Da de fleste af TAC'er beviser har vist, at virkningerne er fremtrædende under og ikke efter ophør af stimulation, kan denne tilgang være nyttig til at teste online gavnlige frekvens-specifikke virkninger på patienter med motor sygdom, såsom væsentlige tremor, dystoni, Parkinsons sygdom og andre motor sygdomme.

Hidtil har denne kombinerede metode blev brugt til at undersøge motor og visuel cortex processer11,15. Men TAC'er, som selv var vist sig at være en pålidelig teknik til at øge kognitive funktioner som hukommelse og beslutning at gøre14,16,25,26,27. I fremtiden kan mulighed for at kombinere gentagne TMS (rTMS) sammen med TAC af manipulere forskellige frekvenser og målretter anderledes kortikale områder bidrage til at undersøge mekanismerne i den såkaldte "neuroenhancement". Ligeledes var det allerede vist, at kombinationen af TAC'erne med en mønstret TMS protokol, som løbende theta burst stimulation (cTBS), resulterede i øget plasticitet virkning kun når cTBS blev anvendt i fase med toppen af TAC-pålagt aktivering 28. Desuden, hvorimod rTMS bruges som et klinisk værktøj, sin kombination med TAC kan føre til udvikling af en ny klinisk metode for Neurorehabilitering.

Selv om denne artikel fokuserer på stimulering af M1, kan andre kortikale regioner målrettes ved hjælp af denne samlede tilgang. Dog kan kun stimulering af det menneskelige motor system føre til målelige motor evoked potentials (MEP'erne) optaget fra de perifere muskler på de kontralaterale side repræsenterer en sammensat signal fra række faldende cortico-spinal salver med forskellige generatorer29. På den anden side kan andre elektrode installationer tilbyde forskellige muligheder til at undersøge online Inter hemisfærisk effekter ved hjælp af samtidige bilaterale TAC'er over venstre og højre M1 sammen med single-puls TMS. Derudover kan online TAC-TMS fremgangsmåde anvendes til at målrette forskellige kortikale regioner under en opførsel opgave ved måling reaktionstider (RT) og nøjagtighed. På den ene side tilbyder TAC-TMS tilgangen en artefakt-fri metode til undersøgelse af menneskers motoriske funktioner; på den anden side kan en TAC-EEG tilgang tilbyde flere muligheder for studiet af neurale korrelerer af forskellige kognitive processer ved at satse på en bred vifte af kortikale områder, men stadig med et større antal artefakter inde signal optagelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgments

Denne undersøgelse blev støttet af russisk Science Foundation tilskud (kontrakt antal: 17-11-01273). En særlig tak til Andrey Afanasov og kolleger fra multifunktionelle innovationscenter for tv-Technics (National forskning University, højere School of Economics, Moskva, Rusland) for video-optagelse og redigering af video.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BrainStim, high-resolution transcranial stimulator E.M.S., Bologna, Italy EMS-BRAINSTIM
Pair of 1,5m cables for connection of conductive silicone electrodes E.M.S., Bologna, Italy EMS-CVBS15
Reusable conductive silicone electrodes 50x50mm E.M.S., Bologna, Italy FIA-PG970/2
Reusable spontex sponge for electrode 50x100mm E.M.S., Bologna, Italy FIA-PG916S
Rubber belts – 75 cm E.M.S., Bologna, Italy FIA-ER-PG905/8
Plastic non traumatic button E.M.S., Bologna, Italy FIA-PG905/99
Brainstim E.M.S., Bologna, Italy
MagPro X100 MagOption - transcranial magnetic stimulator MagVenture, Farum, Denmark 9016E0731
8-shaped coil MC-B65-HO-2 MagVenture, Farum, Denmark 9016E0462
Chair with neckrest MagVenture, Farum, Denmark 9016B0081
Localite TMS Navigator - Navigation platform, Premium edition Localite, GmbH, Germany 21223
Localite TMS Navigator - MR-based software, import data for morphological MRI (DICOM, NifTi) Localite, GmbH, Germany 10226
MagVenture 24.8 coil tracker, Geom 1 Localite, GmbH, Germany 5221
Electrode wires for surface EMG  EBNeuro, Italy  6515
Surface Electrodes for EEG/EMG  EBNeuro, Italy  6515
BrainAmp ExG amplifier - bipolar amplifier  Brain Products, GmbH, Germany
 BrainVision Recorder 1.21.0004  Brain Products, GmbH, Germany
Nuprep Skin Prep Gel  Weaver and Company, USA
Syringes
Sticky tape
NaCl solution

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Priori, A. Brain polarization in humans: a reappraisal of an old tool for prolonged non-invasive modulation of brain excitability. Clin. Neurophysiol. 114 (4), 589-595 (2003).
  2. Herrmann, C. S., Rach, S., Neuling, T., Struber, D. Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes. Front Hum. Neurosci. 7, 279 (2013).
  3. Frohlich, F., McCormick, D. A. Endogenous electric fields may guide neocortical network activity. Neuron. 67 (1), 129-143 (2010).
  4. Ozen, S., et al. Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats. J. Neurosci. 30 (34), 11476-11485 (2010).
  5. Helfrich, R. F., et al. Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation. Curr. Biol. 24 (3), 333-339 (2014).
  6. Bergmann, T. O., Karabanov, A., Hartwigsen, G., Thielscher, A., Siebner, H. R. Combining non-invasive transcranial brain stimulation with neuroimaging and electrophysiology: Current approaches and future perspectives. Neuroimage. 140, 4-19 (2016).
  7. Feher, K. D., Morishima, Y. Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS). J. Vis. Exp. (107), e53527 (2016).
  8. Antal, A., et al. Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans. Brain Stimul. 1 (2), 97-105 (2008).
  9. Struber, D., Rach, S., Neuling, T., Herrmann, C. S. On the possible role of stimulation duration for after-effects of transcranial alternating current stimulation. Front Cell Neurosci. 9, 311 (2015).
  10. Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. Frequency specific modulation of human somatosensory cortex. Front Psychol. 2, (2011).
  11. Feurra, M., et al. Frequency-dependent tuning of the human motor system induced by transcranial oscillatory potentials. J. Neurosci. 31 (34), 12165-12170 (2011).
  12. Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. Frequency specific modulation of human somatosensory cortex. Front Psychol. 2, (2011).
  13. Feurra, M., et al. State-dependent effects of transcranial oscillatory currents on the motor system: what you think matters. J. Neurosci. 33 (44), 17483-17489 (2013).
  14. Feurra, M., Galli, G., Pavone, E. F., Rossi, A., Rossi, S. Frequency-specific insight into short-term memory capacity. J. Neurophysiol. 116 (1), 153-158 (2016).
  15. Kanai, R., Paulus, W., Walsh, V. Transcranial alternating current stimulation (tACS) modulates cortical excitability as assessed by TMS-induced phosphene thresholds. Clin. Neurophysiol. 121 (9), 1551-1554 (2010).
  16. Polania, R., Moisa, M., Opitz, A., Grueschow, M., Ruff, C. C. The precision of value-based choices depends causally on fronto-parietal phase coupling. Nat. Commun. 6, 8090 (2015).
  17. Santarnecchi, E., et al. Frequency-dependent enhancement of fluid intelligence induced by transcranial oscillatory potentials. Curr. Biol. 23 (15), 1449-1453 (2013).
  18. Santarnecchi, E., et al. Individual differences and specificity of prefrontal gamma frequency-tACS on fluid intelligence capabilities. Cortex. 75, 33-43 (2016).
  19. Dayan, E., Censor, N., Buch, E. R., Sandrini, M., Cohen, L. G. Noninvasive brain stimulation: from physiology to network dynamics and back. Nat. Neurosci. 16 (7), 838-844 (2013).
  20. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin. Neurophysiol. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  21. Nasseri, P., Nitsche, M. A., Ekhtiari, H. A framework for categorizing electrode montages in transcranial direct current stimulation. Front Hum. Neurosci. 9, 54 (2015).
  22. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clin.Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  23. Guerra, A., et al. Phase Dependency of the Human Primary Motor Cortex and Cholinergic Inhibition Cancelation During Beta tACS. Cereb. Cortex. 26 (10), 3977-3990 (2016).
  24. Fertonani, A., Ferrari, C., Miniussi, C. What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety, sensations and secondary induced effects. Clin. Neurophysiol. 126 (11), 2181-2188 (2015).
  25. Feurra, M., Galli, G., Rossi, S. Transcranial alternating current stimulation affects decision making. Front Syst.Neurosci. 6, 39 (2012).
  26. Marshall, L., Helgadottir, H., Molle, M., Born, J. Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory. Nature. 444 (7119), 610-613 (2006).
  27. Sela, T., Kilim, A., Lavidor, M. Transcranial alternating current stimulation increases risk-taking behavior in the balloon analog risk task. Front Neurosci. 6, (2012).
  28. Goldsworthy, M. R., Vallence, A. M., Yang, R., Pitcher, J. B., Ridding, M. C. Combined transcranial alternating current stimulation and continuous theta burst stimulation: a novel approach for neuroplasticity induction. Eur. J. Neurosci. 43 (4), 572-579 (2016).
  29. Bestmann, S., Krakauer, J. W. The uses and interpretations of the motor-evoked potential for understanding behaviour. Exp. Brain Res. 233 (3), 679-689 (2015).

Tags

Neurovidenskab sag 127 TAC TMS primære motor cortex oscillerende aktivitet MEP'er TAC-TMS tES Neuromodulationsbehandling beta frekvens 20 Hz
Virkningerne af transkranial vekselstrøm Stimulation på den primære Motor Cortex af Online kombineret tilgang med transkranial magnetisk Stimulation
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shpektor, A., Nazarova, M., Feurra,More

Shpektor, A., Nazarova, M., Feurra, M. Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation. J. Vis. Exp. (127), e55839, doi:10.3791/55839 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter