Summary
En protokol til hukommelsesforbedring ved hjælp af transkranial jævnstrømsstimulering (tDCS), der er målrettet mod dorsolateral prefrontal og posterior parietal cortices, som centrale kortikale noder inden for hippocampo-cortical netværk, præsenteres. Protokollen er blevet godt evalueret i undersøgelser af raske deltagere og gælder også for aldrings- og demensforskning.
Abstract
Hukommelsesforbedring er en af de store udfordringer inden for kognitiv neurovidenskab og neurorehabilitering. Blandt de forskellige teknikker, der anvendes til hukommelse ekstraudstyr, transkranial jævnstrøm stimulation (tDCS) er ved at opstå som et særligt lovende redskab til forbedring af hukommelsesfunktioner i en ikke-invasiv måde. Her præsenterer vi en tDCS-protokol, der kan anvendes til hukommelsesforbedring i sunde deltagerstudier samt i aldrings- og demensforskning. Protokollen bruger svag konstant anodal strøm til at stimulere kortikale mål inden cortico-hippocampal funktionelle netværk engageret i hukommelsesprocesser. Målelektroden placeres enten på den bageste parietale cortex (PPC) eller den dorsolaterale præfrontale cortex (DLPFC), mens returelektroden placeres ekstracranially (dvs. på den kontralaterale kind). Derudover skitserer vi en mere avanceret metode til oscillatory tDCS, der efterligner en naturlig hjernerytme for at fremme hippocampus-afhængige hukommelsesfunktioner, som kan anvendes på en personlig og ikke-personlig måde. Vi præsenterer illustrative resultater af associative og arbejdshukommelsesforbedring efter enkelte tDCS-sessioner (20 minutter), hvor de beskrevne elektrodemontage blev brugt med aktuelle intensiteter mellem 1,5 mA og 1,8 mA. Endelig diskuterer vi afgørende skridt i protokollen og metodologiske beslutninger, der skal træffes, når man udformer en tDCS-undersøgelse af hukommelse.
Introduction
Hukommelse spiller en afgørende rolle i hverdagens funktion, da det gør det muligt for en at huske oplysninger om mennesker og steder, huske tidligere begivenheder, lære nye fakta og færdigheder samt at foretage vurderinger og beslutninger. Her fokuserer vi på to typer hukommelse - arbejdshukommelse (WM) og associativ hukommelse (AM). WM giver os mulighed for midlertidigt at vedligeholde og gemme oplysninger til løbende kognitiv behandling1, mens AM gør det muligt for os at huske flere stykker erfaring eller information bundet sammen. Derfor understreger disse to typer hukommelse næsten alle daglige aktiviteter. Desværre er hukommelse en af de mest sårbare funktioner, da den falder med normal aldring såvel som på grund af forskellige patologiske tilstande og forhold. Både WM og AM tilbagegang er fremtrædende i mild kognitiv svækkelse2,3 og demens4,5 samt i normal aldring6,7. Da hukommelsesunderskud er forbundet med et højt sygdomsbyrdeniveau8,9 og i væsentlig grad påvirkerlivskvaliteten 10,11,12,13, er der et stigende behov for nye tilgange til forebyggelse og behandling af hukommelsesfald.
Transkranial jævnstrømsstimulering (tDCS) er et lovende redskab til at tackle hukommelsesnedgang14,15,16 og få en bedre forståelse af hjernens funktioner generelt17. tDCS er en ikke-invasiv hjernestimulationsteknik, der bruger svage elektriske strømme (normalt mellem 1 mA og 2 mA) til at modulere hjerneaktivitet ved at påvirke neuronal membranudstænding. Virkningerne af tDCS er polaritetsafhængige, således at anodal stimulation øges, mens cathodal reducerer neuronal excitabilitet. Nemlig, anodal tDCS øger sandsynligheden for handling potentialer til at skyde gennem depolarisering af neuronale membraner, hvilket letter spontan hjerneaktivitet under anoden18. Desuden er det vist, at effekten af øget aktivering ikke forbliver lokaliseret, men har tendens til at sprede sig til andre funktionelt forbundne områder af centralnervesystemet. Anodal tDCS forventes således at fremme kognitive funktioner, der er afhængige af målrettede hjerneregioner og funktionelt sammenkoblede hjerneområder, mens cathodal tDCS forventes at have den modsatte effekt.
TDCS har flere fordele i forhold til andre hjernestimulationsteknikker:(1)tDCS er sikkert, dvs. (2) tDCS er karakteriseret ved højeste tolerabilitet blandt hjernestimulationsteknikker, da det forårsager minimal ubehag for deltagerne i form af milde prikken- og kløefornemmelser under de stimulerende elektroder20; (3) tDCS er omkostningseffektiv - prisen på tDCS-enheder og anvendelse er ti til hundrede gange lavere end andre behandlingsmuligheder, hvilket gør det attraktivt for patienter og sundhedssystem; (4) tDCS er let at bruge og har derfor et stort potentiale, der skal anvendes selv i hjemmebaserede miljøer, hvilket kan føre til højere overensstemmelse mellem patienter og reducerede omkostninger for medicinsk personale og faciliteter.
De største udfordringer ved at bruge tDCS til hukommelsesforbedring er at finde den optimale elektrodemontage- og stimuleringsprotokol, der vil producere pålidelige effekter på hukommelsen. Her bruger vi udtrykket elektrodemontage til at henvise til elektrodernes konfiguration og positioner (dvs. placeringen af mål- og referenceelektroden (returelektroden). På grund af karakteren af de elektriske felter er referenceelektroden (retur) ikke neutral - den har polariteten modsat målelektroden - og kan derfor også udøve biologiske (neuromodulatoriske) virkninger på det underliggende neurale væv. Derfor er omhyggelig valg af referenceelektroden afgørende for at undgå uønskede yderligere virkninger af stimuleringen.
Når vi bruger udtrykket stimuleringsprotokol, henviser vi til tDCS-parametrene, såsom varigheden og intensiteten af den strøm, der påføres, samt den måde, hvorpå den aktuelle intensitet ændres over tid (dvs. om intensiteten er konstant under hele stimuleringen eller ændres efter en sinusformet bølgeform med visse amplitude og frekvens). Forskellige stimuleringsprotokoller kan anvendes ved hjælp af den samme elektrodemontage, og den samme protokol kan bruges på tværs af forskellige montager.
For at optimere elektrodemontagen ser vi på de funktionsrelevante hjerneområder, og hvordan de elektriske felter, der induceres af forskellige positioner af elektroderne, vil påvirke disse hjerneområder og deraf følgende kognitive funktioner. Flere forskellige kortikale og subkortikale strukturer spiller en væsentlig rolle i hukommelsesfunktioner - herunder områder af frontal, tidsmæssig og parietal cortex. Nemlig, WM understøttes af en udbredt neurale netværk, der omfatter dorsolateral (DLPFC) og ventral lateral præfrontal cortex (VLPFC), premotoriske og supplerende motor cortices, samt bageste parietal cortex (PPC)21. For AM og episodisk hukommelse generelt er strukturer inden for mediale temporal lap afgørende22. Men associative områder af parietal, frontal, og tidsmæssige cortices, med deres konvergente veje til hippocampus spiller også en væsentlig rolle. På grund af sin anatomiske position kan hippocampus ikke stimuleres direkte ved hjælp af tDCS, og dermed udføres forbedringen af hippocampus-afhængige hukommelsesfunktioner ved hjælp af de kortikale mål med høj funktionel forbindelse til hippocampus som posterior parietal cortex. Af disse årsager bruges DLPFC og PPC oftest som stimuleringsmål for at forbedre hukommelsen. Positionering af elektroderne kan raffineres yderligere baseret på strømstrømsmodellering23 og valideres i undersøgelser, der kombinerer tDCS med neuroimaging-teknikker24.
Den mest almindelige stimuleringsprotokol er en konstant anodal strøm på 1-2 mA, der varer mellem 10-30 minutter. Den formodede mekanisme bag denne protokol er, at elektroden med en positiv ladning vil øge excitabiliteten af det underliggende kortikale væv, hvilket end vil resultere i forbedret efterfølgende hukommelsesydelse. I modsætning til den konstante anodale tDCS, hvor den aktuelle intensitet forbliver den samme i hele stimuleringsperioden, svinger strømmens intensitet i den oscillatære tDCS-protokol ved den givne frekvens omkring en bestemt værdi. Derfor modulerer denne type protokol ikke kun excitabilitet, men også indtræne neurale svingninger af de relevante hjerneområder. Det er vigtigt at bemærke, at elektroderne for både konstant og oscillatory tDCS bevarer den samme strømpolaritet i hele stimuleringens varighed.
Her præsenterer vi tDCS montager, der er målrettet noder inden fronto-parieto-hippocampal netværk for at fremme hukommelse - både WM og AM: specifikt to elektrode montager med målet elektrode over enten venstre / højre DLPFC eller venstre / højre PPC. Ud over konstant anodal tDCS protokol skitserer vi en theta oscillatory tDCS protokol.
Udformning af undersøgelser
Før vi giver en detaljeret vejledning om, hvordan man bruger tDCS til hukommelsesforbedring, vil vi skitsere et par væsentlige egenskaber ved det eksperimentelle design, der er vigtige at overveje, når vi planlægger en tDCS-undersøgelse af hukommelse.
Falsk kontrol
For at vurdere tDCS' indvirkning på hukommelsen skal undersøgelsen kontrolleres. Dette indebærer, at protokollen i en af forsøgsbetingelserne ligner en rigtig stimuleringssession, men der gives ingen behandling. Denne falske eller falske session fungerer som et referencepunkt for at sammenligne ydeevne efter ægte tDCS og drage slutninger om dens effektivitet. Almindeligvis anvendes strømmen i den falske protokol kun i en kort periode - normalt op til 60 sekunder i begyndelsen og i slutningen af den falske stimulering som en ramp-up efterfulgt af øjeblikkelig ramp-down (dvs. fade-in/fade-out, op til 30 sekunder hver) mode. På denne måde sikres det, at varigheden af stimuleringen er utilstrækkelig til at producere adfærdsmæssige eller fysiologiske virkninger. Da lokale hud / hovedbund fornemmelser er normalt mest udtalt i begyndelsen og i slutningen af stimulation (på grund af ændringer i den nuværende intensitet), de fornemmelser induceret i alle protokoller er sammenlignelige og vanskelige at skelne25. På denne måde er deltageren blændet om, hvorvidt stimuleringen er reel eller ej, hvilket er særligt vigtigt i inden for fagdesign.
Ud over sham-kontrol, for at vurdere specificiteten af virkningerne af oscillatoriske protokoller, er det tilrådeligt at have en aktiv kontroltilstand, også. For eksempel kan den aktive styring af oscillatorisk protokol være konstant anodal stimulering af sammeintensitet26,27eller oscillatorisk stimulering i forskellige frekvenser , f.eks.
Inden for- eller mellem-fag design.
I inden for design hver deltager gennemgår både reelle og falske tDCS, mens der i mellem-fag design en gruppe af deltagere modtager reel, og den anden gruppe modtager fingeret tDCS. Den største fordel ved inden for emnet design er bedre kontrol af emne-specifikke confounds. Det vil sige, individuelle forskelle i anatomi og kognitive evner styres bedst for, når hver deltager sammenlignes med sig selv. Men da inden for fagdesign skal anvendes på cross-over mode (dvs. halvdelen af deltagerne modtager ægte tDCS i den første session og fingeret i den anden session, mens den anden halvdel af deltagerne modtager fingeret første og reelle tDCS sekunder) dette design kan ikke være optimalt for kliniske og uddannelse undersøgelser samt undersøgelser, der involverer flere tDCS sessioner i løbet af på hinanden følgende dage, crossover-design kan resultere i ulige basislinjer mellem crossover-armene. Derfor er design inden for emnet bedst egnet til at vurdere enten adfærdsmæssige eller fysiologiske virkninger af en enkelt tDCS-session, og når ulige baselines ikke betragtes som et problem for forskningshypotesen. I inden for emnet design vurdere virkningerne af enkelt tDCS session, er det en god praksis at holde 7 dage mellem reelle og falske tDCS session for at undgå fremførsel effekter (men nogle undersøgelser tyder på endnu kortere udvaskning perioder ikke væsentligt påvirker resultaterne29,30) og til at bruge parallelle former for hukommelse opgaver i opvejet for at minimere uddannelse og mellem-session læring effekter.
Når der anvendes design mellem emnerne, bør kontrolgruppen nøje afstemmes med hensyn til baseline-ydeevne samt andre relevante karakteristika, der vides at være relevante for tDCS-effektiviteten. Tilfældig gruppetildeling er muligvis ikke den bedste fremgangsmåde i små stikprøvestørrelser (f.eks. <100), da det kan føre til suboptimal matchning. I begge tilfælde skal der tages højde for de oprindelige resultater i den statistiske analyse.
Prøvestørrelse.
Et af de ofte stillede spørgsmål er "hvor mange deltagere har man brug for for at opdage tDCS-effekter". Svaret på dette spørgsmål afhænger af flere aspekter af undersøgelsen, herunder eksperimentelt design, forventede effektstørrelser, type statistisk analyse osv. Prøvestørrelserne i hjernestimuleringseksperimenter er ofte for små, og det anslås, at undersøgelser på dette område savner omkring 50% af ægte positive resultater, fordi de er underdimensionerede31. Effektanalyse gør det muligt at bestemme tilstrækkelig stikprøvestørrelse for hvert enkelt eksperiment baseret på undersøgelsens design og den forventede effektstørrelse for planlagt statistisk analyse. Effektanalysen kan udføres i R-miljø eller ved hjælp af gratis specialiseret software som G * Power32, og den skal altid udføres på forhånd (dvs. før eksperimentet). Strømmen skal indstilles til >,80 (ideelt .95), og den forventede effektstørrelse på hukommelsesopgaver efter en enkelt tDCS-session er normalt mellem 0,15-20 (η2),dvs. Derfor er man typisk nødt til at tilmelde 20-30 deltagere i alt for forsøg inden for faget og 30-40 deltagere pr. gruppe for mellempersoner at opnå tilfredsstillende effekt og dermed mindske type II-fejl. Stikprøvestørrelsen afhænger dog af antallet af andre faktorer, herunder den planlagte analyse og følsomheden af de adfærdsmål, der bruges. Derfor ideelt set ville man køre et indledende eksperiment for at forstå effektstørrelserne for det specifikke design og bruge disse data som input til effektanalyse. Det er dog vigtigt at bemærke, at kørsel af et piloteksperiment på blot nogle få deltagere vil føre til defekte og upålidelige skøn over effektstørrelserne. Hvis ressourcerne er begrænsede, er det derfor bedre at basere sig på de tidligere undersøgelser med sammenlignelige resultater og anlægge en lidt mere konservativ tilgang, dvs.
Foranstaltninger til gennemførelse af resultater
For at vurdere effektiviteten af tDCS på hukommelsen skal man vælge passende adfærdsmæssige opgaver. Faktisk er valget af hukommelsesopgaven et af de afgørende aspekter af undersøgelsesdesignet, fordi evnen til at opdage tDCS-effekten direkte afhænger af opgavens følsomhed. Udfordringen her er, at de fleste standardiserede hukommelsesvurderingsværktøjer eller klassiske neuropsykologiske opgaver muligvis ikke er følsomme nok til at detektere tDCS-effekter i specifikke populationer. Desuden er de fleste af de standardiserede opgaver ikke tilgængelige i to eller flere parallelle former og kan derfor ikke bruges i design inden for. Derfor bruger de fleste tDCS-hukommelsesundersøgelser specialbyggede opgaver. Når man udformer eller vælger resultatmål, bør man sikre, at opgaven er: (1) fokus/selektiv måling af den hukommelsesfunktion, der er af interesse; (2) følsomme (dvs. at skalaen er fin nok til at opdage selv små ændringer); (3) at udfordre deltagerne (dvs. at opgavevanskelighederne er tilstrækkelige og dermed undgå celleeffekter) (4) pålidelig (dvs. at målefejlen minimeres mest muligt). Derfor bør man bruge empirisk validerede strengt parallelle former for hukommelsesopgaver, som har et tilstrækkeligt antal forsøg - både for at sikre foranstaltningens følsomhed samt for at maksimere dens pålidelighed. Ideelt set bør opgaverne forhåndstestes på en gruppe, der er udtaget prøver af fra samme population som eksperimentdeltagerne, for at sikre, at den maksimale ydeevne ikke er opnåelig, og at opgaveformerne har lige store vanskelighedsindekser. Endelig er det bedst at bruge edb-opgaver, når det er muligt, da de giver mulighed for kontrolleret varighed og præcis timing. På denne måde kan forskere sikre, at alle deltagere gennemgår hukommelsesvurdering på samme tid med hensyn til tidspunktet for stimulering (enten under eller efter tDCS). Varigheden af hver opgave eller opgaveblok bør ikke være længere end 10 minutter for at undgå træthed og udsving i opmærksomhedsniveauerne. den kognitive vurdering bør ikke være længere end 90 minutter i alt (herunder opgaver både under og efter tDCS).
Protocol
Denne procedure er blevet godkendt af Den Institutionelle Etiske Komité og er i overensstemmelse med Helsingfors-erklæringen og retningslinjerne for menneskelig forskning.
1. Materialer
BEMÆRK: For hver tDCS-session forberedes følgende materialer (figur 1).
- Anskaf en tDCS-enhed - brug kun en batteridrevet tDCS-enhed eller en netforbundet optisk isoleret tDCS-enhed. Enheden skal fungere som en konstant strømstimulator med en maksimal effekt, der helst er begrænset til nogle få milliampere rækkevidde. Enheden skal have myndighedsgodkendelse til human brug.
- Få gummielektroder - brug enten 5 cm x 5 cm firkantede eller 25 cm2 runde formede elektroder. Disse elektroder vil have de nuværende tætheder mellem 0,06 mA/cm2 og 0,08 mA/cm2 for strømme på henholdsvis 1,5 mA-2 mA.
- Forbered svamplommer, der passer til gummielektroderne. Hvis svampelommen er for stor, vil den øge kontaktfladen til huden.
- Forbered saltvandsopløsning (standard 0,9% NaCl).
- Forbered alkohol (70%).
- Få en justerbar silikonehætte - hovedstropper kan også bruges, men EEG silikonehætter kan bedre tilpasses størrelsen og formen af deltagernes hoved og er derfor mere behagelige til elektrodeplacering.
- Få målebånd (fleksibelt, plast eller bånd).
- Få en hudmarkør - hudmarkørblyanter eller forskellige makeupprodukter (f.eks. øjenblyant eller øjenskyggeblyant), den senere kan være endnu mere praktisk, da de er dermatologisk testet og let aftagelige.
- Få bomuldspuder.
- Få kam og engangs mini silicium hårbånd.
- Få en sprøjte eller plastikpipette.
- Udarbejde et protokolark - udfyld formular til grundlæggende oplysninger om sessionen, dvs. deltager-id, studie-id, dato, klokkeslæt, noter osv.
- Forbered en tabel med forudberegnede hovedmål for at hjælpe med elektrodernes placering.
BEMÆRK: For at fremskynde processen og reducere risikoen for fejl anbefales det at have denne tabel klar på forhånd. Målingen er baseret på 10-20 EEG elektrode placeringssystem; de værdier, der anvendes til beregninger, er nasion-inion/venstre-højre-preauricular afstande (se nedenfor). Tabellen indeholder 20 % værdier for et interval af afstandsværdier. Vi har fundet det som den mest bekvemme at have tabellen indlejret i protokollen ark (Tillæg). - Forbered spørgeskemaer. For hver session skal du indsamle data om fornemmelser og bivirkninger før og efter tDCS; fornemmelser og niveauet af (un)behagelighed under tDCS; humør og generel subjektiv tilstand, dvs friskhed / træthed.
Figur 1:Materialer til tDCS-eksperiment (se tekst for detaljer). 2) elektroder; 3) svampe; 4) saltvandsopløsning; 5) alkohol; 6) silikonehætte; 7) målebånd; 8) hud blyant; 9) bomuldspuder; 10) kamme og silicium hårbånd; 11) sprøjte Klik her for at se en større version af dette tal.
2. Programmering af stimuleringsprotokoller
BEMÆRK: Nøjagtige trin i programmeringen af tDCS-protokollen varierer på tværs af tDCS-systemer/-enheder. Alle tDCS-enheder giver dog grundlæggende funktioner - evnen til at producere konstant strøm med ønsket stimuleringsintensitet, evnen til gradvist at rampe op og ned og en metode til at indstille varigheden af stimulering. De mere avancerede protokoller som theta-oscillatory tDCS kræver enheder/systemer, der giver mulighed for specialbyggede stimuleringsprotokoller.
- Konstant anodal tDCS
- Definer den normale konstante anodale tDCS-protokol(figur 2A) som: (1) indtoningsperiode på 30 sekunder, når den aktuelle intensitet gradvist øges fra 0 mA til målintensiteten (vi bruger typisk 1,5 mA, men andre intensiteter kan også bruges, forudsat at de holder sig inden for sikkerhedsgrænser); 2) stimuleringsperiode, hvor målintensitetens konstante strøm (f.eks. 1,5 mA) leveres og (3) udtoningsperiode på 30 sekunder, når den nuværende intensitet gradvist reduceres til 0 mA.
Figur 2: tDCS-protokoller: (A) Konstant anodal tDCS; B) Theta oscillatory tDCS (3) Sham tDCS. Fade i punktum er markeret orange; udtoningsperioden er markeret som grøn. Klik her for at se en større version af dette tal.
- Den attende tDCS
- Den a-oscillatory tDCS leverer strøm af varierende intensitet, men skifter ikke polaritet(figur 2B). Derfor defineres den bølgeform, hvor strømmen leveres, som følger: (1) indtoningsperiode på 30 sekunder, hvor den aktuelle intensitet gradvist øges fra 0 mA til målintensiteten (f.eks. 1,5 mA); (2) stimuleringsperioden på 19 minutter, hvor strømmen svinger omkring målintensiteten inden for et foruddefineret amplitudeområde (vi bruger svingninger på ± 0,5 mA af målintensiteten) i en udvalgt frekvens (vi bruger typisk 5 Hz frekvens som repræsentativ for theta-rytmen); og (3) udtoningsperiode på 30 sekunder for at bringe den aktuelle intensitet op på 0 mA.
BEMÆRK: Denne protokol kan genereres af enhver eksperimentel kontrolsoftware (f.eks. CED-signal) og leveres via en intelligent grænseflade (f.eks. CED 1401-udstyr), der er kompatibel med tDCS-enhed, der skal bruges. Nogle mere avancerede dedikerede transkraniale elektriske stimulationssystemer (tES) udover tDCS kan også levere vekselstrøm (tACS) og tilfældig støjstimulering (tRNS). De kan også bruges til at generere den oscillatory tDCS-protokol. I StarStim defineres den aksillerende tDCS-protokol f ±.eks. Denne type protokol kan tilpasses på en måde, at ikke alle deltagere modtager oscillatorisk stimulering med samme frekvens (dvs. 5 Hz), men at frekvensen justeres til den dominerende frekvens inden for frekvensbåndet for hver person (f.eks. person 1: 5 Hz, person 2: 6 Hz, person 3: 4,5 Hz osv.).
- Den a-oscillatory tDCS leverer strøm af varierende intensitet, men skifter ikke polaritet(figur 2B). Derfor defineres den bølgeform, hvor strømmen leveres, som følger: (1) indtoningsperiode på 30 sekunder, hvor den aktuelle intensitet gradvist øges fra 0 mA til målintensiteten (f.eks. 1,5 mA); (2) stimuleringsperioden på 19 minutter, hvor strømmen svinger omkring målintensiteten inden for et foruddefineret amplitudeområde (vi bruger svingninger på ± 0,5 mA af målintensiteten) i en udvalgt frekvens (vi bruger typisk 5 Hz frekvens som repræsentativ for theta-rytmen); og (3) udtoningsperiode på 30 sekunder for at bringe den aktuelle intensitet op på 0 mA.
- Sham tDCS
- Brug en fingeret protokol med samme varighed som konstant/oscillatory tDCS (Figur 2C). Nemlig definere det som: (1) først fade ind / ud periode, hvor strømmen er gradvist ramped op til målintensitet (f.eks 1,5 mA) og gradvist ramped ned til 0 mA i løbet af de første 60 sekunder (2) 18 minutter af 0 mA, og (3) den anden fade ind / ud periode, som igen varer 60 sekunder.
BEMÆRK: En alternativ fremgangsmåde ville være at anvende meget lav strømintensitet i hele stimuleringsperioden (20 min). Denne type fingeret protokol er programmeret på samme måde som den anodale stimulation (kun den aktuelle intensitet er indstillet til (0,1 mA) og er designet til at producere kutane fornemmelser, men intensiteten er for uge til at producere fysiologiske virkninger33.
- Brug en fingeret protokol med samme varighed som konstant/oscillatory tDCS (Figur 2C). Nemlig definere det som: (1) først fade ind / ud periode, hvor strømmen er gradvist ramped op til målintensitet (f.eks 1,5 mA) og gradvist ramped ned til 0 mA i løbet af de første 60 sekunder (2) 18 minutter af 0 mA, og (3) den anden fade ind / ud periode, som igen varer 60 sekunder.
3. Placering af elektroder (figur 3)
- DLPFC elektrodemontage: For stimulering af DLPFC skal du placere målelektrodododen (anodal) på enten F3 (venstre) eller F4 (højre) i det internationale 10-20 EEG-system. Placer returelektrododen (cathodal) på den kontralaterale kind - dvs. højre kind til F3-anod og venstre kind til F4-anod.
- PPC elektrode montage: For stimulation over PPC, placere målet (anodal) elektrode på enten P3 (venstre) eller P4 (højre) af den internationale 10-20 EEG system. Placer returelektrododen (cathodal) på den kontralaterale kind på samme måde som i DLPFC-montage.
- Målet elektrode placering
- Sådan finder du F3 på deltagernes hoved
- Brug målebåndet til at måle afstanden mellem nasion (næsebroens dybeste punkt) og inion (det mest udtalte punkt på den eksterne occipitale fremspring), der går over toppen af hovedet. Marker halvvejs afstand med hudmarkøren med en tynd linje.
- Mål afstanden mellem ørerne (brug preauricular punkter som referencer) går over toppen af hovedet og markere halvvejs afstand med en tynd linje.
- Find knudepunktet eller midterlinjens centrale position, kaldet Cz, i skæringspunkterne mellem de to midterlinjer. Marker det tydeligt med hudmarkøren.
- Mål igen nasion-inion afstand, men denne gang går over Cz, og bemærk afstanden som foranstaltning A. Mål igen afstanden mellem ørerne, denne gang går over Cz, og bemærk afstanden som foranstaltning B.
- Beregn 20% af afstand A og 20% af afstand B (eller se Protokolark for forudberegnede værdier).
- Flyt 20% af afstanden A frem fra Cz langs nasion-inion linje for at nå Fz (midline frontal) og markere stedet.
- Flyt 20% af afstand B til venstre fra Cz langs den inter-aurikulære linje for at nå C3 (venstre centrale) og markere stedet.
- Flyt 20% fremad form C3 (parallelt med nasion-inion linje), og 20% mod venstre form Fz (parallelt med den inter-aurikulære linje), for at nå F3 i krydset. Mark F3 med hudmarkøren og placer midten af elektroden på stedet.
- Hvis du vil finde F4, skal du kun følge den samme procedure i højre side af hovedet.
- Sådan finder du P3 på deltagernes hoved
- Følg trinnene 3.3.1.1-3.3.1.5 som beskrevet ovenfor (find Cz, noteafstand A og B, beregn 20%).
- Flyt 20% af afstanden A tilbage fra Cz langs nasion-inion at nå Pz (midline parietal) og markere stedet.
- Flyt 20% af afstand B mod venstre fra Cz langs den inter-aurikulære linje for at nå C3 og markere stedet.
- Flyt 20% tilbage fra C3 (parallelt med nasion-inion linje), og 20% mod venstre fra Pz (parallelt med inter-aurikulær linje), for at nå P3 i deres kryds. Mark P3 med hudmarkøren og placer midten af elektroden på stedet.
- For at finde P4skal du kun følge den samme procedure i højre side af hovedet.
- Sådan finder du F3 på deltagernes hoved
- Placering af returelektrode
- Efter at have sikret målelektroden med den justerbare siliciumhætte (se trin for trin procedure), skal du indsætte returelektroden under hagebåndet for at sikre elektrodens kontakt med den kontralaterale kind.
Figur 3: Elektrodeplaceringsordning. Klik her for at se en større version af dette tal.
4. Trinvis procedure
- Før tDCS-sessionen
- Kontroller, om hver deltager opfylder inklusionskriterierne som defineret i etisk godkendelse af undersøgelsen (se tillæg for de mest almindelige inklusions-/udelukkelseskriterier).
- Bed deltageren om at udfylde deltagerens informationsblad (herunder alle relevante oplysninger såsom alder, køn, nikotin/alkoholforbrug osv.34).
- Følg de etiske retningslinjer fra det institutionelle bedømmelsesudvalg, og bed deltageren om at underskrive informeret samtykke. Brug denne mulighed til at forklare de grundlæggende aspekter af den procedure, de vil gennemgå, og besvare eventuelle spørgsmål, som deltagerne måtte have.
- Afhængigt af undersøgelsens design skal du udføre baseline kognitiv vurdering (hukommelse og / eller andre kognitive funktioner).
- opsætning og stimulering af tDCS
- Sæt deltageren komfortabelt i en stol.
- Bed deltageren om at udfylde tjeklisten for pre-tDCS-fornemmelser og rapportere om den overordnede tilstand (dvs. aktuel stemning; friskhed/ træthed - disse kan vurderes enten som en enkelt Likert-type vare eller ved hjælp af standardiserede spørgeskemaer som Brief Mood Introspection Scale35).
- Tag hovedmål ved hjælp af et målebånd.
- For at finde DLPFC eller PPC skal du følge den ovenfor beskrevne procedure (elektrodeplacering). Skriv foranstaltningerne i protokolarket ned for hver deltager. Disse kan bruges til at kontrollere, om der foretages målinger i de efterfølgende sessioner.
- For at øge ledningsføringen skal du flytte væk deltagerens hår fra stimuleringsstedet (brug kam og hårbånd til deltagere med langt hår).
- Undersøg for eventuelle tegn på hudskader på stimuleringsstedet. Undgå at placere elektroder over beskadiget hud.
- Rengør overfladen af huden, hvor elektroder vil blive placeret ved hjælp af alkohol-gennemblødt bomuld puder til at fjerne fedt, snavs osv., og lad det tørre (brug en makeup fjernelse produkt, hvis deltageren har tunge makeup på kinden).
- Sæt siliciumhætten på deltagerens hoved og fastgør den med hagelåsen. Gør ikke hætten stram (dette vil ske senere).
- Blødgør svampelommerne med saltvandsopløsning og læg elektroderne inde i dem. Svampene skal være fugtige, men ikke dryppende; normalt er 10-15 ml saltvandsopløsning pr. svamp nok. Hvis svampene er for tørre, vil dette medføre høj modstand og resultere i dårlig ledningsevne, selv miste kredsløbsforbindelsen.
BEMÆRK: De fleste af tDCS-enhederne har modstandsindikatorerne; svampene bør dog lejlighedsvis undersøges for fugt. På den anden side, hvis svampene er for våde, kan det få strømmen til at skifte over hovedet under stimulering. Det anbefales at have svampe medium våd og bruge en sprøjte til at tilføje mere saltvandsopløsning under forsøget, hvis svampene bliver for tørre. - Sæt svampeelektroden under siliciumstropperne, og placer midten af målelektroden på den markerede hovedplacering. Sæt returelektroden på den kontralaterale kind. Brug siliciumstropperne til at justere hætten til deltagerens hovedstørrelse og form. Hætten skal være stram, så elektroderne ikke kan bevæge sig, men stadig behageligt for deltageren.
- Slå stimulatoren til, vælg og kør foruddefineret tDCS-protokol (aktiv anodal stimulation eller sham).
- Bed deltageren om at slappe af og lade dem rapportere, hvordan de har det i løbet af de første par minutter af stimulering (1-3 minutter). Forklar, at fornemmelserne langsomt vil forsvinde, når de vænner sig til det, eller når de begynder at fokusere deres opmærksomhed på en anden aktivitet.
- For at undgå ustrukturerede aktiviteter, der kan forstyrre stimuleringseffekterne, skal du bruge let kognitivt engagement under tDCS. For eksempel kan deltagerne udføre øvelsesforsøg med kognitive opgaver eller deltage i lette hukommelsesspil under stimulering (startende efter 3-5 minutters stimulering). Denne type kognitivt engagement under stimulering har potentiale til at fremme tDCS-effekter og vil hjælpe deltagerne med at holde sindet væk fra de tDCS-inducerede hudfornemmelser.
- Bed deltageren om at rapportere, hvordan de har det flere gange under stimuleringen (f.eks. for at rapportere niveauet af ubehageligheder på en 10-punkts skala hvert 5. minuts stimulering, 1 - helt fraværende, 10 - meget intensiv). Højere niveauer af ubehageligheder (>6) kunne forventes i fade-in fade-out perioder i nogle deltagere. Hvis niveauet af ubehageligheder forbliver højt efter 5 minutter, afbrydes stimuleringen.
- Når den foruddefinerede protokolkørsel er gået, skal du slå stimulatoren fra.
- Fjern først svampeelektroderne, og fjern derefter siliciumhætten.
- Bed deltageren om at udfylde tjeklisten efter tDCS-sensationer og rapportere for eventuelle bivirkninger, der ikke allerede er angivet.
- Rengør huden på de steder, hvor den blev markeret, og undersøg huden for eventuelle ændringer. Hvis der er en hudreaktion (f.eks. lokal vasodilation, dvs. hudrødhed på kinden), skal du overvåge, da den forsvinder, da det normalt er en forbigående reaktion hos deltagere med følsom hud og bør forsvinde inden for 10-15 minutter.
- Vurdering af hukommelse
- Hvis du vil standardisere vurderingen på tværs af deltagerne, skal du bruge computerbaserede vurderingsværktøjer, dvs. Flere WM-opgaver (f.eks. verbale og rumlige 3-back-opgaver) og AM-opgaver (verbal parret læring, tilbagekaldelse med ansigt ord cued, objektplacering osv.) kan findes her: https://osf.io/f28ak/?view_only=f8d5e8dd71d24127b3668ac3d8769408
- For at vurdere tDCS-effekternes specificitet på hukommelsen anbefales det at medtage kontrolopgaver, dvs. opgaver, der tapper anden kognitiv eller motorisk funktion.
- Afslutning af forsøgssessionen/-undersøgelsen
- Efter den (sidste) eksperimentelle session i undersøgelsen bede deltageren om at forsøge at gætte de sessioner, hvor de har modtaget reel og fingeret stimulation. Bemærk alle svar, og se, om opnåede proportioner er højere end sandsynligheden for tilfældigheder. Hvis ikke, var blændende en succes. Hvis deltagerne var i stand til at skelne reel fra fingeret stimulation analysere data for dem, der gættede korrekt, og dem, der ikke at kontrollere, om den mislykkede blændende påvirket tDCS effekter.
- I overensstemmelse med etiske retningslinjer skal deltagerne afhøres i detaljer, når deres deltagelse er afsluttet.
- Efter den eksperimentelle session
- Vask svampene med rindende vand og sæbe, så saltvandsopløsningen vaskes helt væk. Lad svampene tørre helt, før du lægger dem væk.
- Brug varmt vand og alkohol til at rengøre alle genanvendelige materialer, herunder kam, silikone cap og målebånd.
- Noter alle usædvanlige, uventede eller uplanlagte begivenheder, der kan være sket under sessionen - herunder eventuelle fejl i udstyret, relevante kommentarer fra deltageren, afbrydelser osv.
Representative Results
Den beskrevne protokol er blevet brugt med succes til at forbedre hukommelsesydeevnen i flere undersøgelser i vores laboratorium. Lignende protokoller er imidlertid også blevet anvendt i andre forskningslaboratorier (f.eks. se36,37).
Når det kommer til arbejdshukommelse, har vores resultater vist, at 20 minutters højre frontal tDCS (F4-placering; konstant strøm på 1,8 mA) forbedret verbal WM, mens den samme stimuleringsprotokol, der blev anvendt over venstre parietal cortex (P3-placering), resulterede i bedre rumlig WM-ydeevne. I modsætning hertil blev der ikke fundet nogen signifikante virkninger, da den samme stimuleringsprotokol blev anvendt over venstre frontal (F3) og højre parietal (P4) cortices. Figur 4 viser de repræsentative resultater af modellering af det elektriske felt, der genereres af tDCS, samt præstationsforanstaltningerne efter aktiv og falsk tDCS baseret på data rapporteret i Živanović et al., 202138.
Figur 4: (A) Virkninger af konstant anodal tDCS af venstre PPC (P3-kontralateral kindmontage) på rumlig arbejdshukommelse (rumlig 3-back opgave); (B) Virkninger af konstant anodal tDCS af højre DLPFC (F4-kontralateral kind montage) på verbal WM ydeevne (verbal 3-back opgave). Figuren viser simulering af elektriske felter induceret af tDCS, skitse af opgaveforsøgene og ydeevnen inden for emnerne på tværs af aktiv og falsk tilstand (værdierne er centreret efter sessionens rækkefølge for at tage højde for modvægt, dvs. positive værdier angiver ydeevne over gennemsnittet, mens negative værdier angiver under gennemsnittet ved session). Simuleringen af lokale elektriske felter, der genereres af den opsatte elektrode, udføres ved hjælp af COMETS2 MATLAB værktøjskasse 41. Klik her for at se en større version af dette tal.
Virkningerne af parietal tDCS på associativ hukommelse har været konsekvente og robuste. Det vil sige, i serien af forsøg inden for emnet har vi vist, at 20 minutters tDCS over venstre PPC (P3-placering; konstant strøm på 1,5 mA) forbedrer hukommelsen til ansigtsordsforeninger27,39,40. Figur 5 viser repræsentative opgaver og resultater. Derudover blev der observeret sammenlignelige virkninger på AM-opgavevurderingen af objektplaceringstilknytningerne, når højre PPC (P4-placering) stimuleres ved hjælp af den samme konstant tDCS-protokol40.
Figur 5: Virkninger af konstant anodal tDCS af venstre PPC (P3-kontralateral kindmontage) på associativ hukommelsesydelse (A)Face-word paropgave; (B) Virkninger af konstant anodal tDCS af venstre PPC (P3-kontralaterale kind montage) på associative hukommelse ydeevne (andel af korrekt tilbagekaldte ord på cue). Klik her for at se en større version af dette tal.
De mere avancerede protokoller såsom theta-oscillatory tDCS er blevet mindre omfattende undersøgt, men undersøgelsen af Lang og kolleger26 samt nylig undersøgelse udført i vores laboratorium27 viste forbedring i ansigt-ord AM efter theta-oscillatory tDCS protokol i forhold til fingeret. Den animerede figur viser simulering af det elektriske felt induceret af theta oscillatory tDCS over venstre PPC.
Discussion
Resultatet af tDCS-undersøgelsen af hukommelse afhænger af antallet af faktorer, og hvoraf nogle f.eks. er stikprøvens homogenitet/heterogenitet, tilstrækkelig statistisk effekt, vanskeligheden ved deltagernes hukommelsesopgaver og motivation tidligere er blevet diskuteret (se Berryhill, 2014). Flere fremragende papirer om tDCS-metoden samt mere generelle tutorials om anvendelse af tDCS til at studere kognitive funktioner er tilgængelige og kan også anvendes godt på hukommelsesforskningen (se17,43,44,45,46,47). Her vil vi fokusere på de aspekter af protokollen, som på baggrund af vores erfaringer er relevante, men ofte overset eller ikke diskuteret tilstrækkeligt detaljeret andre steder.
Placering af returelektroden. Det er vigtigt at huske på, at returelektroden ikke er passiv, men negativ polaritetsterminal (dvs. katode). Derfor kan det fremkalde fysiologiske virkninger, der er modsat målelektroden. Desuden afhænger det aktuelle flow af afkastets placering lige så meget, som det afhænger af målelektroden. Da strømmen desuden strømmer langs stien til den mindste modstand, hvis anoden og katoden er placeret for tæt på hinanden, må strømmen kun strømme over hudoverfladen og / eller gennem cerebrospinalvæsken mellem elektroderne, hvilket efterlader det kortikale væv upåvirket. Af disse grunde er det omhyggelige valg af returelektroden lige så relevant som placeringen af målelektroden. Der er metaanalytiske beviser for , at ekstrakranielle katoder er mere tilbøjelige til at have betydelige virkninger48. Positionering af returelektroden på kontralateral kind til hukommelsesforbedring var baseret på strømstrømsmodellering og valgt for at undgå potentielle forvirrende virkninger af at generere negativ polaritet over funktionsafernære hjerneområder. Placeringen af returelektrod på den kontralaterale kind er med succes blevet anvendt i tidligere WM-undersøgelser (se36,37,38,49samt i AM-undersøgelser27,39,40) og er blevet fremhævet som et godt valg for tDCS-montager, der sigter mod at modulere andre kognitive funktioner samt45.
Blændende. I enkeltblinde forsøg, for at sikre blændende af deltageren, skal stimulatorens og/eller overvågningsdisplayets position være ude af deltagerens syn. Dette er især vigtigt, når du bruger stimulatorer, der har lys, der angiver, hvornår enheden er tændt og/eller leverer strøm. For dobbeltblinde design (når både deltager og eksperimentator ikke er bekendt med den protokol, der administreres), skal man bruge dobbeltblind mulighed eller lignende mulighed, der er tilgængelig for en given enhed. Hvis en sådan mulighed ikke er tilgængelig, er god praksis at have to-eksperimentator procedure. Det vil sige, at en eksperimentator kun kommer ind for at køre stimuleringsprotokollen, mens den anden eksperimentator, der kører deltageren gennem eksperimentet, herunder den efterfølgende hukommelsesopgave og analyserer dataene, forlader rummet lige før og under stimuleringen. Ved metodiske standarder foretrækkes dobbeltblinde eksperimenter frem for enkeltblinde design, fordi de reducerer bias- eller "eksperimentatoreffekterne". Dette er yderst relevant, når du udfører kliniske forsøg og/eller bruger de interviewbaserede vurderinger af kognitive funktioner. Blinding af eksperimentatoren er imidlertid mindre et problem, når deltagerne er meget motiverede for at maksimere deres præstationer (hvilket for det meste er tilfældet i hukommelsesvurdering eller kognitiv forbedring generelt), og når opgaven administreres såvel som scores automatisk (dvs. når eksperimentatoren har lidt eller ingen intervention i vurderingsfasen).
Aktivitet under tDCS. Forfattere af tDCS-artikler rapporterer sjældent om, hvad deltagerne lavede under stimuleringen. Når aktiviteten ikke rapporteres, er det normalt underforstået, at deltagerne blev instrueret i at sidde komfortabelt og slappe af. Manglen på struktureret aktivitet er imidlertid kilden til den ukontrollable "støj" i forsøgene. Nemlig, 20 minutter er temmelig lang tid, så nogle deltagere kan bruge tid til at slappe af (med mulighed for at selv falde i søvn), mens andre kan fokusere på tDCS fornemmelser eller begynde drøvtyggeri eller overdrevent tænker nogle tDCS uafhængige emner. Der er tegn på , at funktionsrelevante , men ikke trættende aktiviteter , der udføres under tDCS , har potentiale til at fremme tDCS-effekter50. Af disse grunde udfører deltagerne i vores eksperimenter enten øvelsesforsøg af de hukommelsesopgaver, der skal bruges som resultatmål eller lignende hukommelsesopgaver. Praksis forsøg er gode valg, fordi de engagerer de samme neurale netværk som målet funktion, men er lettere og derfor ikke frustrerende eller trættende for deltagerne. Derudover er det økonomisk at udføre øvelsesforsøg under stimulering på en måde, at det reducerer testtiden efter tDCS, hvilket kommer som en fordel, især når studiedesignet inkluderer flere opgaver, der skal udføres efter tDCS. Praksisforsøgene er dog normalt meget kortere end 20 minutter, og derfor skal alternativ aktivitet også præsenteres. Til dette formål har vi brugt almindelige hukommelsesspil40, der holder deltagerne fokuserede, hjælper dem med at fordrive tiden og holde sindet væk fra tDCS-inducerede fornemmelser og gøre dem generelt mere behagelige i testindstillingen. Et par ting at huske på, når du vælger den hukommelsesopgave, der skal udføres under tDCS, er, at opgaven ikke skal være vanskelig, men heller ikke kedelig (adaptive opgaver, der er indstillet til 80% succesrate, er gode i denne sammenhæng); opgaven bør ikke have det materiale, der kan forstyrre den efterfølgende hukommelsesvurdering (f.eks. kan man, når man vurderer hukommelse til ansigter og ord, bruge abstrakte billeder/former). Et andet vigtigt spørgsmål er varigheden af "tilvænningsperioden", dvs. hvor længe efter begyndelsen af stimuleringen skal deltagerne begynde at udføre "distraktionsaktiviteten". Der er individuelle forskelle i intensiteten af fornemmelses- og tilvænningstiderne, men flertallet af deltagerne vil være klar til at starte aktiviteten efter 3-5 minutters stimulering.
Kutane fornemmelser. Nogle deltagere kan være mere følsomme over for kutane tDCS-effekter og dermed rapportere forhøjede niveauer af ubehag, selvom dette ikke sker meget ofte. Det er vigtigt at informere deltagerne om potentielle fornemmelser, de måtte opleve forud for eksperimentet. Hvis nogen er bange for proceduren, lader vi ofte deltagerne "føle" strømmen på deres hånd, før de lægger svampene på hovedet. Deltagerne bør løbende overvåges og anmodes om at give feedback på deres niveau af komfort og fornemmelser med jævne mellemrum. Hvis deltageren rapporterer øget niveau af ubehag, skal du altid tilbyde at afbryde eksperimentet. Det er vigtigt, at deltagerne er opmærksomme på, at stimuleringen kan stoppes når som helst, hvis de spørger. Hvis deltageren beslutter at stoppe stimuleringen, skal strømmen langsomt skrues ned (pludselig annullering af stimuleringsprotokollen kan fremkalde endnu stærkere fornemmelser). Det anbefales ofte, at i tilfælde af ubehagelige fornemmelser sænkes den nuværende intensitet midlertidigt til det højeste komfortable niveau, indtil deltageren justerer og derefter gradvist vender tilbage til målintensiteten. Dette virker som et passende alternativ til at stoppe stimuleringsprotokollen, især hvis tDCS bruges i klinisk indstilling. Men når tDCS anvendes til forskningsformål, og især i relativt små prøver, er det vigtigt, at alle deltagere gennemgår den samme procedure. Derfor foretrækkes det at stoppe eksperimentet frem for at sænke intensiteten af stimuleringen for nogle deltagere i nogen tid.
Rapportering tDCS metode og overvågning for potentielle confounds. TDCS-forskningsfeltet er meget heterogent med hensyn til metoder og foranstaltninger, og det er derfor vigtigt klart at rapportere om alle aspekter af tDCS-proceduren, herunder blændende procedure og vurdering; målets hovedpositionering samt returelektrodens position elektrodernes størrelse og form den anvendte type ledende stof (saltvand eller gel) den nuværende intensitet (mA) og densitet (mA/cm2)samt varigheden af ind-/ud-perioden impedansniveauerne, hvis de måles stimuleringens varighed (herunder ind-/ud-perioden) den detaljerede redegørelse for de aktiviteter, deltagerne var involveret i under stimuleringen; timingen og varigheden af de kognitive opgaver efter stimuleringen (herunder eventuelle pausetider). Denne type oplysninger letter standardiseringen og den systematiske analyse af de offentliggjorte undersøgelser (se den seneste gennemgang for eksempel51). De aspekter, der sjældent rapporteres om, er effekten af potentielt modererende / forvirrende variabler såsom tidspunkt på dagen for tDCS session, niveau af træthed / humør rapporteret af deltagerne, vellykket blinding (dvs. overbevisninger om den type stimulation, de modtager), rækkefølgen af eksperimentelle sessioner i inden for fagdesign osv. De fleste af disse variabler er blevet rapporteret at modulere virkningerne af tDCS, men deres virkning er fortsat understudied og inkonsekvent rapporteret. Derfor bør tDCS-undersøgelser sikre at indsamle og rapportere om eventuelle forvirrende variabler; For nærmere oplysninger om god praksis se tabel 10A, 10B, 11 af Antal og kolleger34.
Anvendelse af den beskrevne protokol for anodal tDCS enten i sin standard eller endnu mere i sin avancerede form (dvs. oscillatory-moduleret tDCS) giver et middel ikke kun til forbedring af hukommelsesfunktioner (og potentiel brug i kliniske populationer), men giver også mulighed for undersøgelse af neurobiologien af de funktionelle neurale netværk bag disse funktioner.
Disclosures
Forfattere har ingen modstridende interesser at afsløre
Acknowledgments
Denne forskning blev støttet af Republikken Serbiens Videnskabsfond, PROMIS, tilskud nr. #6058808, MEMORYST
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Adjustable silicone cap | |||
| Alcohol | |||
| Comb | |||
| Cotton pads | |||
| Measuring tape | |||
| Rubber electrodes | |||
| Saline solution | |||
| Single-use mini silicon hair bands | |||
| Skin marker | |||
| Sponge pockets | |||
| Syringe | |||
| tDCS device |
References
- Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. 4, 829-839 (2003).
- Aurtenetxe, S., et al. Interference Impacts Working Memory in Mild Cognitive Impairment. Frontiers in Neuroscience. 10, 443 (2016).
- Chen, P. C., Chang, Y. L. Associative memory and underlying brain correlates in older adults with mild cognitive impairment. Neuropsychologia. 85, 216-225 (2016).
- Bastin, C., et al. Associative memory and its cerebral correlates in Alzheimer's disease: Evidence for distinct deficits of relational and conjunctive memory. Neuropsychologia. 63, 99-106 (2014).
- McKhann, G. M., et al. The diagnosis of dementia due to Alzheimer's disease: Recommendations from the National Institute on Aging-Alzheimer's Association workgroups on diagnostic guidelines for Alzheimer's disease. Alzheimer's & Dementia. 7, 263-269 (2011).
- Bopp, K. L., Verhaeghen, P. Aging and Verbal Memory Span: A Meta-Analysis. Journals of Gerontology: Social Sciences section of The Journal of Gerontology Series B. 60, 223-233 (2005).
- Chalfonte, B. L., Johnson, M. K. Feature memory and binding in young and older adults. Memory & Cognition. 24, 403-416 (1996).
- Livingston, G., et al. Dementia prevention, intervention, and care: 2020 report of the Lancet Commission. Lancet. 396, 413-446 (2020).
- Dharmarajan, T. S., Gunturu, S. G. Alzheimer's disease: A healthcare burden of epidemic proportion. American Health & Drug Benefits. 2, 39-47 (2009).
- Stites, S. D., Harkins, K., Rubright, J. D., Karlawish, J. Relationships between cognitive complaints and quality of life in older adults with mild cognitive impairment, mild Alzheimer disease dementia, and normal cognition. Alzheimer Disease and Associated Disorders. 32, 276-283 (2018).
- Montejo, P., Montenegro, M., Fernández, M. A., Maestú, F. Memory complaints in the elderly: Quality of life and daily living activities. A population based study. Archives of Gerontology and Geriatrics. 54, 298-304 (2012).
- Hussenoeder, F. S., et al. Mild cognitive impairment and quality of life in the oldest old: a closer look. Quality of Life Research. 29, 1675-1683 (2020).
- Mol, M., et al. The effect of percieved forgetfulness on quality of life in older adults; a qualitative review. International Journal of Geriatric Psychiatry. 22, 393-400 (2007).
- Malkani, R. G., Zee, P. C. Brain Stimulation for Improving Sleep and Memory. Sleep Medicine Clinics. 15, 101-115 (2020).
- Sandrini, M., Manenti, R., Sahin, H., Cotelli, M. Effects of transcranial electrical stimulation on episodic memory in physiological and pathological ageing. Ageing Research Reviews. 61, (2020).
- Manenti, R., Cotelli, M., Robertson, I. H., Miniussi, C. Transcranial brain stimulation studies of episodic memory in young adults, elderly adults and individuals with memory dysfunction: A review. Brain Stimulation. 5, 103-109 (2012).
- Filmer, H. L., Dux, P. E., Mattingley, J. B. Applications of transcranial direct current stimulation for understanding brain function. Trends in Neuroscience. 37, 742-753 (2014).
- Stagg, C. J., Antal, A., Nitsche, M. A. Physiology of Transcranial Direct Current Stimulation. Journal of ECT. 34, 144-152 (2018).
- Bikson, M., et al. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimulation. 9, 641-661 (2016).
- Brunoni, A. R., et al. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. International Journal of Neuropsychopharmacology. 14, 1133-1145 (2011).
- Owen, A. M., McMillan, K. M., Laird, A. R., Bullmore, E. N-back working memory paradigm: A meta-analysis of normative functional neuroimaging studies. Human Brain Mapping. , 46-59 (2005).
- Staresina, B. P., Henson, R. N. A., Kriegeskorte, N., Alink, A. Episodic Reinstatement in the Medial Temporal Lobe. Journal of Neuroscience. 32, 18150-18156 (2012).
- Bai, S., Loo, C., Dokos, S. A review of computational models of transcranial electrical stimulation. Critical Reviews in Biomedical Engineering. 41, 21-35 (2013).
- Esmaeilpour, Z., et al. Methodology for tDCS integration with fMRI. Human Brain Mapping. 41, 1950-1967 (2020).
- Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): A tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clinical Neurophysiology. 117, 845-850 (2006).
- Lang, S., Gan, L. S., Alrazi, T., Monchi, O. Theta band high definition transcranial alternating current stimulation, but not transcranial direct current stimulation, improves associative memory performance. Scientific Reports. 9, (2019).
- Vulić, K., Bjekić, J., Paunović, D., Jovanović, M., Milanović, S., Filipović, S. R. Theta-modulated oscillatory transcranial direct current stimulation over posterior parietal cortex improves associative memory. Scientific Reports. 11, 3013 (2021).
- Pahor, A., Jaušovec, N. The effects of theta and gamma tacs on working memory and electrophysiology. Frontiers in Human Neuroscience. 11, 651 (2018).
- Dedoncker, J., Brunoni, A. R., Baeken, C., Vanderhasselt, M. A. The effect of the interval-between-sessions on prefrontal transcranial direct current stimulation (tDCS) on cognitive outcomes: a systematic review and meta-analysis. Journal of Neural Transmission. 123, 1159-1172 (2016).
- Sarkis, R. A., Kaur, N., Camprodon, J. A. Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): Modulation of Executive Function in Health and Disease. Current Behavioral Neuroscience Reports. 1, 74-85 (2014).
- Mitra, S., Mehta, U. M., Binukumar, B., Venkatasubramanian, G., Thirthalli, J. Statistical power estimation in non-invasive brain stimulation studies and its clinical implications: An exploratory study of the meta-analyses. Asian Journal of Psychiatry. 44, 29-34 (2019).
- Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A. G., Buchner, A. G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavior Research Methods (Psychonomic Society Inc.). , 175-191 (2007).
- Coffman, B. A., Clark, V. P., Parasuraman, R. Battery powered thought: Enhancement of attention, learning, and memory in healthy adults using transcranial direct current stimulation. Neuroimage. 85, 895-908 (2014).
- Antal, A., et al. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clinical Neurophysiology. 128, 1774-1809 (2017).
- Mayer, J. D., Gaschke, Y. N. The experience and meta-experience of mood. Journal of Personality and Social Psychology. 55, 102-111 (1988).
- Berryhill, M. E., Wencil, E. B., Branch Coslett, H., Olson, I. R. A. A selective working memory impairment after transcranial direct current stimulation to the right parietal lobe. Neuroscience Letters. 479, 312-316 (2010).
- Berryhill, M. E., Jones, K. T. tDCS selectively improves working memory in older adults with more education. Neuroscience Letters. 521, 148-151 (2012).
- Živanović, M., et al. The Effects of Offline and Online Prefrontal vs Parietal Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) on Verbal and Spatial Working Memory. Neurobiology of Learning and Memory. 179, 107398 (2021).
- Bjekić, J., et al. The immediate and delayed effects of single tDCS session over posterior parietal cortex on face-word associative memory. Behavioural Brain Research. 366, 88-95 (2019).
- Bjekić, J., Čolić, V. M., Živanović, M., Milanović, D. S., Filipović, R. S. Transcranial direct current stimulation (tDCS) over parietal cortex improves associative memory. Neurobiology of Learning and Memory. 157, 114-120 (2019).
- Lee, C., Jung, Y. J., Lee, S. J., Im, C. H. COMETS2: An advanced MATLAB toolbox for the numerical analysis of electric fields generated by transcranial direct current stimulation. Journal of Neuroscience Methods. 277, 56-62 (2017).
- Berryhill, M. E. Hits and misses: leveraging tDCS to advance cognitive research. Frontiers in Psychology. 5, (2014).
- Kuo, M. F., Nitsche, M. A. Effects of transcranial electrical stimulation on cognition. Clinical EEG and Neuroscience. 43, 192-199 (2012).
- DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. Journal of Visualized Experiments. , 2744 (2011).
- Reinhart, R. M. G., Cosman, J. D., Fukuda, K., Woodman, G. F. Using transcranial direct-current stimulation (tDCS) to understand cognitive processing. Attention, Perception, & Psychophysics. 79, 3-23 (2017).
- Santarnecchi, E., et al. Enhancing cognition using transcranial electrical stimulation. Current Opinion in Behavioral Sciences. 4, 171-178 (2015).
- Woods, A. J., et al. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology. 127, 1031-1048 (2016).
- Imburgio, M. J., Orr, J. M. Effects of prefrontal tDCS on executive function: Methodological considerations revealed by meta-analysis. Neuropsychologia. 117, 156-166 (2018).
- Lally, N., Nord, C. L., Walsh, V., Roiser, J. P. Does excitatory fronto-extracerebral tDCS lead to improved working memory performance. F1000Research. 2, (2013).
- Nozari, N., Woodard, K., Thompson-Schill, S. L. Consequences of cathodal stimulation for behavior: When does it help and when does it hurt performance. PLoS One. 9, (2014).
- Hoebeke, Y., Desmedt, O., Özçimen, B., Heeren, A. The impact of transcranial Direct Current stimulation on rumination: A systematic review of the sham-controlled studies in healthy and clinical samples. Comprehensive Psychiatry. 106, 152226 (2021).
