Modulante Cognition Utilizzando transcranica diretta stimolazione attuale del cervelletto

L'obiettivo generale di questa procedura è dimostrare una tecnica per modulare la cognizione mediante stimolazione cerebellare transcranica a corrente continua. Questo viene realizzato innanzitutto misurando le prestazioni in compiti cognitivi di difficoltà variabile, ciascuno dei quali richiede la funzione del cervelletto. Il secondo passaggio consiste nell'applicare una stimolazione transcranica a corrente continua anodica, catodica o finta sul cervelletto per 20 minuti in tre gruppi distinti di partecipanti oppure nello stesso gruppo con un intervallo di una settimana.

Successivamente, misurare nuovamente le prestazioni in tutti i compiti dopo l'applicazione della stimolazione cerebellare transcranica a corrente continua. L'ultimo passaggio consiste nell'elaborare e analizzare i dati ottenuti da ciascun compito e confrontare le prestazioni prima e dopo la stimolazione cerebellare TDCS. In definitiva, la stimolazione transcranica a corrente continua con elettrodo catodico applicata sul cervelletto viene utilizzata per dimostrare come le funzioni cognitive possano essere facilitate quando i compiti sono difficili piuttosto che facili.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia o alla diagnosi di alterazioni cognitive e motorie poiché ha la capacità di eccitare o inibire l'attività neurale, potenziando o attenuando determinati comportamenti, contribuendo a dimostrare la procedura verrà eseguita da Briney, un associato di ricerca del laboratorio. Dopo aver accolto il partecipante, chiedergli di leggere il foglio informativo e di compilare il questionario sulla sicurezza della TDCS. Se non vi sono controindicazioni all'esecuzione della TDCS, chiedere al partecipante di firmare il modulo di consenso durante questa procedura.

Eseguire i compiti di calcolo e linguistici uno dopo l'altro in successione, in un ordine casuale prima e dopo il periodo di stimolazione, in una stanza silenziosa per ridurre le distrazioni e consentire una registrazione accurata dei tempi di risposta uditivi. Far sedere il partecipante di fronte allo schermo del computer e spiegargli che dovrà svolgere un compito di addizione, ascoltando attraverso la cuffia una serie di numeri, e che dovrà sommare il numero appena udito a quello immediatamente precedente, vocalizzando il risultato e continuando a sommare ogni numero udito a quello immediatamente precedente, senza fornire un totale progressivo. Assicurarsi che il partecipante sia a proprio agio.

Posizionare il microfono davanti alla bocca del partecipante e chiedergli di leggere le istruzioni sullo schermo, che spiegano formalmente come eseguire il compito di editing seriale uditivo con incollaggio. Una volta che il partecipante ha confermato di aver compreso il compito e che vocalizzerà soltanto la risposta al compito di addizione, eseguire un compito di prova e porre domande durante la sessione di pratica.

Iniziare la presentazione dei numeri, aumentando la velocità di presentazione degli stimoli uditivi riducendo l'intervallo interstimolo di 300 millisecondi. Dopo ogni blocco di cinque elementi compresi nell'intervallo di 4,2 a 1,8 secondi, assicurarsi che gli stimoli siano udibili in modo che l'investigatore possa seguire il compito ai fini della valutazione. Eseguire tutti e 45 gli elementi che costituiscono la sessione di pratica.

Si osservi la velocità di presentazione che ha causato all'individuo di commettere tre errori consecutivi e si utilizzi la velocità precedente a questo punto di cutoff per l'esecuzione del compito dopo la fine della sessione di pratica; impostare la velocità di presentazione per il partecipante e assicurarsi che questa velocità venga mantenuta sia nella sessione pre-stimolazione che in quella post-stimolazione. Per riprendere il compito, assicurarsi che il partecipante sia seduto comodamente e che lo stimolo e le risposte siano udibili. Iniziare il compito e presentare i 60 elementi alla velocità appropriata.

Durante il compito, scrivere ogni risposta sul foglio di valutazione stampato per una successiva verifica. Non assegnare alcun punteggio se il partecipante fornisce una risposta errata o non risponde, e contrassegnare ogni risposta corretta. A turno, informare i partecipanti che le istruzioni per il compito di sottrazione sono le stesse del compito di addizione, tranne per il fatto che questa volta devono sottrarre il numero appena udito dal numero immediatamente precedente, vocalizzare la risposta e poi continuare a sottrarre il numero che sentono da quello immediatamente precedente. Ancora.

Assicurarsi che il microfono non si sia allontanato dalla bocca del partecipante e far leggere le istruzioni presentate loro sullo schermo del computer. Dopo aver verificato che il partecipante abbia compreso le istruzioni e averlo ricordato di non eseguire calcoli oralmente o con l'aiuto delle dita, eseguire la prova pratica per determinare la velocità di presentazione. Come in precedenza.

Iniziare il compito uditivo di sottrazione seriale e registrare le risposte sul modulo cartaceo per il punteggio come in precedenza. Per questa parte dell'esperimento, spiegare innanzitutto al partecipante che deve dire un verbo appropriato in risposta al sostantivo presentato. Chiarire questa relazione sostantivo-verbo ai partecipanti all'inizio del compito.

Presentare le parole al centro dello schermo del computer in un ordine casuale diverso, in blocchi da uno a cinque costituiti da parole ripetute e nel sesto blocco da parole nuove. Le liste di parole nella sessione uno e due devono essere diverse e controbilanciate tra i partecipanti. Avviare l'attività e chiedere al partecipante di leggere le istruzioni standard visualizzate sullo schermo del computer, che spiegano formalmente come eseguire il compito di generazione di verbi.

Una volta che il partecipante ha compreso pienamente il compito, posizionare il microfono davanti alla bocca e istruirlo a produrre le parole non appena queste appaiono sullo schermo del computer. Assicurarsi che ogni parola venga sostituita dalla successiva. Quando il microfono rileva una risposta, annotare o registrare ogni risposta pronunciata dal partecipante per una successiva verifica.

Prenda nota di eventuali errori o risposte omesse. Presenti le parole nello stesso modo utilizzato nella generazione di verbi. I partecipanti al compito leggono i sostantivi nel compito di lettura dei sostantivi e i verbi nel compito di lettura dei verbi.

Per entrambe le attività di lettura, assicurarsi che la posizione del microfono non sia cambiata rispetto alla bocca del partecipante. Istruire il partecipante a leggere ad alta voce ogni parola non appena appare sullo schermo del computer. Verificare che il partecipante abbia letto correttamente ogni parola durante entrambe le attività di lettura osservando lo schermo mentre le parole vengono lette ad alta voce.

La stimolazione transcranica a corrente diretta (TDCS) è considerata sicura per l'uso nell'uomo; tuttavia, è consigliabile avere a disposizione un kit di primo soccorso durante l'applicazione della TDCS per garantire che la sicurezza del partecipante non sia compromessa, specialmente se si sente male o sviene durante la procedura. Non lasciare mai un partecipante incustodito durante l'applicazione della TDCS. Immergere due elettrodi in spugna con area superficiale di 25 centimetri quadrati in una soluzione standard di cloruro di sodio 0,9% fino a quando non saranno completamente saturi, al fine di somministrare una stimolazione catodica inibitoria o una stimolazione sulla corteccia cerebellare destra. Posizionare l'elettrodo blu, un centimetro sotto e quattro centimetri a destra della proiezione più prominente dell'osso occipitale, approssimativamente la posizione del settimo lobo cerebellare.

Per completare il posizionamento degli elettrodi, posizionare l'elettrodo rosso di riferimento o anodico sulla spalla destra, sopra il muscolo deltoide. Fissare saldamente gli elettrodi umidi sulla testa e sul braccio superiore con cinghie di gomma o bendaggio in sulfur Durant per garantire un'ottimale interfaccia tra elettrodo e cute. Assicurarsi che gli elettrodi siano posizionati piatti sul cuoio capelluto e non sopra i capelli.

Verificare che la posizione prevista per gli elettrodi non si sia spostata dopo il fissaggio. Posizionare un tovagliolo di carta dietro il collo del partecipante per assorbire la soluzione salina in eccesso. Impostare l'intensità della stimolazione a due milliampere ed erogarla per 20 minuti utilizzando un stimolatore a corrente continua regolato con precisione, aumentando progressivamente all'inizio e riducendo gradualmente alla fine ogni intervento di stimolazione.

Impostare i parametri per erogare una stimolazione fittizia per 20 minuti, aumentando la corrente continua in modo progressivo nell'arco di 10 secondi per somministrare una TDCS fittizia. Applicare invece della corrente di stimolazione un catodo odoroso o una stimolazione fittizia a tre gruppi distinti di partecipanti in ordine pseudo-casuale. Assicurarsi che il numero complessivo, il sesso e l'età media dei partecipanti siano comparabili tra i gruppi dopo la stimolazione cerebrale.

Ripetere il P-A-S-A-T e il P-A-S-S-T come in precedenza, in ordine controbilanciato. Quindi ripetere i compiti di lettura di sostantivi e verbi e il compito di generazione di verbi in questo ordine. Eseguire i calcoli, gli esperimenti sui compiti e gli esperimenti sui compiti linguistici in ordine pseudocasuale.

Questa immagine mostra i punteggi di accuratezza prima e dopo la stimolazione cerebellare con TDCS. Il numero di risposte corrette è migliorato in modo selettivo nel compito di sottrazione rispetto al compito di addizione dopo la stimolazione catodica in ciascuna delle seguenti immagini. L'asterisco indica differenze significative con un valore P inferiore a 0,05, come evidenziato da confronti accoppiati corretti.

Questa figura mostra l'apprendimento totale medio tra blocchi ripetuti; le risposte medie tra i blocchi da uno a cinque sono state più rapide dopo la stimolazione transcranica a corrente diretta (TDCS) durante il compito di generazione di verbi rispetto ai compiti di lettura di sostantivi e lettura di verbi. Infine, questa immagine mostra la variabilità dell'apprendimento totale tra blocchi ripetuti. La variabilità delle risposte tra i blocchi da uno a cinque è risultata più consistente dopo la TDCS durante il compito di generazione di verbi rispetto ai compiti di lettura di sostantivi o lettura di verbi.

Una volta acquisita padronanza nella somministrazione della TDCS, compresa l'applicazione degli elettrodi, l'intera procedura può essere eseguita in circa 30-40 minuti, e l'intero studio richiede circa un'ora e mezza se svolto correttamente. Durante l'esecuzione di questa procedura, è fondamentale ricordare di posizionare correttamente gli elettrodi, utilizzare la montatura appropriata per i diversi gruppi e garantire un'adeguata formazione per assicurare il successo dell'intervento.