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방법 논문

인간의 운동 기능의 변조를위한 비 침습 뇌 전기 자극 몽타주

13K 조회수

DOI:

10.3791/53367

2016년 2월 4일

이 논문에서

요약

비 침습 뇌 전기 자극은 모두 연구와 임상 목적으로 대뇌 피질의 기능과 동작을 조절 할 수 있습니다. 이 프로토콜은 인간 모터 시스템의 조절을위한 다양한 뇌 자극 방법을 설명한다.

초록

비 침습적 전기 뇌 자극 (NEBS)은 두 연구 및 임상 목적을 위해 뇌의 기능 및 행동을 조절하는 데 사용된다. 특히, NEBS는 transcranially 중 직류 자극 (tDCS) 또는 교류 자극 (TACS)로 적용될 수있다. 이러한 자극 유형은 시간 - 용량 의존적을 발휘하고 정상인 학습 운동 기능 및 능력에 tDCS 극성 특정 효과의 경우. 최근 tDCS는 뇌졸중이나 운동 장애 환자의 운동 장애의 치료를 증가시키기 위해 사용되어왔다. 이 문서 tDCS 및 두개 랜덤 잡음 자극 (TRNS)와 일차 운동 피질 타겟팅 단계별 프로토콜, 미리 정의 된 주파수 범위 내에서 임의로인가 전류를 사용 TACS의 특정 형태를 제공한다. 두 개의 서로 다른 자극 몽타주의 설정을 설명한다. 모두 몽타주에서 방출 전극 (tDCS의 양극) 관심의 일차 운동 피질에 배치됩니다. 에 대한양자 운동 피질 자극의 수신 전극이 반대 일차 운동 피질에 위치하면서 일방적 인 운동 피질 자극은 수신 전극은 반대편 이마에 배치됩니다. 장점과 피질 흥분성 학습 포함한 운동 기능의 조절을위한 각 몽타주 단점뿐만 아니라 안전성과 내약성 눈부신 양태로서 설명된다.

서론

3 - 비 침습적 전기 뇌 자극 (NEBS), 그대로 두개골을 통해 뇌에 전기 전류의 투여는 뇌의 기능 및 동작 1을 수정할 수 있습니다. 신경 생리 학적 및 행동 효과로 이어지는 기본 메커니즘은 여전히​​ 필요하다 이해 NEBS 전략의 치료 가능성을 최적화합니다. 다른 실험실에서 응용 프로그램과 자극 절차의 전체 투명성의 표준화 활동의 제안 된 메커니즘의 결과 및 평가의 신뢰성 해석을 지원하는 데이터의 비교를위한 기초를 제공한다. 전류 자극 번갈아 두개 직류 자극 (tDCS) 또는 두개가 (TACS)는인가 전류의 파라미터가 다릅니다 tDCS는 두 개의 전극 (양극 및 음극) (2) 사이의 단방향 일정한 전류 흐름 구성 - 6 동안의 TACS은인가 교류 전류를 사용 에서특정 주파수 (7). 두개 랜덤 잡음 자극 (TRNS)는 임의의 주파수에서인가되는 교류 전류를 사용 TACS의 특별한 형태 (예., 100-640 Hz로) 빠르게 변화하는 자극 강도 발생 극성 관계 4,6,7 효과를 제거하는 단계를 포함한다. 자극 설정 자극 잡음 스펙트럼 임의로 (보통 사용되지 않는) 1mA 기준 ....

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프로토콜

윤리 문 : 인간 연구 연구 항목 전에 참가자의 서면 동의서가 필요합니다. 참가자 모집하기 전에 관련 윤리위원회의 승인을 얻습니다. 확인 연구는 헬싱키 선언에 따라 있습니다. 여기에보고 된 대표적인 연구 결과 (그림 4)는 59 WMA 총회, 서울, 2008 년 10 월에 의하여 개정과 프라이 부르크 대학의 지역 윤리위원회의 승인 헬싱키 선언에 따라 수행 된 연구에 기초한다. 모든 피험자는 연구 항목 6 전에 동의서를 작성했다.

1. 안전 검사

  1. 비 침습적 뇌 자극 (3), 예를 들어, 잠재적 인 금기의 참가자를 화면., 설문 조사 (25)를 사용하여.

2. 모터 코어 텍스 현지화

  1. 두 디 중 하나를 사용하여 참가자의 손 운동 피질을 찾습니다또는 측정 테이프 (26)와 EEG 10/20 국제 시스템을 기반으로 표준 M1 위치 (C3 / C4)에 위치하여 MEP를 유도 된 경 두개 자기 자극 (TMS)에 의한 관심의 근육의 뇌 표현을 위치하여 stinct 접근, .
  2. TMS 유도 MEP 기....

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결과

인간의 모터 시스템에 NEBS의 효과를 조사하기 위해이 적절한 결과 측정을 고려하는 것이 중요합니다. 모터 시스템의 한 가지 장점은 전기 생리 도구 피질 표현 접근성이다. 모터 전위 자주 모터 피질 흥분성의 지표로 사용된다 유발. 29 μA / ㎠의 전류 밀도에서 anodal tDCS 9 분 이상 도포 한 후, 모터 피질 흥분성 건강한 지원자 19,21,22 (또한도 3 참조)의 대부분에 적어도 30 분 동안 증가된다. Cathodal tDCS는 대부분 반대 (흥분-감소) 또는 전혀 효과가 19, 22이 발생합니다. 그러나, 최근 22 바와 같이, anodal 및 cathodal tDCS 대한 효과의 반대 방향을 나타내는 일부 과목 응답 방향에 약간의 변동이있다. 이는 샘플 크기 계산에 고려되어야연구 NEBS를 사용. 흥미롭게도, M1 흥분의 비교 변화는 일방적.......

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토론

이 프로토콜은 NEBS, anodal tDCS에 대한 구체적 일방적 인 및 양자 M1 자극하고, 일방적 TRNS를 사용하여 학습 일반적인 재료와 손 운동 기능의 조절과 기술에 대한 절차 적 단계를 설명합니다. (특정 뇌 영역에 몽타주 또는 전류 타입 특정 효과 (), 안전성, 내약성 눈부신) 모터 학습 방법론 양태의 맥락에서, 예를 들면., 인간 모터 시스템 연구 특정 NEBS 프로토콜을 선택할뿐만 아니라 개념적 측면 전 고려 될 필요가있다. 이점들 및 세 가지 전략의 한계를 표 1에 나타내었다.

NEBS 유형 이점 한정
일반 tDCS 및 TRNS을 anodal하기 안전.......

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공개 사항

저자는 공개 아무것도 없어.

감사의 글

MC와 JR 독일 연구 재단 (DFG RE 2740 / 3-1)에 의해 지원됩니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
NEBS 장치 (DC Stimulator plus)Neuroconn
전극 케이블Neuroconn
전도성 고무 전극Neuroconn5x5 cm
천공 스폰지 백Neuroconn5x5 cm
비전도성 고무 스폰지 커버Amrex-ZetronFG-02-A103고무 패드 3"*3"
NaCl 등장성 용액 B. 브라운 멜숭겐 AG A1151Ecoflac, 0,9%
Cotton 크레이프 붕대Paul Hartmann AG9310048x5m, 섬유 탄성
접착 테이프(Leukofix)BSN medical02122-002,5cm*5m
피부 준비 페이스트Weaver10-30
자기 자극기Magstim3010-00Magstim 200
EMG 전도성 페이스트GE Medical 217083
예: Natus Medical Inc. Viking 4 
EMG 증폭기예: Natus Medical Inc. Viking 4 
EMG 신호 전송용 케이블(예: Natus Medical Inc. Viking 4
데이터 수집 장치 Cambridge Electronic Design (CED)MK1401-3AD 컨버터
신호 기록 및 오프라인 분석
Signal 4.0.9Cambridge Electronic Design (CED)소프트웨어
비영구 스킨 마커Edding80201 mm, 파란색
EMG 양극성 전극시스템용 컴퓨터

참고문헌

  1. Reis, J., Fritsch, B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr Opin Neurol. 24 (6), 590-596 (2011).
  2. Nitsche, M., Paulus, W. Excitability changes induced in the hu....

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재인쇄 및 허가

태그

경두개 직류 자극경두개 랜덤 노이즈 자극일차 운동 피질전극 배치 몽타주일측성 운동 자극양측성 운동 자극운동 유발 전위경두개 자기 자극피질 흥분성 조절