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방법 논문

고화질 경부 직접 전류 자극이 있는 3D 디지타이저를 사용한 자극 위치 측정

6.3K 조회수

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DOI:

10.3791/60263

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2019년 12월 20일

이 논문에서

요약

여기에 제시된 프로토콜은 3D 디지타이저와 고화질 경두개 직접 전류 자극을 결합한 자극 위치의 결정에서 더 높은 정확도를 달성하기 위한 프로토콜이다.

초록

신경 이미징 데이터의 풍부와 기계 학습의 급속한 발전은 뇌 활성화 패턴을 조사하는 것이 가능하게했다. 그러나, 행동으로 이끌어 내는 두뇌 지역 활성화의 인과 적인 기록은 수시로 누락남아 있습니다. 경두개 직접 전류 자극 (tDCS), 일시적으로 뇌 피질 흥분성과 활동을 변경할 수 있습니다, 인간의 뇌의 인과 관계를 연구하는 데 사용되는 비 침습적 신경 생리학적 도구입니다. 고화질 경두개 직접 전류 자극(HD-tDCS)은 기존의 tDCS에 비해 더 많은 초점 전류를 생성하는 비침습적 뇌 자극(NIBS) 기술입니다. 전통적으로, 자극 위치는 대략 10-20 EEG 시스템을 통해 결정되어 왔으며, 정확한 자극 지점을 결정하는 것은 어려울 수 있기 때문이다. 이 프로토콜은 HD-tDCS가 있는 3D 디지타이저를 사용하여 자극 점의 측정 정확도를 높입니다. 이 방법은 오른쪽 템포로 정수리 접합부(rTPJ)에서 자극 점의 보다 정확한 국소화를 위해 3D 디지타이저를 사용하여 입증되었습니다.

서론

경두개 직접 전류 자극 (tDCS)은 두피에 약한 직접 전류로 피질 흥분성을 조절하는 비침습적 기술입니다. 그것은 건강한 인간에 있는 신경 흥분성과 행동 사이 인과관계를 설치하는 것을 목표로합니다 1,2,3. 또한, 운동 신경 재활 도구로서, tDCS는 파킨슨 병, 뇌졸중 및 뇌성 마비의 치료에 널리 사용된다4. 기존 증거는 전통적인 패드 기반 tDCS가 상대적으로 큰 뇌영역을통해 전류 흐름을 생성한다는 것을 시사한다5,6,7. 고화질 경부 직접 전류 자극(HD-tDCS)은 4개의 복귀 전극으로 둘러싸인 표적 피질 영역에 앉아 있는 중심 링 전극(HD-tDCS)과 함께4개의링 영역5,10을둘레에 의해 초점성을 증가시킨다.<....

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프로토콜

이 프로토콜은 사우스 웨스트 대학의 기관 검토 위원회의 지침을 충족합니다.

1. 자극 위치 의 결정

  1. 문헌을 검토하고 자극 위치 (여기, rTPJ)19,20,21을확인합니다.

2. 전극 지주 캡 의 준비

참고: 다음 단계는 그림 1에나와 있습니다.

  1. 3D 디지타이저(그림2),표준 측정 테이프, 마킹 펜, 헤드폼 및 수영모자 등 필요한 모든 재료를 쉽게 구할 수 있는지 확인합니다.
  2. 캡을 헤드폼에 놓고 캡에 포인트를 표시합니다.
    1. 정점(Cz)을 지역화합니다. 이렇게 하려면 먼저 스킨 마커13,14,22를사용하여....

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결과

제시된 방법을 사용하여, rTPJ의 좌표를 결정하였고, 이는 10-20 시스템을 넘어서는 자극 점을 필요로 한다. 첫째, 헤드폼의 둘레는 실제 헤드와 유사해야 합니다. 여기서, 헤드폼의 이명에 대한 내색의 길이는 ~36 cm였고, 양측 프리아큘러 사이의 길이는 ~37 cm였다.

전극 캡을 제조하는 단계는 10-20 시스템의 측정 위치를 안내한다. 여기서, Nz, Iz, Cz, Fpz, Oz, Pz, T8, T7, C4, P8, O2, P4, C6, P6, P6 및 CP6가 결정되었다. RTPJ의 대략적인 위치(CP6와 P6 사이의 중간점에 대한)는 두피에서 발견되었습니다. 중앙 전극과 주변 전극 사이의 거리는 실험 목표에 따라 조정되어야 합니다. 이전 연구는 3.5-7.5 cm11,14,30에이르기까지 반경 값을 .......

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토론

기존의 tDCS에 비해 HD-tDCS는 자극의 초점을 증가시킵니다. 자극의 전형적인 사이트는 종종 10-20 EEG 시스템을 기반으로합니다. 그러나 이 시스템 이외의 정확한 자극 지점을 결정하는 것은 어려울 수 있습니다. 이 백서는 3D 디지타이저와 HD-tDCS를 결합하여 10-20 시스템 너머의 자극 점을 결정합니다. 이러한 경우 전극 캡을 만들고 사용하기 위한 단계와 예방 조치를 명확하게 정의하는 것이 중요합니다.

일반적으로, 표적 자극 영역의 위치는 이전의 뇌 영상 연구의 결과로부터 유래되고, 10-20 국제 시스템 또는 MNI 좌표에 대한 자극 영역의 위치가 얻어질 수 있다. 10-20 시스템의 위치를 측정하기 위한 전극 캡 가이드를 만드는 단계는 매우 중요합니다. 캡을 머리에 배치할 때 두피 위치에 대한 국제 10-20 시스템과 일치하는 것이 중요합니다. 3D 디지타이저가 실행되기 시작하면 소스와 센서가 이동하지 않아야 하거나 데이터 편차가 발생합니다.

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (31972906), 충칭 해외 귀국 학자를위한 기업가 정신 및 혁신 프로그램 (cx2017049), 중앙 대학 기초 연구 기금 (SWU1809003), 오픈에 의해 지원되었습니다. 정신 건강의 주요 실험실의 연구 기금, 심리학 연구소, 중국 과학 아카데미 (KLMH2019K05), 충칭 대학원생의 연구 혁신 프로젝트 (CYS19117), 및 공동 혁신의 연구 프로그램 기금 베이징 사범 대학의 기본 교육 품질 평가 센터 (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003, JCXQ-C-LA-1). 이 원고의 초안에 대한 그의 제안에 대해 오피르 투렐 교수에게 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1X1 저강도 경두개 DC 자극기Soterix Medical1300A
3 차원 Polhemus-Patriot 디지타이저POLHEMUS1A0453-001PATRIOT 시스템 구성 요소
4X1 다중 채널 자극 인터페이스Soterix Medical4X1-C3
Dell 데스크탑 컴퓨터DellCRFC4J2Master 컴퓨터에서 3D 디지타이저 응용 프로그램을 실행합니다.

참고문헌

  1. Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. Journal of Physiology. 527, 633-639 (2000).
  2. Sellaro, R., Nitsche, M. A., Colzato, L. S.

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재인쇄 및 허가

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