기억력 향상을 위한 경두개 직류 자극(tDCS)

이 비디오의 목적은 기억력 향상에 사용되는 경두개 직류 자극 프로토콜을 시연하는 것입니다. 이 프로토콜은 건강한 참가자 연구에서 잘 평가되었으며 노화 및 치매 연구에도 적용할 수 있습니다. 기억은 사람과 장소에 대한 정보를 기억하고, 과거의 사건을 기억하고, 새로운 사실과 기술을 배우고, 판단과 결정을 내릴 수 있게 해주기 때문에 일상 생활에서 중요한 역할을 합니다.

여기서 우리는 작업 및 연상 기억에 중점을 둡니다. 작업 기억은 문제 해결 또는 추론과 같은 지속적인 인지 처리를 위해 정보를 일시적으로 유지하고 저장하는 능력입니다. 반면에 연상 기억은 함께 묶인 여러 경험이나 정보를 기억할 수 있게 해줍니다.

이 두 가지 유형의 기억은 거의 모든 일상 활동의 밑줄을 굳게 합니다. 불행히도 기억 능력은 정상적인 노화와 함께 감소하고 다양한 병리학적 상태와 조건으로 인해 가장 취약한 기능 중 하나입니다. 이것이 기억력 감퇴의 예방과 치료에 대한 새로운 접근 방식에 대한 필요성이 커지고 있는 이유입니다.

경두개 직류 자극(Transcranial direct current stimulation, 줄여서 tDCS)은 약한 전류를 사용하여 뇌 활동을 조절하는 비침습적 뇌 자극 기술입니다. tDCS의 영향은 극성에 따라 다릅니다. 즉, 음극 자극은 증가하는 반면 음극은 신경 흥분성을 감소시킵니다.

따라서 anodal tDCS는 표적 뇌 영역에 의존하는 인지 기능을 촉진할 것으로 예상됩니다. tDCS는 안전하고 내약성이 뛰어나며 비용 효율적이고 사용하기 쉽습니다. tDCS를 사용하는 데 있어 가장 큰 과제는 신뢰할 수 있는 효과를 생성할 수 있는 최적의 전극 몽타주 및 자극 프로토콜을 찾는 것입니다.

기억을 조절하기 위해서는 피질 해마 네트워크 내의 활동에 영향을 미쳐야 합니다. 따라서 양극은 배외측 전전두엽 피질 또는 후방 두정엽 피질 위에 네트워크에서 가장 두드러진 두 개의 피질 매듭으로 배치됩니다. 가장 일반적인 자극 프로토콜은 10분에서 30분 사이에 지속되는 1-2밀리암페어 사이의 일정한 아날로그 전류입니다.

이 프로토콜의 이면에 있는 가정된 메커니즘은 양전하를 가진 전극이 기저 피질 조직의 흥분성을 증가시켜 후속 메모리 성능을 향상시킨다는 것입니다. 전류 강도가 전체 자극 기간 동안 동일하게 유지되는 일정한 음이온 tDCS와 달리 전류의 진동 tDCS 프로토콜 강도는 설정 값 주위에서 주어진 주파수에서 변동합니다. 따라서 이러한 유형의 프로토콜은 흥분성을 조절할 뿐만 아니라 관련 뇌 영역의 신경 진동을 동반합니다.

메모리에 대한 tDCS 연구를 계획할 때 연구자는 피험자 내부 또는 피험자 간 설계에서 가짜 제어 구현을 신중하게 고려하여 만족스러운 검정력을 달성하기 위한 적절한 표본 크기를 결정해야 합니다. 또한, 참가자에게 초점적이고, 민감하고, 신뢰할 수 있고, 도전적인 기억 작업인 적절한 결과 측정을 개발하거나 선택하는 것이 중요합니다. 각 tDCS 세션에 대해 다음 자료를 준비해야 합니다.

또한 세션에 대한 기본 정보가 포함된 입력 양식인 프로토콜 시트와 전극 배치를 돕기 위해 미리 계산된 헤드 측정이 있는 테이블을 갖는 것이 좋습니다. tDCS 세션 전에 참가자가 연구에 대한 윤리적 승인에 정의된 포함 기준을 충족하는지 확인합니다. 참가자에게 정보에 입각한 동의서에 서명하도록 요청합니다.

이 기회를 사용하여 그들이 받게 될 절차의 기본 측면을 설명하고 참가자가 가질 수 있는 질문에 답하십시오. 참가자를 의자에 편안하게 앉히고 pre-tDCS 감각 체크리스트를 작성하도록 요청합니다. 이 세션에서는 우측 후두정엽 피질을 자극합니다.

먼저 머리 꼭대기를 가로지르는 나시온과 이니온 사이의 거리를 측정합니다. 가는 선이 있는 스킨 마커로 중간 거리를 표시합니다. 그런 다음 머리 위로 넘어가는 귀 사이의 거리를 측정하고 가는 선으로 중간 거리를 표시합니다.

정점 또는 Cz는 두 중간선의 교차점에서 찾을 수 있습니다. 다시 nasion-inion 거리를 측정하고 측정 A로 기록합니다.귀 사이의 거리를 측정 B로 기록합니다. 각 참가자의 프로토콜 시트에 측정 값을 기록합니다. 이는 후속 세션에서 조치를 취할 때 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

Cz에서 A 거리의 20%를 뒤로 이동하여 Pk에 도달하고 그 지점을 표시합니다. Cz에서 C4까지 B 거리의 20%를 오른쪽으로 이동하고 해당 지점을 표시합니다. C4에서 시작하여 nasion inion 라인과 평행하게 뒤로 이동합니다.

그런 다음 Pz에서 오른쪽으로 이동하여 Pz에서 P4.20 % 오른쪽으로, C4에서 20 % 뒤로 20 % 영역에 도달하면 전도도를 높이고 자극 부위에서 참가자의 머리카락 P4.To 멀리 이동할 수 있습니다. 머리가 긴 참가자는 빗과 헤어밴드를 사용하십시오. 자극 부위에 피부 손상 징후가 있는지 검사하십시오.

손상된 피부 위에 전극을 올려놓지 마십시오. 알코올에 적신 화장솜을 사용하여 피부 표면을 청소하고 말리십시오. 리턴 전극이 놓일 뺨을 청소합니다.

참가자 머리에 실리콘 캡을 씌우고 턱끈으로 고정합니다. 실리콘 스트랩을 사용하여 참가자의 머리 크기와 모양에 맞게 캡을 조정하되 너무 꽉 조이지 마십시오. 이 작업은 나중에 수행됩니다.

스폰지 주머니에 식염수를 적십니다. 스펀지는 촉촉해야 하지만 물이 떨어지지 않아야 합니다. 일반적으로 스폰지 당 10-15 밀리리터의 식염수로 충분합니다.

스폰지 주머니 안에 전극을 넣으십시오. 리턴 전극을 콘트로 사이드 볼에 놓고 캡을 조정합니다. 양극을 배치하려면 스폰지 전극을 실리콘 스트랩 아래에 놓고 전극의 중심이 표시된 헤드 위치 위에 있는지 확인하십시오.

캡은 전극이 움직일 수 없도록 단단히 조여야 하지만 참가자에게는 여전히 편안해야 합니다. 자극을 시작하려면 장치를 켜고 사전 정의된 tDCS 프로토콜을 선택하여 실행합니다. 자극 효과를 방해할 수 있는 구조화되지 않은 활동을 피하려면 tDCS 동안 가벼운 인지 참여가 권장됩니다.

예를 들어, 참가자는 자극 중에 인지 과제에 대한 연습 시험을 수행하거나 쉬운 기억 게임에 참여할 수 있습니다. 참가자들에게 자극을 받는 동안 어떤 느낌이 들었는지 여러 번 보고하도록 요청합니다. 자극 프로토콜이 완료되면 자극기를 끄고 먼저 스폰지 전극을 제거한 다음 실리콘 캡을 제거합니다.

참가자에게 tDCS 후 감각 체크리스트를 작성하고 아직 나열되지 않은 부작용에 대해 보고하도록 요청합니다. 표시된 곳의 피부를 청소하고 피부에 변화가 있는지 검사하십시오. 참가자 간의 기억력 평가를 표준화하려면 컴퓨터 작업을 사용하는 것이 좋습니다.

피험자 내 실험을 수행하는 경우, 엄격하게 병렬적인 형태의 과제를 사용해야 한다. 눈가림의 성공 여부를 평가하기 위해 참가자에게 실제 자극과 가짜 자극을 받은 세션을 추측하도록 요청하십시오. 윤리 지침에 따라, 참가자들은 참여가 완료된 후 자세히 보고를 받아야 합니다.

식염수가 완전히 씻겨 나가도록 흐르는 물과 비누로 스펀지를 씻으십시오. 따뜻한 물과 알코올을 사용하여 빗, 실리콘 캡 및 줄자를 포함한 모든 재사용 가능한 재료를 청소하십시오. 작업 기억과 관련하여, 본 연구의 결과는 우측 전두엽 tDCS를 20분 동안 실시하면 언어 기억이 향상되는 반면, 좌측 전전두엽 피질에 적용된 동일한 자극 프로토콜이 더 나은 공간 성능을 발휘하는 것으로 나타났습니다.

연관 기억에 대한 두정엽 tDCS의 효과는 일관되고 강력했습니다. 즉, 일련의 피험자 내 실험에서 좌측 두정엽 피질에서 20분 동안 tDCS를 수행하면 얼굴과 단어 연상의 기억이 향상되는 것으로 나타났습니다. 요약하자면, 양극 tDCS에 대해 설명된 프로토콜을 표준 또는 진동 변조 tDCS와 같은 고급 형태로 적용하면 메모리 기능을 안정적으로 향상시킬 수 있는 수단을 제공한다고 말할 수 있습니다.

이를 통해 기억 기능 뒤에 있는 기능적 신경 네트워크의 신경생물학을 조사할 수 있습니다. 또한 임상 연구에도 사용할 수 있습니다.