Methodenartikel

Neuronagenavigeerde gefocaliseerde transcraniële gelijkstroomstimulatie toegediend tijdens functionele magnetische resonantiebeeldvorming

DOI:

10.3791/67155

⸱

15 november 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurology, University Medicine Greifswald, 2Department of Psychology, University Medicine Greifswald, 3Berlin School of Mind and Brain, Humboldt Universität zu Berlin, 4Neurocomputation and Neuroimaging Unit, Freie Universität Berlin, 5Wilhelm-Wundt-Institute for Psychology, Cognitive and Biological Psychology, Leipzig University, 6Lise Meitner Research Group Cognition and Plasticity, Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, 7Lifespan Developmental Neuroscience, Faculty of Psychology, Technische Universität Dresden, 8Centre for Tactile Internet with Human-in-the-Loop, Technische Universität Dresden, 9Department of Psychology and Neurosciences, Leibniz Research Centre for Working Environment and Human Factors, 10German Centre for Mental Health (DZPG), 11Clinic of Psychiatry and Psychotherapy, Protestant Hospital of Bethel Foundation, University Hospital OWL, Bielefeld University, 12Danish Research Centre for Magnetic Resonance, Centre for Functional and Diagnostic Imaging and Research, Copenhagen University Hospital Amager and Hvidovre, 13Department of Health Technology, Technical University of Denmark, 14Department of Neurology and Center for Translational Neuro- and Behavioral Sciences (C-TNBS), Essen University Hospital, 15Department of Psychology, University of Kent, 16Kent Medway Medical School, 17Institute of Biomedical Engineering and Informatics, Technische Universität Ilmenau, 18German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE Site Greifswald)

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol beschrijft de methode van neuronagenavigeerde elektrodeplaatsing voor focale, transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) toegediend tijdens functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI).

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatietechniek die de prikkelbaarheid en plasticiteit van het menselijk brein kan moduleren. Gefocaliseerde tDCS-opstellingen gebruiken specifieke elektrodeopstellingen om de stroomtoevoer naar afgebakende hersengebieden te beperken. De effectiviteit van gefocaliseerde tDCS kan echter in het gedrang komen door fouten in de plaatsing van de elektroden op de hoofdhuid, wat resulteert in significante verlagingen van de huidige dosis die de doelhersengebieden voor tDCS bereikt. Plaatsing van de elektrode geleid door neuronavigatie op basis van de anatomie van het hoofd en de hersenen van het individu, afgeleid van structurele magnetische resonantie beeldvorming (MRI)-gegevens, kan geschikt zijn om de positioneringsnauwkeurigheid te verbeteren.

Dit protocol beschrijft de methode van neuronavilente elektrodeplaatsing voor een gefocaliseerde tDCS-opstelling, die geschikt is voor gelijktijdige toediening tijdens functionele MRI (fMRI). We kwantificeren ook de nauwkeurigheid van de plaatsing van de elektroden en onderzoeken elektrodedrift in een gelijktijdig tDCS-fMRI-experiment. Kritieke stappen omvatten de optimalisatie van elektrodeposities op basis van de huidige modellering die rekening houdt met de anatomie van het hoofd en de hersenen van het individu, de implementatie van neurogenavigeerde elektrodeplaatsing op de hoofdhuid en de toediening van geoptimaliseerde en focale tDCS tijdens fMRI.

De regionale precisie van de plaatsing van de elektrode wordt gekwantificeerd met behulp van de Euclidische norm (L2-norm) om afwijkingen van de werkelijke van de beoogde elektrodeposities te bepalen tijdens een gelijktijdig tDCS-fMRI-onderzoek. Elke mogelijke verplaatsing van elektroden (drift) tijdens het experiment wordt onderzocht door de werkelijke elektrodeposities voor en na de fMRI-acquisitie te vergelijken. Bovendien vergelijken we de plaatsingsnauwkeurigheid van neuronagenavigeerde tDCS rechtstreeks met die van een op de hoofdhuid gebaseerde targetingbenadering (een 10-20 elektro-encefalografie (EEG)-systeem). Deze analyses tonen een superieure plaatsingsnauwkeurigheid voor neuronavigatie in vergelijking met plaatsing van elektroden op basis van de hoofdhuid en verwaarloosbare elektrodedrift gedurende een scanperiode van 20 minuten.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatietechniek die het mogelijk maakt om cognitie en fysiologische hersenfuncties in experimentele en klinische contexten te wijzigen 1,2,3. Acute toediening van tDCS kan voorbijgaande veranderingen in neuronale prikkelbaarheid hebben, waarbij de nawerkingen aanhouden van minuten tot uren na de stimulatie 4,5. De aangelegde stroom induceert geen actiepotentialen, maar verschuift eerder tijdelijk het rustmembraanpotentiaal van het neuron in de richting van de- of hyperpolarisatie, wat resulteert in verhoogde of verminderde neuronale prikkelbaarheid op macroscopisch niveau met behulp van standaardprotocollen 4,5,6. Bovendien hebben studies bij dieren en mensen met betrekking tot de synaptische plasticiteitseffecten van tDCS aangetoond dat tDCS langdurige potentiëring en depressie (LTP en LTD)-achtige processen induceert 4,5.

In het motorische systeem maakt de modulatie van motorische evoked potentials (MEP's) een directe beoordeling mogelijk van de neurofysiologische effecten van tDCS op de lokale corticale prikkelbaarheid7. Deze benadering kan echter niet de neurale effecten van tDCS kwantificeren op cognitieve functies van hogere orde die worden ondersteund door grootschalige functionele hersennetwerken8. De effecten op hersennetwerken kunnen worden onderzocht door tDCS te combineren met moderne functionele beeldvormingstechnieken 9,10. Daarvan is functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) de meest gebruikte benadering geworden, omdat het een uitstekende ruimtelijke en voldoende temporele resolutie biedt om de neurale mechanismen te onthullen waarmee tDCS de lokale hersenactiviteit op de stimulatieplaats en grootschalige neurale netwerken beïnvloedt 11,12,13,14.

Tot nu toe hebben gecombineerde fMRI-tDCS-onderzoeken voornamelijk gebruik gemaakt van zogenaamde conventionele tDCS-opstellingen, waarbij relatief grote rubberen elektroden tussen 25 en 35cm2 (5 x 5cm2 en 5 x 7cm2) worden ingebracht in met zoutoplossing doordrenkte sponszakken15,16. Deze opstellingen projecteren de stroom tussen twee elektroden die doorgaans zijn bevestigd over (a) een doelhersengebied voor tDCS en (b) een retourelektrode over niet-doelhersengebieden of extracraniële gebieden (bijv. de schouder). Dit resulteert in een wijdverbreide stroomstroom door de hersenen, die andere regio's dan het doelgebied beïnvloedt, waardoor causale aannames en interpretaties over de neurale oorsprong van tDCS-effecten worden bemoeilijkt17.

Nauwkeurigere ruimtelijke targeting kan worden bereikt door gefocaliseerde tDCS18. Deze opstellingen maken gebruik van reeksen kleinere elektroden die dicht bij elkaar zijn gerangschikt of door gebruik te maken van een ringvormige kathode die rond een middenanode is geplaatst om de stroomtoevoer naar het doelgebied te beperken18,19. Computersimulaties van elektrische stroom suggereren dat gefocaliseerde tDCS kan resulteren in een hogere ruimtelijke precisie van de stroom naar het doelgebied dan conventionele montages20. Bovendien hebben gedragsstudies regionale en taakspecifieke gedragsmodulatie aangetoond met behulp van gefocaliseerde opstellingen 19,21,22. Slechts enkele onderzoeken hebben echter gefocaliseerde tDCS gebruikt tijdens fMRI. Deze studies hebben de haalbaarheid van deze aanpak kunnen vaststellen en hebben het eerste bewijs geleverd voor regiospecifieke neurale modulatie19,23.

Vanwege de regionaal nauwkeurige stroomafgifte kunnen gefocaliseerde tDCS-opstellingen echter gevoeliger zijn voor fouten in de plaatsing van de elektroden op de hoofdhuid dan conventionele montages. Seo et al. toonden bijvoorbeeld aan dat positioneringsfouten van 5 mm in een gefocaliseerde motorische cortexopstelling de somatische piekpolarisatie in de handknop met maximaal 87%24 verminderden. Bovendien toonde een recente computationele modelleringsstudie aan dat elektrodeverplaatsing van beoogde posities voor focale trillingen in vergelijking met conventionele opstellingen resulteerde in significante stroomdosisverlagingen in de doelregio's voor tDCS, variërend van 26% tot 43%25. Daarom werd geconcludeerd dat toekomstige studies routinematig geschikte methoden zouden moeten bevatten voor de verbetering van de elektrodepositionering en de verificatie van de elektrodepositionering voor en na fMRI5.

In de huidige studie beschrijven we de methode van neuronagenavigeerde elektrodepositionering voor een nieuwe fMRI-compatibele focale 3 x 1 tDCS-opstelling (d.w.z. drie individuele kathodes die in een cirkel rond een enkele middenanode zijn gerangschikt), die momenteel wordt gebruikt in een gezamenlijk onderzoeksconsortium dat wordt gefinancierd door de Duitse Wetenschappelijke Stichting (DFG Research Unit 5429, https://www.memoslap.de). Het consortium onderzoekt gedrags- en neurale effecten van gefocaliseerde tDCS op leren en geheugen en voorspellers van stimulatierespons in vier functionele domeinen (d.w.z. visueel-ruimtelijke, taal-, motorische en executieve functies). Structurele T1- en T2-gewogen MRI-gegevens van studiedeelnemers worden verkregen tijdens een baselinescan. Deze gegevens worden gebruikt voor geïndividualiseerde stroomsimulaties26 om de hoofdhuidposities van elektroden te bepalen die de stroomtoevoer naar het doelgebied bij individuele studiedeelnemers maximaliseren. Dit protocol beschrijft bijvoorbeeld neuronagenavigeerde targeting van individueel bepaalde elektrodeposities gecentreerd boven de rechter dorsolaterale prefrontale cortex (rDLPFC) bij één deelnemer.

De sectie representatieve resultaten is gebaseerd op structurele beeldvormingsgegevens die voor en na gelijktijdige tDCS-fMRI zijn verkregen in drie deelprojecten van de onderzoekseenheid. Deze studies waren gericht op de rechter occipitotemporale cortex (rOTC), de linker temporo-pariëtale cortex (lTPC) en rDLPFC. Gegevens werden verzameld op de afdeling Neurologie van de Universitaire Geneeskunde Greifswald. Met behulp van deze gegevens wilden we twee hoofddoelstellingen bereiken: (1) het kwantificeren van de ruimtelijke precisie van de plaatsing van neurogenavigeerde elektroden door "bedoelde" versus empirisch bepaalde "werkelijke" elektrodeposities25 te vergelijken, en (2) het onderzoeken van de mate van elektrodeverplaatsing in de loop van de fMRI-sessies (d.w.z. elektrodedrift). Deze factoren zijn cruciaal voor het verbeteren van de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van tDCS-effecten in gelijktijdige tDCS-fMRI-onderzoeken27. Bovendien wordt de targetingnauwkeurigheid van neuronavilente tDCS vergeleken met die van een op de hoofdhuid gebaseerde benadering met behulp van gegevens uit een eerdere tDCS-fMRI-studie van onze groep25.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alle experimentele procedures die in dit protocol worden gepresenteerd, zijn beoordeeld en goedgekeurd door de ethische commissie van de Universitaire Geneeskunde Greifswald. Alle deelnemers gaven geïnformeerde toestemming voorafgaand aan opname in de studie en gaven toestemming om hun gegevens anoniem te publiceren.

1. Screening van contra-indicaties en algemene overwegingen

  1. Voorafgaand aan de inschrijving voor de studie moeten de deelnemers zorgvuldig worden gescreend op MRI28 en tDCS29 contra-indicaties (bijv. pacemakers, claustrofobie, voorgeschiedenis van epileptische aanvallen, migraine, huidziekte op de hoofdhuid [bijv. psoriasis/eczeem]) met behulp van de juiste vragenlijsten.
  2. Leg de studiedoelen en alle geplande procedures uit aan de deelnemers en verkrijg schriftelijke geïnformeerde toestemming volgens de lokale vereisten.
  3. Volg algemene procedures voor het verbeteren van de rapportage en reproduceerbaarheid van gelijktijdige tDCS-fMRI-experimenten en test op mogelijke beeldvormingsartefacten die worden veroorzaakt door de huidige en/of tDCS-apparatuur, zoals aanbevolen in de ContES-checklist30.
  4. Gebruik de juiste methoden om de blindering van deelnemer en onderzoeker31,32 en mogelijke nadelige effecten van tDCS29 te beoordelen.

2. Baseline MRI-scan en geïndividualiseerde huidige modellering

  1. Na het voltooien van veiligheidscontroles (d.w.z. het verwijderen van metalen voorwerpen van de deelnemer, zoals munten, kettingen, piercings, enz.), leidt u de deelnemer naar de scannerruimte en plaatst u hem/haar comfortabel op de MRI-onderzoekstafel. Bevestig het bovenste deel van de hoofdspoel en verplaats de deelnemer in de boring van de MRI-scanner volgens de specificaties van de fabrikant.
    OPMERKING: We gebruikten een 3T-scanner die was uitgerust met een 64-kanaals kop/nek-shim-spoel.
  2. Registreer de nieuwe deelnemer met behulp van de scannerinterface door te klikken op Hoofdmenu | Onderzoek | Patiëntenregistratie en vul de verplichte velden in. Ga naar Programmakeuze en verzamel en selecteer het geplande beeldvormingsprotocol. Klik op Patiëntoriëntatie en selecteer het hoofd eerst, optie in rugligging. Kies in het vervolgkeuzemenu Onderzoeksregio en lateraliteit de optie hersenen en klik vervolgens op Onderzoek om naar het onderzoeksmenu te gaan.
  3. Volg de instructies op het scherm van het vooraf gedefinieerde scanprotocol (zoals het aanpassen van het gezichtsveld, enz.) om T1- en T2-gewogen MRI-sequenties te verkrijgen. Communiceer indien nodig met de deelnemer via het interne communicatiesysteem van de scanner.
    OPMERKING: T1- en T2-gewogen afbeeldingen zijn vereist voor geïndividualiseerde huidige modellering. Het T1-gewogen beeld is ook nodig voor neuronavigatie om de geplande en geoptimaliseerde posities van elektroden op de hoofdhuid van de deelnemers te identificeren.
  4. Gebruik het script in https://github.com/memoslap/Greifswald en de structurele beeldvormingsgegevens die tijdens de baseline MRI-scan zijn verkregen om geïndividualiseerde stroommodellering uit te voeren (bijv. met behulp van SimNIBS26). Volg de stappen in het Readme.md-bestand om de eindige-elementenmethode en geïndividualiseerde tetraëdrische hoofdmazen toe te passen die zijn gegenereerd op basis van de structurele T1- en T2-gewogen afbeeldingen van de deelnemer (http://simnibs.org)26,33,34 CHARM-tool 35 voor hoofdreconstructie om het elektrische piekveld te bepalen om geoptimaliseerde doelposities te bepalen voor plaatsing van tDCS-elektroden over de rDLPFC. Zie Figuur 1 voor een voorbeeld van de uitkomst van de procedure die voor dit protocol is gebruikt.
    OPMERKING: Alternatieve methoden voor het identificeren van hoofdhuidcoördinaten voor neuronaviërtargeting zijn mogelijk en zijn afhankelijk van studiespecifieke procedures.

3. Neuronavigatie

  1. Voorbereidende stappen
    1. Schakel de Neuronavigation-besturingscomputer en het volgsysteem in.
    2. Montagestappen: Monteer alle benodigde apparatuur voor neuronavigatie (Figuur 2; voor een overzicht van de neuronavigatie-instellingen, zie Aanvullende Figuur S1). De apparatuur in figuur 2 bestaat uit (1) een onderwerptracker, (2) schroevendraaier, (3) zeshoekige staaf, (4) bril en (5) aanwijzer. Volg de onderstaande instructies om de montage te voltooien.
      1. Draai de schroef onder de onderwerptracker los met de schroevendraaier.
      2. Steek de lange zijde van de zeskantige staaf in de moer die op de onderwerptracker is gemonteerd en draai de schroef vast.
      3. Draai de schroef aan de linkerkant van de bril los (met de bril zo geplaatst alsof hij er doorheen kijkt).
      4. Steek de andere kant van de zeskantige staaf in de moer die aan de linkerkant van de bril is gemonteerd en draai de schroef van de bril vast.
        OPMERKING: Je hebt de mogelijkheid om de onderwerptracker aan de linker- of rechterkant van de bril te installeren. Deze keuze hangt af van het doelgebied ten opzichte van de positie van de camera van het neuronavigatiesysteem (dat de aanwijzer en de onderwerptracker moet herkennen) ten opzichte van de positie van de deelnemer. In dit voorbeeld is de tracker aan de linkerkant bevestigd, zodat de persoon die de tracking uitvoert niet tussen de tracker en de camera staat.
    3. Draag de structurele T1-gewogen (bijv. als een Neuroimaging Informatics Technology Initiative (NIfTI)-bestand) van de respectieve deelnemer over, verkregen in stap 2.3. naar de besturingscomputer van het neuronavigatiesysteem.
    4. Open de neuronavigatiesoftware en kies Nieuw leeg project.
    5. Laad de T1-gewogen afbeelding van de deelnemer en sla het project op door project opslaan te selecteren.
    6. Als u de reconstructie van de 3D-kop wilt starten, gaat u naar de sectie Reconstructies in het hoofdvenster van de toepassing. Klik op Nieuw... | Skin, die een ander venster opent. Reconstrueer de huid door op de betreffende knop te drukken. Pas de huid-/luchtdrempel aan als er vervormingen worden waargenomen bij de reconstructie van het hoofd.
      OPMERKING: Het wordt aangeraden om te controleren of het hele hoofd correct is gereconstrueerd. Een goede reconstructie van de neus en oren is belangrijk om de oriëntatiepunten te detecteren die in de volgende stap worden beschreven.
    7. Configureer vijf oriëntatiepunten: nasion, linker- en rechterneusgaten en linker- en rechterpreauriculaire putten (LPA en RPA). Deze zijn nodig om de deelnemer te registreren in het gedeelte Oriëntatiepunten van het hoofdvenster van de applicatie (voor details, zie aanvullende figuur S2).
    8. Configureer de elektrodepositie voor de rDLPFC in de sectie Doelen door de x-, y- en z-coördinaten van de anodepositie in te voegen (geleverd door de geïndividualiseerde stroomsimulaties beschreven in stap 2.4), klik op Nieuwe toevoegen en typ Anode als de naam van de elektrodepositie. Herhaal de procedure voor de drie retourelektroden.
  2. Neurogenavigeerde identificatie van elektrodeposities
    1. Plaats de deelnemer comfortabel in een stoel met het gezicht naar de volgcamera. Vraag hem/haar om de bril op te zetten met de onderwerptracker eraan.
    2. Instrueer de deelnemers om de bril niet aan te raken tijdens de gehele neuronavigatieprocedure. Dit is cruciaal voor een nauwkeurige registratie van de herkenningspunten en validatie van de elektrodeposities.
    3. Ga naar het tabblad Sessies en kies in de linkerhoek de optie Onlinesessie in het vervolgkeuzemenu Nieuw . Selecteer het tabblad Polaris en controleer de zichtbaarheid van de onderwerptracker en de aanwijzer door ze naar het gezichtsveld van de camera te verplaatsen. Beide apparaten worden correct herkend wanneer de bijbehorende rode kruisjes veranderen in de groene vinkjes in het deelvenster Extra (linkerkant van het toepassingsvenster).
    4. Selecteer de sectie Registratie om de vijf vooraf gedefinieerde oriëntatiepunten te registreren. Zoek het betreffende oriëntatiepunt door de aanwijzer loodrecht op het hoofd van de deelnemer te plaatsen met de sensoren naar de camera gericht. Druk vervolgens op het voetpedaal van het neuronavigatiesysteem om de positie te bevestigen. Zorg ervoor dat er een groen vinkje wordt gezien voor de naam van elk oriëntatiepunt.
    5. Navigeer naar het validatiegedeelte en valideer de oriëntatiepunten door de punt van de aanwijzer op de geregistreerde oriëntatiepunten te plaatsen en controleer de twee afstandsindexen; De eerste index toont de afstand tussen het dradenkruis (virtuele aanwijzerpunt) en het geregistreerde oriëntatiepunt, de tweede index toont de afstand tussen het dradenkruis en de gereconstrueerde huid.
      OPMERKING: Bij gebruik van de standaardparameters van het neuronavigatiesysteem geven indices onder de 5 mm voldoende precisie aan om de validatiestap te doorstaan. Dit is acceptabel voor veel experimentele contexten. Vanwege de geoptimaliseerde focale instelling die in dit protocol wordt gebruikt, wordt de validatie van elektroden echter alleen geaccepteerd als de afwijking van de beoogde coördinaten minder dan 1 mm is (zie afbeelding 3).
    6. Beweeg de aanwijzer over de hoofdhuid van de deelnemer en controleer het dradenkruis van de gereconstrueerde hoofdhuid op de neuronavigatiemonitor. Als het dradenkruis uitgelijnd blijft met de gereconstrueerde hoofdhuid zonder deze binnen te dringen of er een opening boven te creëren, is het acceptabel, hoewel niet aanbevolen, om de volgende stap over te slaan.
    7. Proef extra punten rond locaties met extreme punten, waaronder de meest linkse, meest rechtse, bovenste en voorste locaties. Klik hiervoor op de knop Toevoegen in het deelvenster met verfijningsoriëntatiepunten voor elke positie. Plaats vervolgens de aanwijzer op het doeloppervlak van het hoofd, zorg ervoor dat de punt van de aanwijzer zachtjes de hoofdhuid raakt en druk op het pedaal om de positie te registreren. Herhaal dit proces totdat de afstand tussen het dradenkruis en de gereconstrueerde huid zo klein mogelijk is.
      OPMERKING: Verschillende neuronavigatiesystemen kunnen verschillende terminologie gebruiken om naar dit proces te verwijzen (bijv. oppervlakteregistratie).
    8. Selecteer de sectie Uitvoeren en verplaats de aanwijzer naar de geschatte locatie van de DLPFC om de positie van de middelste anode te vinden (op basis van de coördinaten in afbeelding 1D). Terwijl u de aanwijzer verplaatst, observeert u tegelijkertijd het scherm. Markeer de posities van de elektroden wanneer de punt van de aanwijzer is uitgelijnd met het midden van het groene dradenkruis op het scherm.
    9. Beweeg het haar van de deelnemer weg van het overeenkomstige gebied op de hoofdhuid en markeer de posities met een huidmarker/pen
      10. . Herhaal het proces voor de posities van de drie kathoden (zie figuur 1D).
    10. Breng een kleine hoeveelheid actuele verdovende crème aan op de beoogde posities van de elektroden om de fysieke sensaties op de hoofdhuid tijdens tDCS-fMRI te verminderen.
      OPMERKING: Zorg ervoor dat er ten minste 20 minuten verstrijkt tussen het aanbrengen van de crème en het starten van de tDCS.

4. tDCS-fMRI

  1. Voorbereiding op gelijktijdige tDCS-fMRI
    1. Bereid een brandpuntsafstand van 3 x 1 tDCS voor met een meerkanaals gelijkstroomstimulator (DC).
    2. Gebruik de meerkanaals DC-stimulator36 in de normale modus (zonder batterij). Steek de stekker van de stimulator in dezelfde stekkerdoos als de scanner voor een betere signaal-ruisverhouding en vermindering van beeldvormingsartefacten (zie ook opmerkingen in de specificaties van de fabrikant).
    3. Zorg ervoor dat alle benodigde stimulatiegerelateerde materialen beschikbaar en schoon zijn (Figuur 4). Zorg er vooral voor dat de rubberen elektroden en 3D-sjablonen geen pasta bevatten van eerdere experimentele sessies.
      OPMERKING: De opstelling die in dit project wordt gebruikt, maakt gebruik van op maat gemaakte elektroden en filterboxen die zijn ontwikkeld in samenwerking met de fabrikant van de DC-stimulator om te voldoen aan de specifieke vereisten van de onderzoekseenheid (zie afbeelding 4A). Er kunnen echter ook standaard MRI-compatibele componenten worden gebruikt.
      1. Gebruik een 3D-geprinte (thermoplastische) vulhulp voor elektrodepasta om de toepassing van geleidende elektrodepasta te standaardiseren voordat de elektroden op de hoofdhuid worden bevestigd (Figuur 4A (9),B).
      2. Gebruik een 3D-geprinte (thermoplastische) afstandhouder om de elektroden op de hoofdhuid te plaatsen en zorg ervoor dat de afstanden tussen de anode en de kathoden worden aangehouden tijdens de fMRI-tDCS-sessies (Figuur 4A (10),C).
        OPMERKING: De aangepaste 3D-sjablonen zijn toegankelijk via de volgende link: https://github.com/memoslap/Material
    4. Om de DC-stimulator in te stellen, sluit u de DC-stimulator aan op de buitendoos (met behulp van de kabel en adapter van de buitendoos). Sluit de kabel van de binnendoos aan op de binnen- en buitendoos (zie afbeelding 4).
    5. Breng 1 mm geleidende pasta gelijkmatig aan op het oppervlak van alle elektroden van de focal-tDCS 3x1 opstelling. Gebruik de vulhulp van de elektrode om de dikte van de pasta te standaardiseren. Bedek alleen het oppervlak van de elektrode met de pasta en verwijder eventuele extra pasta.
    6. Zet de DC-stimulator en de Panel PC aan (in de aangegeven volgorde). Dubbelklik op het MC-pictogram van de DC-stimulator op het bureaublad. Selecteer de gewenste stimulatiesequentie in het vervolgkeuzemenu voor het instellen van de geselecteerde sequentie . Klik op de knop stimulator kalibreren om de stimulator te kalibreren zonder elektrische belasting (d.w.z. de deelnemer is niet verbonden met de stimulator).
      LET OP: Als de deelnemer tijdens het kalibreren is aangesloten op de stimulator, kan de elektrische stroom pijnlijke gewaarwordingen veroorzaken.
    7. Plaats de deelnemer comfortabel in de buurt van de DC-stimulator buiten de MRI-scannerruimte.
    8. Bepaal het breedste deel van het hoofd van de deelnemer, van het voorhoofd (net boven de wenkbrauwen) tot het achterhoofdsbeen aan de achterkant van het hoofd, om de optimale grootte van de EEG-dop te kiezen om de elektroden op hun plaats te houden tijdens de tDCS-fMRI-sessie.
    9. Plaats de elektroden in het afstandsstuk om te zorgen voor een gelijke afstand van de kathoden rond de middelste anode en bevestig de elektroden over de geïdentificeerde en gemarkeerde hoofdhuidposities.
    10. Gebruik de optimale maat EEG-dop zonder plastic inzetstukken om de elektroden op hun plaats te houden tijdens tDCS-fMRI.
      NOTITIE: Zorg ervoor dat elektroden niet verschuiven terwijl de dop op zijn plaats zit.
    11. Sluit de kabels van de elektrodekabels aan op de binnendoos van de DC-stimulator om een impedantiecontrole uit te voeren. Selecteer de gewenste stimulatiesequentie in het vervolgkeuzemenu voor het instellen van de geselecteerde sequentie . Start de impedantiecontrole door op de impedantiecontroleknop op de DC-stimulator te drukken. Zorg ervoor dat de MR-modus is ingeschakeld.
    12. Voer de impedantiecontrole uit door op de betreffende knop op de stimulatorinterface te drukken; als de impedantie ≤25 kΩ is, gaat u naar de volgende stap (4.1.13). Als de impedantie voor een elektrode hoger is, drukt u de elektroden zachtjes op de hoofdhuid, draait u de dop vast en laat u de geleidende pasta opwarmen. Breng indien nodig meer pasta aan.
    13. Koppel de binnendoos los van de buitendoos en plaats de buitendoos in de golfgeleider van de scanner.
    14. Leid de deelnemer naar de scannerruimte terwijl u de binnendoos en aangesloten elektrodekabels vasthoudt.
      NOTITIE: Zorg er te allen tijde voor dat er geen spanning op de kabels staat, wat kan leiden tot verplaatsing van de elektrode.
    15. Vraag de deelnemer om op de MRI-onderzoekstafel te gaan zitten en sluit de binnendoos weer aan op de buitendoos (die in de golfgeleider van de scanner is ingebracht).
    16. Plaats de deelnemer comfortabel in rugligging op de MRI-onderzoekstafel, met het hoofd in de open hoofdspoel. Gebruik opblaasbare kussens aan beide zijden van het hoofd en een extra kussen aan de bovenkant van het hoofd om het te stabiliseren.
      NOTITIE: Opblaasbare kussens hebben aan de zijkanten de voorkeur boven schuimkussens om te voorkomen dat de elektrode verschuift wanneer de schuimkussens worden ingebracht.
    17. Leid de elektrodekabels door het onderste deel van de hoofdspoel voordat u het bovenste deel van de kopspoel bevestigt en op zijn plaats vergrendelt.
    18. Plaats de binnendoos naast de deelnemer op de MRI-onderzoekstafel en verplaats de deelnemer in de scannerboring.
    19. Verlaat de scannerruimte en informeer de deelnemer over de komende procedures via de communicatie-interface van de scanner voorafgaand aan elke structurele en functionele beeldvormingssequentie, evenals voorafgaand aan de tweede impedantiecontrole in de scanner.
  2. Gelijktijdige tDCS-fMRI
    1. Registreer de nieuwe deelnemer op de scanner Panel PC door te klikken op Hoofdmenu | Onderzoek | Patiëntenregistratie en vul de vereiste benodigde velden in. Ga naar Programmakeuze en verzamel en selecteer het geplande beeldvormingsprotocol. Klik op Patiëntoriëntatie en selecteer het hoofd eerst, optie in rugligging . Kies in het vervolgkeuzemenu Onderzoeksregio en lateraliteit de optie hersenen en klik op Onderzoek om naar het onderzoeksmenu te gaan.
    2. Volg de instructies op het scherm om de geplande scans te verkrijgen (pre-fMRI Pointwise Encoding Tijdreductie met Radial Acquisition (PETRA), fMRI, post-fMRI PETRA) in de volgorde die wordt weergegeven in de volgende stappen van dit protocol.
      1. Verkrijg een PETRA-scan waarmee de elektrodeposities op het hoofd van de deelnemer kunnen worden geverifieerd.
      2. Informeer de deelnemer dat er twee fMRI-scans van 10 minuten in rusttoestand zullen worden uitgevoerd en dat hij/zij zijn blik op een fixatiekruis moet houden (weergegeven via een projector en spiegels gemonteerd op de hoofdspoel) gedurende de gehele scanperiode (2 x 10 min).
      3. Start de tDCS-stimulatie door op de init-stimulatieknop op de paneel-pc te drukken. Klik op de start-triggerknop om de stimulatie te starten met een opstart van 10 s voordat u begint met de functionele beeldvormingssequenties. Dien tDCS gedurende 20 minuten toe met 2 mA.
        OPMERKING: Andere stimulatieprotocollen met verschillende ramping-perioden of stimulatie-intensiteiten of -duur zijn mogelijk.
      4. Na het einde van de functionele scans en stimulatieperiode wordt een tweede PETRA-scan gemaakt terwijl de elektroden nog op het hoofd van de deelnemer zijn bevestigd.
        OPMERKING: In vergelijking met de pre-fMRI PETRA-scan maakt dit het mogelijk om de potentiële elektrodebeweging over het tDCS-fMRI-experiment (d.w.z. drift) te bepalen.
    3. Koppel na voltooiing van de MRI-sessie de elektrodekabels los van de buitendoos en schakel de DC-stimulator uit, haal de deelnemer uit de scannerboring, verwijder de dop van het hoofd van de deelnemer en verwijder de elektroden.
    4. Inspecteer de hoofdhuid van de deelnemer op mogelijke roodheid van de huid veroorzaakt door de stimulatie. Reinig de hoofdhuid van de deelnemer waar de elektroden zijn geplaatst.
    5. Vraag de deelnemer aan het einde van het experiment om de tDCS-bijwerkingen29 en blinderende 31,32 vragenlijsten in te vullen.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Gegevens van 43 gezonde jonge deelnemers (20 mannen / 23 vrouwen in de leeftijd van 24,74 ± 5,50 jaar) werden opgenomen. De deelnemers voltooiden maximaal vier fMRI-sessies. Neurogenavigeerde plaatsing van elektroden werd voorafgaand aan elke fMRI-sessie uitgevoerd. In totaal werden 338 datasets die de posities van de centrumanodes voor en na fMRI vertegenwoordigen, opgenomen in data-analyses.

Om de beoogde posities van de elektroden te bepalen, werd geïndividualiseerde stroommodellering uitgevoerd met behulp van structurele MRI-gegevens die waren verkregen in een afzonderlijke MRI-sessie (voorafgaand aan de fMRI-sessies). De huidige modellering was gericht op het optimaliseren van de hoofdhuidposities van de 3 x 1 opstellingen om de stroomtoevoer naar de rDLPFC (N = 19, deelnemers/N = 137 datapunten), rOTC (N = 12/104) of lTPJ (N = 12/97) te maximaliseren. De werkelijke posities van de middenanodes van de 3 x 1-opstellingen werden empirisch bepaald met behulp van structurele MRI-gegevens (PETRA-beelden) die voor en na elke fMRI-sessie werden verkregen (Opmerking: coördinaten voor het richten werden verstrekt in de ruimte van het onderwerp. Daarom werden PETRA-scans van individuele deelnemers samen geregistreerd met hun eigen T1-gewogen beeld verkregen tijdens de basisscan, waarop veldsimulaties waren gebaseerd). Omdat identificatie van elektrodeposities in 3D foutgevoelig is, werd een aangepaste 2D "pancake"-weergave van de gereconstrueerde hoofdhuid met elektroden gebruikt (zie figuur 537,38) om zes randpunten van de middelste anoden te bepalen. Vervolgens werd het zwaartepunt berekend om de middencoördinaten van de anoden te verkrijgen voor elke fMRI-sessie en elk tijdstip (d.w.z. voor of na tDCS). Vervolgens werd een omgekeerde 2D->3D-transformatie toegepast om elektrodecoördinaten in de 3D-ruimte te verkrijgen.

De ruimtelijke precisie van de plaatsing van de neurogenavigeerde elektrode werd onderzocht door "bedoelde" versus "werkelijke" elektrodeposities25 te vergelijken en wordt gerapporteerd als de L2 Norm (Euclidische norm) afstand39. De L2-norm is een standaard vectornorm die wordt berekend als de vierkantswortel van de som van de kwadraten van de vectorcomponenten. Het verschil tussen de bedoelde en de werkelijke coördinaten wordt berekend door het verschil van alle vectorcomponenten, namelijk elke dimensie van de 3D-ruimte (x/y/z). De verplaatsing van de elektrode in de loop van het experiment (d.w.z. drift) werd onderzocht door de werkelijke elektrodeposities voor en na fMRI te vergelijken.

Daarnaast hebben we de targetingnauwkeurigheid voor de plaatsing van neurogenavigeerde elektroden vergeleken met gegevens uit een eerdere studie van onze groep die een op de hoofdhuid gebaseerde targetingbenadering gebruikte (10-20 EEG-systeem25). Deze studie bestond uit gegevens van 60 deelnemers (31 mannen/29 vrouwen in de leeftijd van 22,17 ± 2,33 jaar), twee doelregio's (N = 30/30, motorische cortex/inferieure frontale gyrus) en twee fMRI-sessies voor een totaal van 240 datapunten. Gegevens en code die voor alle analyses worden gebruikt, zijn openbaar beschikbaar op https://github.com/LawsOfForm/VerFlu_Simulation_Niemann_2023.

Lineaire gemengde modellen werden gebruikt om (a) afwijking van de werkelijke elektrodeposities ten opzichte van de beoogde locaties te analyseren en (b) drift over de fMRI-sessie met de volgende formule en de L²-norm als afhankelijke variabele:

yij = β0 + POSITIEx1ij + REGIONx2ij + POSITIE * REGIONx3ij + μ0j + εij

yij is de L2 Norm-afstand tussen de beoogde en werkelijke elektrodeposities op POSITIE i van proefpersoon j. β0 het intercept met vast effect is, X1 is de waarde voor POSITION (1: beoogd, 2: werkelijke pre-fMRI; 3: post-fMRI) op positie i in proefpersoon j. X2 is de waarde voor de REGIO van interesse (1: lTPC, 2: rDLPFC, 3:rOTC) in regio i in proefpersoon j. X3 is de waarde voor de interactie voor POSITIE en REGIO voor positie en regio i en proefpersoon j, u0 is het willekeurige snijpunt voor proefpersoon j (μ0j ~ N(0, τ002)); εij zijn de residuen voor tijdstip i in onderwerp j (εij ~ N(0,σ2)).

Vergelijking van de richtnauwkeurigheid voor neurogenavigeerde en op de hoofdhuid gebaseerde plaatsing van elektroden werd gedaan met behulp van een t-test op basis van de L2-normverschillen tussen de beoogde en werkelijke posities in de respectievelijke groepen.

Neuronagenavigeerde plaatsingsnauwkeurigheid en verplaatsing in het experiment
Het referentiemodel (beoogde plaatsing van centrumanodes; regio: lTPC) vertoonde significante afwijkingen van elektrodeposities ten opzichte van beoogde posities bij zowel pre-fMRI- als post-fMRI-beoordelingen (8,71 mm, 95%-CI: [6,57-10,84], p < .001; 8,51 mm, 95%-CI: [6,35-10,66], p < .001) Aanvullende tabel S1. Post-hocanalyse voor geschatte marginale gemiddelden (EMM's) werd berekend voor alle belangrijke en enkelvoudige effecten van belang (zie aanvullende tabel S2, aanvullende tabel S3, figuur 6, figuur 7, aanvullende figuur S3 en aanvullende figuur S4). De voorspelde gemiddelde plaatsingsfout voor alle pre-fMRI-sessies was 8,54 mm 95%-CI: [7,66-9,42] en significant verschillend van de beoogde posities (t (296) = -8,54, p < 0,0001). Dit was ook het geval voor post-fMRI-coördinaten (8,61 mm, 95%-CI: [7,73-9,50]; t (296) = -10,97, p < 0,0001, zie figuur 6 en aanvullende tabel S2). Omdat plaatsingsfouten per regio 25,40,41 kunnen verschillen, is een verkeerde plaatsing ook berekend tussen doelregio's voor elke positie. Er werden echter geen regiospecifieke verschillen tussen rOTC, lTPC en rDLPFC gevonden (aanvullende tabel S3, figuur 7 en aanvullende figuur S4).

Verplaatsing van centrumanodes (d.w.z. drift), beoordeeld door vergelijking van de werkelijke elektrodeposities tussen pre- en post-fMRI was verwaarloosbaar (-0,08 ± 0,39 mm; t (291) =-0,20, p = 0,98). Zie voor meer informatie Figuur 6 en Aanvullende Tabel S2.

Vergelijking van fouten bij het plaatsen van elektroden tussen neurogenavigeerde en op de hoofdhuid gebaseerde plaatsingsbenaderingen
Om de relevantie van neurogenavigeerde plaatsing te onderzoeken, werden L² Norm-verschillen tussen beoogde en werkelijke posities op basis van neuronagenavigeerde elektrodeplaatsing retrospectief vergeleken met gegevens verkregen uit een eerdere studie die een op de hoofdhuid gebaseerde targetingbenadering gebruikte25. In deze studie bedroeg het verschil in L² Norm tussen de beoogde en werkelijke posities van de anode 12,33 ± 5,67 mm. Directe vergelijking tussen neurogenavigeerde (8,83 ± 4,68) en op hoofdhuid gebaseerde benaderingen onthulde een significante afname van de L² Norm-afstand met 3,50 mm ten gunste van de plaatsing van de neurogenavigeerde elektrode (t (397) = 4,91, p < 0,001).

figure-results-1
Figuur 1: Een vereenvoudigde beschrijving van de opeenvolging van stappen die de methode voor geïndividualiseerde stroommodellering vertegenwoordigen. De methode heeft tot doel geoptimaliseerde hoofdhuidposities van elektroden over het doelgebied (rechter DLPFC) te bepalen met behulp van een focale 3 x 1 tDCS-opstelling. (A) Anatomisch doelgebied in grijs. (B) Geoptimaliseerde elektrodepositie geïllustreerd op de gereconstrueerde kop van de deelnemer (anode = zwart, kathode 1 = rood, kathode 2 = groen, kathode 3 = blauw. (C) Gesimuleerd elektrisch veld op basis van geïndividualiseerde stroommodellering voor deze montage (in V/m). (D) Doelcoördinaten voor alle beoogde elektrodeposities die worden gebruikt tijdens neuronaviaal richten (afmetingen: x/y/z). Afkortingen: DLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex; tDCS = transcraniële gelijkstroomstimulatie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Neuronavigatieapparatuur. 1) Onderwerp tracker, 2) Schroevendraaier, 3) Zeshoekige staaf, 4) Bril, 5) Aanwijzer. OPMERKING: De neuronavigatiesoftware communiceert met de positiesensor (de volgcamera) om de locatie van de onderwerpvolger (gemonteerd op de bril) te verkrijgen. Het maakt gebruik van een registratiematrix (verkregen door oriëntatiepunten op het hoofd van de proefpersoon te identificeren via de aanwijzer) om de hoofdpositie van de proefpersoon uit te lijnen van de echte wereld naar de beeldruimte van de deelnemer (op basis van de T1-gewogen afbeelding van de deelnemer). Een overzicht van de algehele opstelling vindt u in aanvullende figuur S1. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Validatie van de doelregio. Illustreert de procedure voor het valideren van stimulatiedoelgebieden via neuronavigatie. 1) De Subject tracker gemonteerd aan de linkerkant van de bril. 2) De aanwijzer wordt gebruikt om de beoogde positie van de anode (rDLPFC) te lokaliseren. 3) Het groene dradenkruis en de rode stip (die de punt van de aanwijzer voorstelt) op het computerscherm. 3a) Het indexnummer is groen als de aanwijzer minder dan 3 mm afwijkt van het dradenkruis; 3b) het indexnummer is oranje als de wijzer afwijkt tussen 3 en 5 mm; en 3c) het is rood als de aanwijzer meer dan 5 mm afwijkt. Afkorting: rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Afbeelding 4: Geselecteerde componenten van meerkanaals DC-stimulator en *aangepaste componenten. (A) 1) Adapter die op het stopcontact van de DC-stimulator kan worden aangesloten, 2) LAN-kabel buitendoos, 3) *Buitendoos (filterdoos) die tijdens tDCS-fMRI in de golfgeleider van de scanner wordt geplaatst. De klem is bevestigd aan de golfgeleider om de filterbox te verbinden met de zwevende massa van de afgeschermde MRI-kamer om mogelijke artefacten te verminderen. 4) Kabel binnendoos, 5) binnendoos met stekkers voor elektrodekabels, 6) *zekeringadapter die drie afzonderlijke kanalen combineert tot één voor de middenanode, 7) *gefuseerde elektrodekabels en elektrode van de middenanode (straal van 10 mm) gemaakt van flexibele en elektrisch geleidende siliconen, 8) individuele kathode en kabel, 9) voorbeeld van elektrode ingevoegd in 3D-geprinte vulhulp, 10) voorbeeld van elektrode geplaatst in 3D spacer, 11) meetlint, 12) EEG-dop zonder plastic inzetstukken om elektroden op de hoofdhuid te bevestigen. Voor de volledige opstelling en standaardcomponenten die niet in dit protocol worden gebruikt, worden lezers verwezen naar de website van de fabrikant (link in Materiaaltabel). (B) 3D-model van de elektrodevulhulpmiddel. (C) 3D-model van de afstandhouder. Afkortingen: tDCS-fMRI = transcraniële gelijkstroomstimulatie-functionele magnetische resonantie beeldvorming; EEG = elektro-encefalografie. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-5
Figuur 5: Pannenkoekweergave van hoofdhuid en elektroden op basis van het PETRA-beeld. Kleuren vertegenwoordigen verschillende maten van het afgeplatte hoofdhuidmasker (rood = 2 mm; groen = 4 mm, blauw = 6 mm van de opgeblazen hoofdhuid voor dieptevisualisatie van het hoofd). De oriëntaties van de getransformeerde afbeelding zijn gemarkeerd in witte letters. Witte stippen vertegenwoordigen handmatig geselecteerde randpunten van de middelste anode die over de rechter dorsolaterale prefrontale cortex zijn geplaatst. Het massamiddelpunt werd berekend als de middelpuntcoördinaat van de randpunten voorafgaand aan de hertransformatie in de 3D-ruimte. Afkortingen: PETRA = Pointwise Encoding Tijdreductie met Radial Acquisition; L = links; R = rechts; P = posterieur; A = anterieur. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-6
Figuur 6: Geschatte marginale gemiddelden van de L2-norm (Euclidische norm) afstand tussen de beoogde en werkelijke elektrodeposities van de anodische elektrode in alle sessies en regio's (rOTC, lTPC, rDLPFC). Originele datapunten in turkoois. EMM's 95% betrouwbaarheidsintervallen in grijs. Afkortingen: EMM's = geschat marginaal gemiddelde; rOTC = rechter occipitale temporale cortex; lTPC = linker temporale pariëtale cortex; rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex; fMRI = functionele magnetische resonantie beeldvorming. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-7
Figuur 7: Geschat marginaal gemiddelde van L2 norm (Euclidische norm) afstand tussen beoogde en werkelijke elektrodeposities van de anodische elektrode over alle sessies tussen elk gebied (rOTC, lTPC, rDLPFC) voor elke positie (beoogd, voor/na fMRI). Originele datapunten in turkoois. EMM's 95% betrouwbaarheidsintervallen in grijs. Afkortingen: EMM's = geschat marginaal gemiddelde; rOTC = rechter occipitale temporale cortex; lTPC = linker temporale pariëtale cortex; rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex; fMRI = functionele magnetische resonantie beeldvorming. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Aanvullende figuur S1: Overzicht van het neuronavigatiesysteem. 1) Besturingscomputer van het neuronavigatiesysteem met de neuronavigatiesoftware geïnstalleerd; 2) Polaris-camera; 3) Voetpedaal; 4) Bril met onderwerptracker (zie afbeelding 2 voor details); 5) Aanwijzer. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende figuur S2: Gereconstrueerde huid met oriëntatiepunten in geel. 1) Nasion, 2) linker neusgat; 3) rechter neusgat; 4) linker preauriculaire put; 5) Rechter preauriculaire put (zie protocol stap 3.1.7). Afkortingen: LPA = linker preauriculaire put; RPA = rechter preauriculaire put. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende figuur S3: Geschatte marginale gemiddelden van de L²-norm (Euclidische norm) afstand tussen de beoogde en werkelijke elektrodeposities van de anodische elektrode gedurende alle sessies tussen posities (bedoeld, pre/post fMRI) voor elk gebied (rOTC, lTPC, rDLPFC). Originele datapunten in turkoois. EMM's 95% betrouwbaarheidsintervallen in grijs. Afkortingen: EMM's = geschat marginaal gemiddelde; rOTC = rechter occipitale temporale cortex; lTPC = linker temporale pariëtale cortex; rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex; fMRI = functionele magnetische resonantie beeldvorming. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende figuur S4: Geschatte marginale gemiddelden van de L²-norm (Euclidische norm) afstand tussen de beoogde en werkelijke elektrodeposities van de anodische elektrode over alle sessies en posities (bedoeld, voor/na fMRI) voor elk interessegebied (rOTC, lTPC, rDLPFC). Originele datapunten in turkoois. EMM's 95% betrouwbaarheidsintervallen in grijs. Rechter occipitale temporale cortex (rOTC), linker temporale pariëtale cortex (lTPC), rechter dorsolaterale prefrontale cortex (rDLPFC). Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S1: Resultaten van lineaire gemengde modelanalyse voor L² Norm (Euclidische norm) afstand tussen beoogde en werkelijke coördinaten. Regressiecoëfficiënten van lineaire gemengde modellen (random intercept models) en tweezijdige p-waarden worden gerapporteerd. Afkortingen: CI = betrouwbaarheidsinterval; rOTC = rechter occipitale temporale cortex; lTPC = linker temporale pariëtale cortex; rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex; df = vrijheidsgraden; σ2 = gepoolde restvariantie; τ = gepoolde variantie verklaard door proefpersonen; ICC = correlatiecoëfficiënt binnen de klasse; N = aantal proefpersonen. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S2: Post-hoc EMM's voor lineaire gemengde modelanalyse voor L² Norm (Euclidische norm) verschillen). Hoofd- en enkelvoudige contrasten voor het hoofdeffect van de positie (beoogd, pre/post fMRI, zie ook Aanvullende Figuur S2) en eenvoudige effecten van de positie voor elk gebied (lTPC, rDLPFC, rOTC, zie ook Figuur 6). Voor eenvoudige effecten worden alleen significante effecten getoond. Afkortingen: EMM's = geschat marginaal gemiddelde; SE = standaard fout; df = vrijheidsgraden; rOTC = rechter occipitale temporale cortex; lTPC = linker temporale pariëtale cortex; rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Aanvullende tabel S3: Post-hoc EMM's voor lineaire gemengde modelanalyse van L² Norm (Euclidische norm) verschil. Hoofd- en enkelvoudige contrasten voor het hoofdeffect van de regio (lTPC, rDLPFC, rOTC, zie ook Aanvullende Figuur S3) en eenvoudige effecten van de regio voor elke positie (bedoeld, pre/post fMRI, zie ook Figuur 7). Afkortingen: EMM's = geschat marginaal gemiddelde; SE = standaard fout; df = vrijheidsgraden; rOTC = rechter occipitale temporale cortex; lTPC = linker temporale pariëtale cortex; rDLPFC = rechter dorsolaterale prefrontale cortex. Klik hier om dit bestand te downloaden.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kritieke stappen, mogelijke wijzigingen en probleemoplossing van de methode
Nauwkeurige positionering van elektroden is een cruciale technische factor in tDCS-experimenten, en afwijkingen van de beoogde hoofdhuidposities of elektrodedrift kunnen de stroomtoevoer naar de beoogde doelhersengebieden beïnvloeden42,43. Dit is met name relevant voor gefocaliseerde tDCS, aangezien de regionale specificiteit van de toegediende stroom deze opstellingen bijzonder gevoelig maakt voor de effecten van positioneringsfouten 5,25. In het huidige protocol beschreven we een methode van neuronaviaal, gefocaliseerde tDCS toegediend tijdens fMRI, die tot doel heeft de plaatsingsnauwkeurigheid van individueel bepaalde hoofdhuidposities te verbeteren. Kritieke stappen zijn onder meer (1) het gebruik van elektrische stroommodellering om de hoofdhuidpositie van de 3 x 1-opstelling voor elke studiedeelnemer te optimaliseren, (2) identificatie van geoptimaliseerde hoofdhuidposities door neuronavigatie, (3) positionering en bevestiging van elektroden op de hoofdhuid met behulp van gestandaardiseerde procedures, en (4) onderzoek naar plaatsingsnauwkeurigheid en elektrodedrift voor en na gelijktijdige tDCS-fMRI.

De eerste stap in ons protocol beschrijft de optimalisatie van elektrodeposities voor een individuele studiedeelnemer van onze lopende Research Unit (RU) door middel van geïndividualiseerde stroommodellering (code om de optimalisatie opnieuw op te bouwen is hier te vinden https://github.com/memoslap/SimNIBS_Optimization). Deze aanpak is zeer specifiek voor de RU-projecten en omvatte twee voorbereidende stappen die hier niet worden beschreven: (1) Definitie van anatomische doelgebieden voor acht empirische RU-projecten (www.memoslap.de) op basis van fMRI- en/of tDCS-studies die dezelfde/vergelijkbare motorische of cognitieve taken gebruikten; (2) het egaliseren van de gemiddelde stroomdosis over projecten heen door de afstand tussen de middelste anode en de omringende kathoden aan te passen. Dit omvatte een computationele modelleringsstudie en structurele beeldvormingsgegevens die beschikbaar waren voor onze groep om de projectspecifieke afstand tussen elektroden te bepalen. Deze projectspecifieke montages werden vervolgens gebruikt om de hoofdhuidposities voor individuele deelnemers aan de RU-projecten te optimaliseren om een maximale stroomintensiteit in de respectieve doelregio's te bereiken (in dit protocol: rechter DLPFC). Er zijn met name veel mogelijke manieren om de gewenste hoofdhuidposities te bepalen, en die zijn afhankelijk van de doelen van het onderzoek (d.w.z. regionale of dosiscontrole, anatomische of functionele targeting).

Evenzo zijn er een aantal verschillende in de handel verkrijgbare neuronavigatieapparaten en DC-stimulatoren die kunnen worden gebruikt voor neurogenavigeerde plaatsing en het uitvoeren van een tDCS-fMRI-onderzoek. Bijgevolg zijn wijzigingen van de in dit protocol beschreven procedures vereist als apparatuur van verschillende fabrikanten wordt gebruikt of tDCS-fMRI wordt uitgevoerd met een ander scannertype. Desalniettemin zijn we van mening dat het protocol op een flexibele manier kan worden aangepast om te voldoen aan studiespecifieke vereisten. Voor 3 x 1 opstellingen raden we bijvoorbeeld aan om een 3D-geprinte afstandhouder te gebruiken om ervoor te zorgen dat de gewenste afstand tussen de elektroden wordt bereikt en behouden tijdens het plaatsen en scannen. Standaardisatie van de hoeveelheid geleidende pasta kan worden bereikt met behulp van een elektrodevulhulpmiddel zoals beschreven in dit protocol. Om maatwerk mogelijk te maken, zijn de 3D-modellen die voor het printen zijn gebruikt, openbaar gemaakt (zie protocolstap 4.1.3.2).

De complexiteit van intrascanner tDCS fMRI-experimenten is een andere cruciale overweging, waarbij deelnemers naar elektroden moeten gaan die op hun hoofd zijn bevestigd. Deze onderzoeken brengen een aanzienlijk risico met zich mee van daaropvolgende elektrodeverplaatsing, zelfs bij nauwkeurige positionering5. Daarom raden we aan om routinematig de juiste methoden te implementeren om verplaatsing en drift van de elektrode te minimaliseren (bijv. het gebruik van standaard MRI-compatibele opblaasbare kussens om verplaatsing van elektroden in de MRI-scanner te voorkomen, EEG-doppen of voorgevormde banden om elektroden op hun plaats te houden, en andere maatregelen die in het bovenstaande protocol worden beschreven).

Ten slotte maakt het toedienen van tDCS tijdens fMRI, in vergelijking met gedragsmatige tDCS-studies, het mogelijk om de exacte posities van elektroden op de hoofdhuid te verifiëren (op basis van 3D structurele MRI-beelden) en de kwantificering van mogelijke afwijkingen van de beoogde posities. De identificatie van elektrodeposities in 3D is echter gevoelig voor fouten. Daarom stellen we een 2D-transformatie van de hoofdhuid en elektroden voor om de verificatie van de werkelijke elektrodeposities te vergemakkelijken. Toekomstige studies zijn echter nodig om deze nieuwe benadering te valideren en de resultaten te vergelijken met gegevensextractie uit 3D-beelden.

Betekenis van de methode ten opzichte van bestaande andere methoden
Op de hoofdhuid gebaseerde targetingbenaderingen (bijv. het 10-20 EEG-systeem44) zijn tot nu toe in het merendeel van het tDCS-onderzoek gebruikt. Dit omvat handmatige of geautomatiseerde identificatie van anatomische oriëntatiepunten en aanvullende metingen (bijv. hoofdomtrek, berekening van kruispunten tussen oriëntatiepunten) om de beoogde hoofdhuidposities van de elektroden te bepalen. Hoewel deze benadering tot op zekere hoogte rekening houdt met de hoofdomvang van individuele deelnemers, negeert het andere kenmerken van de hersen- en schedelmorfologie, wat resulteert in een verlies aan nauwkeurigheid 5,41,45. De verbeterde precisie die kan worden bereikt met MRI-geleide neuronavigatie wordt geïllustreerd in het gedeelte over representatieve resultaten van dit protocol. Hier kwantificeerden we de precisie van neurogenavigeerde targeting met behulp van gegevens van een lopende multicenter tDCS-fMRI-studie en vergeleken we retrospectief de plaatsingsnauwkeurigheid van neuronagenavigeerde targeting met een op de hoofdhuid gebaseerde benadering. Daarnaast onderzochten we de mate van elektrodeverplaatsing tijdens fMRI. De belangrijkste resultaten van het empirische deel van dit protocol waren dat (1) neurogenavigeerd richten superieur is aan plaatsing van elektroden op basis van de hoofdhuid, met een ongeveer 40% hogere precisie op basis van de L2-norm; en (2) er was een minimale drift van elektroden tijdens fMRI-sessies, wat benadrukt dat de geïmplementeerde technische en procedurele stappen om elektroden op hun plaats te houden (d.w.z. dop, afstandhouder, opblaasbare kussens) succesvol waren.

Beperkingen en toekomstige toepassingen van de methode
Er zijn verschillende beperkende factoren voor het gebruik van de aanpak die in dit protocol wordt beschreven. Optimalisatie van de beoogde elektrodeposities door middel van computationele modellering, neuronagenavigeerde targeting en verificatie van elektroden vereist bijvoorbeeld toegang tot structurele MRI-gegevens, specifieke technische expertise en dure apparatuur die mogelijk niet beschikbaar is. Daarom is deze benadering beperkt tot gespecialiseerde onderzoekscentra die studies uitvoeren die een hoge ruimtelijke precisie van de stroomafgifte vereisen (bijv. experimentele studies in neurotypische populaties die causale hersen-gedragsrelaties onderzoeken of computationele modelleringsstudies die dosis-responsrelaties onderzoeken). In deze context is het vermeldenswaard dat de validiteit van op MRI gebaseerde huidige modellering kan afnemen bij patiënten met een hoofdoperatie of progressieve laesies, waarmee rekening moet worden gehouden bij het toepassen van de methoden die in dit protocol worden beschreven op klinische populaties.

Bovendien is de optimalisatie van elektrodeposities door computationele modellering en neuronagenavigeerde plaatsing in dit protocol gericht op het maximaliseren van de anatomische precisie. Zoals hierboven vermeld, zijn er andere manieren van geïndividualiseerde targeting mogelijk (inclusief invasieve benaderingen die beperkt zijn tot specifieke klinische populaties46), en anatomische precisie impliceert niet noodzakelijkerwijs functionele relevantie van het gestimuleerde gebied. Dit laatste zou een lokalisatietaak vereisen (op individueel deelnemers- of groepsniveau), verworven voorafgaand aan tDCS-fMRI, om functioneel relevante hersengebieden te identificeren voor neuronagenavigeerde targeting. Bovendien moet toekomstig onderzoek de functionele relevantie van elektrodeverplaatsing voor gedrags- en neurale functies bepalen, inclusief een directe vergelijking van effecten tussen focale en conventionele montages.

Opgemerkt moet worden dat computersimulaties berusten op de anatomische precisie van de (semi-)geautomatiseerde weefselsegmentaties verkregen uit MRI en het elektrische veld schatten op basis van aannames over de elektrische geleidbaarheid van verschillende weefselklassen 5,47. Om de nauwkeurigheid van computationele modellen te vergroten, is het daarom essentieel om deze aannames te valideren en de segmentatienauwkeurigheid te evalueren. In dit opzicht omvatten nieuwe methoden om de tDCS-geïnduceerde stroomgeleiding van hersenweefsel tijdens gelijktijdige tDCS-MRI-metingen te bestuderen, waaronder Magnetic Resonance Current Density Imaging (MRCDI) en Magnetic Resonance Electrical Impedance Tomography (MREIT)5,48,49. Deze benaderingen hebben het potentieel voor het valideren van tDCS-simulaties van elektrische velden en het optimaliseren van geïndividualiseerde stroomdosisberekeningen. Het combineren van dergelijke geoptimaliseerde computationele modelleringsbenaderingen met neuronagenavigeerde tDCS zal in de nabije toekomst waarschijnlijk de precisie en effectiviteit van tDCS in experimentele en klinische contexten verbeteren.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

MAN zit in de wetenschappelijke adviesraden van Neuroelectrics en Précis. AH is gedeeltelijk in dienst van neuroConn GmbH. De andere auteurs hebben geen belangenconflicten te verklaren.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit onderzoek werd gefinancierd door de Duitse Stichting voor Wetenschappelijk Onderzoek (projectsubsidies: FL 379/26-1; ME 3161/3-1; CRC INST 276/741-2 en 292/155-1, Onderzoekseenheid 5429/1 (467143400), FL 379/34-1, FL 379/35-1, FL 379/37-1, FL 379/22-1, FL 379/26-1, ME 3161/5-1, ME 3161/6-1, AN 1103/5-1, TH 1330/6-1, TH 1330/7-1). AT werd ondersteund door de Lundbeck Foundation (subsidie R313-2019-622). We danken Sophie Dabelstein en Kira Hering voor hun hulp bij het extraheren van gegevens.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Brainsight neuronavigatiesysteemBrainsight; Rogue Research Inc., Montréal, Canada
CR-5 Pro hoge temperatuur 3D-printer CREALITY, Shenzhen, China
DC-STIMULATOR MCNeuroConn GmbH, Ilmenau, Duitslandhttps://www.neurocaregroup.com/technology/dc-stimulator-mc
EMLA Crème 5%Aspen, Dublin, Ierland
MAGNETOM Vida 3T, syngo_MR_XA50 softwareSiemens Healthineers AG, Forchheim, Duitsland
Polaris cameraPolaris Vicra; Northern Digital Inc., Waterloo, Canada
Ten20 geleidende EEG-pastaWeaver and Company, Aurora, VS
TPU 3D-printerfilamentSUNLU International, Hong-Kong, China
Voorbeeld van alternatieven
Ingenia 3.0T (MR-scanner)Phillips, Amsterdam, Nederland
Localite TMS Navigator (Neuronavigatieapparatuur)Localite, Bonn, Duitsland
Neural Navigator (Neuronavigatieapparatuur)Soterix, New Jersey, VS
PEBA 3D-printerfilamentKimya, Nantes, Frankrijk
PLA 3D-printerfilamentFilamentworld, Neu-Ulm, Duitsland
StarStim (Stimulator)Neuroelectrics, Barcelona, Spanje

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Perceval, G., Flöel, A., Meinzer, M. Can transcranial direct current stimulation counteract age-associated functional impairment. Neurosci Biobehav Rev. 65, 157-172 (2016).
  2. Simonsmeier, B. A., Grabner, R. H., Hein, J., Krenz, U., Schneider, M. Electrical brain stimulation (tES) improves learning more than performance: A meta-analysis. Neurosci Biobehav Rev. 84, 171-181 (2018).
  3. Chan, M. M. Y., Yau, S. S. Y., Han, Y. M. Y. The neurobiology of prefrontal transcranial direct current stimulation (tDCS) in promoting brain plasticity: A systematic review and meta-analyses of human and rodent studies. Neurosci Biobehav Rev. 125, 392-416 (2021).
  4. Stagg, C. J., Antal, A., Nitsche, M. A. Physiology of transcranial direct current stimulation. J ECT. 34 (3), 144-152 (2018).
  5. Meinzer, M., et al. Investigating the neural mechanisms of transcranial direct current stimulation effects on human cognition: current issues and potential solutions. Front Neurosci. 18, e1389651(2024).
  6. Sandrini, M., Umiltà, C., Rusconi, E. The use of transcranial magnetic stimulation in cognitive neuroscience: A new synthesis of methodological issues. Neurosci Biobehav Rev. 35 (3), 516-536 (2011).
  7. Bashir, S., et al. Effects of anodal transcranial direct current stimulation on motor evoked potentials variability in humans. Physiol Rep. 7 (13), e14087(2019).
  8. Breakspear, M. Dynamic models of large-scale brain activity. Nat Neurosci. 20 (3), 340-352 (2017).
  9. Crosson, B., et al. Functional imaging and related techniques: an introduction for rehabilitation researchers. J Rehabil Res Dev. 47 (2), vii-xxxiv (2010).
  10. Mier, W., Mier, D. Advantages in functional imaging of the brain. Front Hum Neurosci. 9, 249(2015).
  11. Antonenko, D., et al. Microstructural and functional plasticity following repeated brain stimulation during cognitive training in older adults. Nat Commun. 14 (1), e3184(2023).
  12. Jamil, A., et al. Current intensity- and polarity-specific online and aftereffects of transcranial direct current stimulation: An fMRI study. Hum Brain Mapp. 41 (6), 1644-1666 (2020).
  13. Keeser, D., et al. Prefrontal transcranial direct current stimulation changes connectivity of resting-state networks during fMRI. J Neurosci. 31 (43), 15284-15293 (2011).
  14. Meinzer, M., Lindenberg, R., Antonenko, D., Flaisch, T., Floel, A. Anodal transcranial direct current stimulation temporarily reverses age-associated cognitive decline and functional brain activity changes. J Neurosci. 33 (30), 12470-12478 (2013).
  15. Nardo, D., et al. Transcranial direct current stimulation with functional magnetic resonance imaging: a detailed validation and operational guide. Wellcome Open Res. 6, 143(2023).
  16. Meinzer, M., et al. Transcranial direct current stimulation and simultaneous functional magnetic resonance imaging. J Vis Exp. (86), e51730(2014).
  17. Bergmann, T. O., Hartwigsen, G. Inferring causality from noninvasive brain stimulation in cognitive neuroscience. J Cogn Neurosci. 33 (2), 195-225 (2021).
  18. Villamar, M. F., et al. Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). J Vis Exp. (77), e50309(2013).
  19. Gbadeyan, O., McMahon, K., Steinhauser, M., Meinzer, M. Stimulation of dorsolateral prefrontal cortex enhances adaptive cognitive control: A high-definition transcranial direct current stimulation study. J Neurosci. 36 (50), 12530-12536 (2016).
  20. Kuo, H. -I., et al. Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4 × 1 ring tDCS: A neurophysiological study. Brain Stimul. 6 (4), 644-648 (2013).
  21. Martin, A. K., Su, P., Meinzer, M. Common and unique effects of HD-tDCS to the social brain across cultural groups. Neuropsychologia. 133, e107170(2019).
  22. Martin, A. K., Kessler, K., Cooke, S., Huang, J., Meinzer, M. The right temporoparietal junction Is causally associated with embodied perspective-taking. J Neurosci. 40 (15), 3089-3095 (2020).
  23. Müller, D., Habel, U., Brodkin, E. S., Clemens, B., Weidler, C. HD-tDCS induced changes in resting-state functional connectivity: Insights from EF modeling. Brain Stimul. 16 (6), 1722-1732 (2023).
  24. Seo, H., Kim, H. -I., Jun, S. C. The effect of a transcranial channel as a skull/brain interface in high-definition transcranial direct current stimulation-a computational study. Sci Rep. 7 (1), e40612(2017).
  25. Niemann, F., et al. Electrode positioning errors reduce current dose for focal tDCS set-ups: Evidence from individualized electric field mapping. Clin Neurophysiol. 162, 201-209 (2024).
  26. Field modeling for transcranial magnetic stimulation: A useful tool to understand the physiological effects of TMS. Thielscher, A., Antunes, A., Saturnino, G. B. 2015 37th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), , 222-225 (2015).
  27. Meinzer, M., et al. Investigating the neural mechanisms of transcranial direct current stimulation effects on human cognition: current issues and potential solutions. Frontiers in Neuroscience. 18, 1389651(2024).
  28. Ghadimi, M., Sapra, A. Magnetic resonance imaging contraindications. StatPearls. , (2024).
  29. Antal, A., et al. Low intensity transcranial electric stimulation: Safety, ethical, legal regulatory and application guidelines. Clin Neurophysiol. 128 (9), 1774-1809 (2017).
  30. Ekhtiari, H., et al. A checklist for assessing the methodological quality of concurrent tES-fMRI studies (ContES checklist): a consensus study and statement. Nat Protoc. 17 (3), 596-617 (2022).
  31. Dinn, W., et al. Effectiveness of tDCS blinding protocol in a sham-controlled study. Brain Stimul. 10 (2), 401(2017).
  32. Turner, C., Jackson, C., Learmonth, G. Is the "end-of-study guess" a valid measure of sham blinding during transcranial direct current stimulation. Eur J Neurosci. 53 (5), 1592-1604 (2021).
  33. Saturnino, G. B., et al. SimNIBS 2.1: A comprehensive pipeline for individualized electric field modelling for transcranial brain stimulation. Brain and Human Body Modeling. , 3-25 (2019).
  34. Windhoff, M., Opitz, A., Thielscher, A. Electric field calculations in brain stimulation based on finite elements: An optimized processing pipeline for the generation and usage of accurate individual head models. Hum Brain Mapp. 34 (4), 923-935 (2013).
  35. Puonti, O., et al. Accurate and robust whole-head segmentation from magnetic resonance images for individualized head modeling. NeuroImage. 219, e117044(2020).
  36. neuroConn Programmable multichannel current stimulator -- DC-Stimulator MC Instruction for use -- (Version 5.3.1). , (2021).
  37. Fleury, M., Barillot, C., Mano, M., Bannier, E., Maurel, P. Automated electrodes detection during simultaneous EEG/fMRI. Frontiers in ICT. 5, (2019).
  38. De Munck, J. C., Van Houdt, P. J., Gonçalves, S. I., Van Wegen, E., Ossenblok, P. P. W. Novel artefact removal algorithms for co-registered EEG/fMRI based on selective averaging and subtraction. NeuroImage. 64, 407-415 (2013).
  39. Rich, T. L., et al. Determining electrode placement for transcranial direct current stimulation: A comparison of EEG- versus TMS-guided methods. Clin EEG Neurosci. 48 (6), 367-375 (2017).
  40. Okamoto, M., et al. Three-dimensional probabilistic anatomical cranio-cerebral correlation via the international 10-20 system oriented for transcranial functional brain mapping. NeuroImage. 21 (1), 99-111 (2004).
  41. Herwig, U., Satrapi, P., Schönfeldt-Lecuona, C. Using the international 10-20 EEG system for positioning of transcranial magnetic stimulation. Brain Topogr. 16 (2), 95-99 (2003).
  42. Indahlastari, A., et al. The importance of accurately representing electrode position in transcranial direct current stimulation computational models. Brain Stimul. 16 (3), 930-932 (2023).
  43. Woods, A. J., Bryant, V., Sacchetti, D., Gervits, F., Hamilton, R. Effects of electrode drift in transcranial direct current stimulation. Brain Stimul. 8 (3), 515-519 (2015).
  44. Thair, H., Holloway, A. L., Newport, R., Smith, A. D. Transcranial direct current stimulation (tDCS): A beginner's guide for design and implementation. Front Neurosci. 11, e641(2017).
  45. De Witte, S., et al. Left prefrontal neuronavigated electrode localization in tDCS: 10-20 EEG system versus MRI-guided neuronavigation. Psychiatry Res Neuroimaging. 274, 1-6 (2018).
  46. Daoud, M., et al. Stereo-EEG based personalized multichannel transcranial direct current stimulation in drug-resistant epilepsy. Clin. Neurophysiol. 137, 142-151 (2022).
  47. Hunold, A., Haueisen, J., Nees, F., Moliadze, V. Review of individualized current flow modeling studies for transcranial electrical stimulation. J Neurosci Res. 101 (4), 405-423 (2023).
  48. Göksu, C., et al. Human in-vivo brain magnetic resonance current density imaging (MRCDI). NeuroImage. 171, 26-39 (2018).
  49. Göksu, C., Scheffler, K., Siebner, H. R., Thielscher, A., Hanson, L. G. The stray magnetic fields in magnetic resonance current density imaging (MRCDI). EJMP. 59, 142-150 (2019).

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Neuronavigeerde elektrodeplaatsinggefocaliseerde tDCSnauwkeurigheid van elektrodeplaatsingmodellering van stroomstroomelektrodeverschuivingrusttoestand fMRIdorsolaterale prefrontale cortexEEG kap

Gerelateerde artikelen