Стимуляция транскраниального постоянного тока высокого разрешения во время сна

Мы используем нейромодуляцию во сне для изучения взаимосвязи между целевой областью мозга и физиологией сна. Транскраниальная стимуляция постоянного тока высокого разрешения с одновременной электроэнцефалографией продвигает исследования по регуляции и восстановлению после сна. Для начала соберите всё необходимое оборудование и материалы для процедуры.

Убедитесь, что у обычного устройства tDCS есть достаточный источник питания, и при необходимости замените батарейки. Включите устройства HD-tDCS и EEG и проверьте состояние питания согласно спецификациям производителя. Выберите соответствующую по размеру ЭЭГ-колпачок в зависимости от окружности головы участника.

Используйте двусторонние лобные латеральные положения F3 и F4 для наведения цели на префронтальную кору. Далее введите положение электродов и параметры стимуляции. Вставьте электроды HD-tDCS или держатели электродов в назначенные позиции на крышке ЭЭГ, переверните крышку ЭЭГ наизнанку и установите её на поролоновую головку для лучшего доступа.

Затем нанесите на крышку высоковязкую, безхлоридную клеевую проводящую пасту. Используя депрессор для языка, покройте каждый ЭЭГ-электрод пастой, избегая нанесения на электроды стимуляции HD-tDCS. Формуйте проводящую пасту в куполообразные структуры.

Нанесите меньше пасты на переднюю часть кожи головы, где меньше волос, и больше — на макушке и затылке, где плотность волос выше. Теперь очистите каждое место электрода спиртовым тампоном. Отшелушивайте участок с помощью слегка абразивного гель-препарата ватной палочкой, затем удалите остатки жидкости сухим марлевым квадратом.

Целевые участки включают лоб и мастоидные клетки за ушами для эталонных электродов. Внешний канти возле глаз для записи движений глаз, подбородок для электродов электродов и ключицу для заземляющего электрода. Затем заполните каждый электрод клеевой проводящей пастой и нанесите её на подготовленное место.

Закрепите каждый электрод медицинской лентой. Аналогично, все поверхневые и наземные эталонные электроды нанесите золотыми электродами, заполненными клеевой проводящей пастой. Для заземляющего электрода HD-tDCS разместите стимуляторный электрод на ключице и закрепите его лентой.

Теперь измерьте расстояние от насиона до иньона и отметьте половину пути по этой линии. Затем измерьте расстояние между левой и правой предушными точками и отметьте середину этой линии видимой линией. Определите местоположение CZ на пересечении насионной, инионной и преурикуларной линий.

После этого слегка опрыскайте волосы участника водой с помощью пульверизатора для облегчения установки ЭЭГ-крышки. Переверните подготовленную ЭЭГ-крышку и плотно поместите её на голову участника, выровняя CZ с отмеченным местом CZ. Закрепите колпачок на месте с помощью подбородочных ремней для комфортной и стабильной посадки.

Чтобы заполнить каждое электродное место проводящим гелем, слегка подтяните каждую электроду и введите иглу с тупым кончиком крупного калибра в его центр. Аккуратно пошевелите иглой, чтобы вытеснить волосы, и нанесите примерно 0,5 миллилитра проводящего геля. Опускайте электрод обратно, чтобы установить прочный контакт между гелем, пастой и кожей головы.

Разместите серебряные или серебряные кольцевые электроды с центрированным хлоридом в каждом держателе электрода HD-tDCS так, чтобы шероховатая поверхность была обращена вниз, а гладкая округлая — вверх. Добавьте дополнительное количество высоковязких проводящих гелей на каждый вставленный электрод, чтобы полностью покрыть его поверхность. Зафиксируйте каждый электрод с помощью предоставленных крышек.

Включите усилитель после подключения необходимых проводов и запустите программное обеспечение для записи ЭЭГ на подключённом компьютере. Проверьте импедансы электрода с помощью программного обеспечения. Установите предел импеданса на 25 килоом и стремитесь достигать значений ниже 10 килом для всех электродов.

Попросите участника открывать и закрывать глаза примерно на 10 секунд. Наблюдайте активность альфа-волн, обычно более выраженную в задних каналах, чем в передних. Следите за изменениями амплитуды кожи головы.

Попросите участника смотреть влево, вправо, вверх и вниз, затем инструктуйте его сжимать зубы, наблюдая за записями с электродов глаза и подбородка в поисках сигналов движения. Попросите участника моргнуть несколько раз. Подключите кабели серебряных или серебряных хлоридных кольцевых электродов к соответствующим приёмникам на выходном кабеле адаптера 4x1. Переключите стимулятор с помощью кнопки питания.

Когда стимулятор включён, надёжно подключите кабель электрода к задней части устройства. Настройте параметры стимуляции в соответствии с дизайном исследования. Настройте интенсивность.

Выберите форму волны как постоянный ток для транскраниальных протоколов стимуляции постоянным током, установите длительность и время нарастания. Выберите либо активную стимуляцию, либо фиктивный режим согласно протоколу исследования. Если электроды HD-tDCS показывают высокий импеданс, проведите короткую тестовую стимуляцию в режиме фиктивного режима для проверки связности.

Запустите запись и отметьте время в ЭЭГ-записи, когда свет выключен. Следите за ЭЭГ на наличие признаков начала сна и определённых стадий сна, чтобы запустить стимуляцию согласно протоколу исследования. Отметьте начало стимуляции на записи ЭЭГ чёткой нотацией.

После окончания последнего периода стимуляции отключите шнур стимуляции от устройства. Отметьте время в записи ЭЭГ, когда включены светильники. После пробуждения участника прекратите запись ЭЭГ с помощью программного интерфейса.

Аккуратно уберите серебряные или серебряные кольцевые электроды с кожи головы участника. Очистите использованные электроды влажным бумажным полотенцем и дайте им высохнуть на воздухе перед хранением. После снятия ЭЭГ-крышки с головы участника тщательно очистите все электродные участки, чтобы удалить остатки проводящих гелей.

Двусторонний фронтальный латеральный HD-tDCS обеспечивал распределение фокального электрического поля, подчёркивая пространственную точность, достижимую с помощью кольцевого электрода 4x1. Чистые ЭЭГ-сигналы с минимальными артефактами наблюдались во время фазы усиления, что подтверждало правильное выполнение протокола с оптимальной подготовкой электродов. HD-tDCS обеспечивает повышенную пространственную точность и фокальное прицеливание по сравнению с традиционным tDCS, минимизируя эффекты вне цели во время сна.

Это позволяет проводить механистические исследования регионально-специфической физиологии сна и разрабатывать целевые вмешательства при нейропсихиатрических расстройствах. Будущие исследования будут разрабатывать адаптивные системы замкнутого цикла и совершенствовать вычислительные модели для улучшения целенаправленности.