Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

אלקטרודה מיצוב ו מונטאז גירוי ישיר Transcranial נוכחי

doi: 10.3791/2744 Published: May 23, 2011

Summary

Transcranial גירוי זרם ישר (tDCS) היא טכניקה הוקמה כדי לווסת את רגישות קליפת המוח

Abstract

Transcranial גירוי זרם ישר (tDCS) היא טכניקה אשר נחקר באופן אינטנסיבי בעשור האחרון כמו שיטה זו מציעה חלופה לא פולשנית ובטוחה לשנות רגישות קליפת המוח 2. ההשפעות של מושב אחד tDCS יכול להימשך מספר דקות, ואת השפעותיו תלויות הקוטביות של גירוי, כגון גירוי cathodal גורם לירידה רגישות קליפת המוח, וגירוי anodal גורם לעלייה רגישות קליפת המוח אשר עשויה להימשך מעבר לתקופת גירוי 6. תופעות אלה נבחנו קוגניטיבי הנוירולוגיה גם קלינית במגוון רחב של הפרעות נוירו - במיוחד כאשר מוחל על פגישות רצופות 4. תחום אחד כי כבר למשוך תשומת לב של מדעני מוח ורופאים הוא השימוש tDCS עבור אפנון הכאב הקשורות 3,5 רשתות עצביות. אפנון של שני אזורים בקליפת המוח העיקריים במחקר כאב נחקר: המנוע העיקרי בקליפת המוח ואת קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי 7. בגלל התפקיד הקריטי של האלקטרודה מונטאז', במאמר זה, אנו מציגים חלופות שונות עבור מיקום האלקטרודה לניסויים קליניים tDCS על כאב; דנים היתרונות והחסרונות של כל שיטה של ​​גירוי.

Protocol

1. חומרים

  1. בדוק אם יש לך את כל החומרים הדרושים (טבלה 1, איור 1).
    מכשירים TDCS יש סוללה מונע לתפקד ממריץ זרם קבוע עם תפוקה מקסימלית בטווח miliAmps. בשנת התקנים מסוימים, הסוללות ניתן לחייב. קבוע (מבוקר מתח) לגירוי מתח אינן מתאימות tDCS. באמצעות שקעי חשמל לשלטון המכשיר אינו נוח או בהתאם mal תפקוד עשוי לספק מכשירים בעוצמות גדולות של זרמים חשמליים ללא אזהרה.
  2. אלקטרודות המשמש tDCS מורכבת בדרך כלל אלקטרודות מתכת או מוליך גומי סגור בכיס ספוג מחורר אשר רווי אלקטרוליטים (נוזל עם מלח). אפשרות נוספת היא להשתמש אלקטרודה גומי עם ג'ל מוליך. מעבר ממושכת של זרם זרם ישר על פני האלקטרודה מתכתי (כאשר אלקטרונים ממריץ מומרים יונים נשאו דרך הגוף 8) יכולים לייצר מוצרים אלקטרו רצויים כגון שינויים pH. כיס ספוג רשאית לפעול באופן פיזי נפרד, וכך חיץ, על העור מפני שינויים אלקטרוכימיים.
  3. מסיבה זו, אלקטרודות מתכת או גומי לא צריך להיות ממוקם על העור במהלך tDCS. כמו כן במהלך גירוי המשתמש צריך להיות על המשמר מפני התייבשות תנועה ספוג. שיקול נוסף הוא קשור עמידות מחדש את השימושיות של אלקטרודות tDCS. הניסיון שלנו מלמד כי, במיוחד כאשר את הקוטביות של אלקטרודות הוא הסתובב, ותנאי גירוי ראוי שמר בעקביות, אלקטרודות גומי ומתכת ניתן שימוש חוזר. הבחירה של אלקטרוליטים נדון בהמשך. מניסיון ההפעלה, מומלץ להשתמש בדירה, ספוגים מחורר לא גס מדי, שכן הם סופגים את הפתרון הטוב ביותר הולכה אלקטרוליט לספק מגע עור אחיד 8.
  4. ישנה אפשרות להחיל הרדמה מקומית. במיוחד עבור גירוי קצר טווח, כאשר ramping אינו אפשרי, זה יכול למנוע התפיסה החושית ועל תחושה לא נוחה הנובעת גירוי TDC. סיבה נוספת באמצעות יישום מקומי של הרדמה מקומית היא ליצור השוואה בין הטוב דמה ופעיל התנאים tDCS, שכן הנושא לא היה מרגיש אם הזרם זורם או לא מסנוור המצב האופטימלי יהיה מובטח. גישה זו הוא פגיע במיוחד כאשר מתכננים להשתמש בעוצמות גדולות יותר כמו מסנוור עשוי להיות פחות יעיל במצב זה 7. למרות התחושה / הכאב גירוי בעור לא תמיד מתואמים, שימוש מופרז הרדמה מקומית אולי מסכה תופעות לוואי חמורות, כגון צריבה.

במדריך זה אנו מדגימים את tDCS הטיפוסי ביותר הגדרת ניהול כאב: באמצעות אלקטרודות גומי מוליך, סוג ספוגים כיס מחורר, שניהם הניח על ראשו, ללא הרדמה מקומית.

2. מדידות

  1. ודא את הנושא יושב בנוחות.
  2. האזור של גירוי יימצא דרך המדידה של הקרקפת. בדרך כלל בכנס של המערכת 10/20 EEG משמש 7. האתר של גירוי תלוי גישה ניסויית שלך.
  3. מצא לוקליזציה של ורטקס (איור 2):
    למדוד את המרחק של nasion כדי inion ולסמן באמצע באמצעות סמן העור.
    Nasion - נקודה בין המצח והאף, בצומת של עצמות האף (איור 3).
    Inion - הנקודה הבולטת ביותר של העצם העורפית (איור 3).
    למדוד את המרחק בין נקודות מראש אזניתי ולסמן באמצע הדרך. סמן את שתי נקודות באמצע הדרך כדי למצוא את ורטקס.
    1. כדי לאתר את הקורטקס המוטורי הראשוני, או M1, להשתמש 20% המדידה אזניתי ולהשתמש מדידה מ CZ דרך אזני קו (בצד של ורטקס) (איור 4). נקודה זו צריכה להתאים למיקום C3/C4 EEG. שיטה זו של לוקליזציה ניתנת מספיק focality גדול של tDCS אלקטרודות מסורתיות. עבור tDCS יותר מוקדי, שיטות אחרות של לוקליזציה קליפת המוח עשוי להיות נחוץ.
    2. כדי לאתר את קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי (DLPFC) 9,10: שיטה אחת מעשית היא למדוד חמישה סנטימטרים קדימה מהמיקום M1 או להשתמש במערכת ה-EEG 10/20. זה צריך להתאים את המיקום EEG F3 או F4, כפי שניתן לראות כאן (איור 5). שיטה זו של קביעת אתר גירוי מספיק בעת השימוש המסורתי אלקטרודות tDCS. עבור tDCS יותר מוקדי, שיטות אחרות של לוקליזציה קליפת המוח עשוי להיות נחוץ, כגון neuronavigation.

3. הכנת העור

  1. בדוק את העור לגירוי טרום יציאה כלשהי, חתכים, פצעים או - למנוע גירוי על עור פגוע על נגעים בגולגולת.
  2. כדי להגביר את המוליכות, להעביר השיער מהמקום של גירוי ולנקות את פני השטח של העור כדי להסיר כל סימני קרם, לכלוך וכו 'לאפשר לו להתייבש. עבור נבדקים עם שיער עבה, השימוש בג'ל מוליך עשוי להיות נחוץ.
  3. אם אתה משתמש מחדש שמיש אלקטרודות, לבדוק את ריבועי גומי ספוגים עבור ללבוש. בדוק את ריבועי גומי ספוגים עבור ללבוש. אם יש ראיות של הידרדרות, לזרוק את הרכיבים מלוכלך להשתמש אלקטרודה חדשה.

4. מיקום האלקטרודות

  1. לאחר מציאת האתר של הכנה גירוי העור אתה צריך מקום אחד רצועות ראש אלסטיות או גומי סביב היקף הראש. רצועת ראש אלסטית צריך להיות ממוקם מתחת inion כדי למנוע תנועה במהלך הגירוי. רצועות אלסטיות צריך להיות עשוי מחומר אי ביצוע (או שהם יתפקדו כמו אלקטרודות) ולא סופג חומר (כדי למנוע את רצועות קליטת נוזל ספוגים).
  2. כל צד של ספוגים צריכה להיות ספוגה תמיסת מלח. במשך ספוג 35 ס"מ 2, כ -6 מ"ל של פתרון לכל צד עשוי להספיק (סך של 12 מ"ל לכל ספוג). היזהר שלא מעל להשרות את הספוג (לא יותר מדי רטוב, לא אמורה להיות מים דולף, אבל גם לא יבש יש קשר טוב אלקטרודה). הימנע נוזל דולף מעבר לנושא. ניתן להשתמש במזרק כדי להוסיף פתרון יותר במידת הצורך.
    יש ראיות לכך פתרונות אלקטרוליט עם ריכוזים נמוכים NaCl (15 mM) נתפסים נוח יותר במהלך tDCS מאלה פתרונות עם ריכוזים NaCl גבוה יותר (220 מ"מ) 11,12. מאז חוזק היוני של מים deionised הרבה פחות מזו של כל פתרונות NaCl, יש מתח גדול יותר באופן משמעותי נדרש לשאת הנוכחי על פני האלקטרודה ואת דרך העור בהשוואה לפתרונות NaCl. לכן, מומלץ להשתמש בפתרונות עם ריכוז NaCl מתונה, מ"מ טווח 15 מ"מ 140, כפי tDCS בריכוזים אלה סביר יותר להיתפס נוח, דורש מתח בינוני נמוך תוך מתן הולכה טובה של הנוכחי. 11 השימוש ג'לים (עיבוד יישומים כגון EEG) גם נחשב - המגבלה העיקרית היא טרחה מוגברת של הגדרת לנקות גירוי הבאה, ללא תועלת מוכחת לגבי התוצאה כאשר באמצעות אלקטרודות ספוג מחורר.
  3. חבר את כבלי למכשיר.
    התייעץ עם המדריך שלך ממריץ ההפעלה אם ממריץ צריך להיות מופעל לפני או אחרי חיבור אלקטרודות בעמדה ממריץ. כל שימוש לגירוי, האלקטרודות לא צריך להיות מנותקים או מחוברים כאשר זרימת הנוכחי כבר יזם. ודא חיבור קוטביות נכונה כמו את ההשפעות של tDCS הם מאוד קוטביות ספציפי (בדרך כלל, אדום מציין את האלקטרודה האנודה, שחור או כחול מציין את האלקטרודה קטודה, זוהי מוסכמה, אבל לבדוק עם המכשיר). שים לב בהקשר של tDCS (וגם גירוי חשמלי באופן רחב יותר בכלל), "האנודה" תמיד ציינו את הטרמינל חיובי יחסית שבו זורם זרם חיובי intro את הגוף, ואילו "קטודה" מציין את הטרמינל השלילי יחסית שבו הנוכחית חיובי ואז יוצא גוף.
  4. הכנס את פין כבל חיבור מאובטח לתוך הפתח של קיבול על גומי מוליך הבלעה.
  5. החלק את גומי מוליך הבלעה לתוך הספוג. בחלק מבודד של כבל יהיה לבלוט מפתיחת ספוג בכיס. ודא גומי מוליך הבלעה כולו מכוסה על ידי ספוג, וכי אין כל חלק של פין כבל מחבר גלוי.
  6. מקום אחד אלקטרודה ספוג מתחת רצועת ראש אלסטית. ודא עודפת של נוזל לא נפלט מן הספוג אל הקרקפת במהלך תהליך זה כמו זה יתפשט זרימת הנוכחי על פני הקרקפת לרוקן את הספוג של נוזל.
  7. חבר את הכתפייה השנייה ראש אלסטי אל רצועת הראש הראשון אלסטי לפי האלקטרודה מונטאז' ברצונך להשתמש (טבלה 2). אחרים רצועות ראש אלסטיות ניתן להשתמש.
  8. מניחים את האלקטרודה ספוג השני על הראש תחת רצועת הראש השני אלסטי. הקפד למקם אותו על האזור המסומן אתם רוצים לעורר.
  9. הדרך ממסוף מכשיר אחד, באמצעות אלקטרודה אחת, לאורך הגוף, דרך האלקטרודה השנייה, חזרה למסוף המכשיר השני יוצר מעגל - את ההתנגדות הכוללת של אשר (סכום של אלקטרודות עמידות הגוף) ניתן למדוד. אם ההתנגדות הכללית היא גבוהה באופן חריג, זה עשוי להצביע על אלקטרודה פסולים הגדרת. אם למדוד את המכשיר התנגדות - זה יהיה מומלץ - השדה אינדיקציה צריך להציג קשר אלקטרודה מתאימה. באופן אידיאלי, צריך לשאוף להיות עכבה תחת 5k אום. התקנים מסוימים מציינים את המתח על פני השביל, במקום התנגדות - במקרה זה ההתנגדות ניתן לחשב בפשטות באמצעות חוק אוהם (התנגדות = ציין מתח / נוכחי מיושם). התקנים רבים ממשיכים לספק אינדיקציה התנגדות במהלך גירוי, אשר מספקת דרך יעילה לזהות סכנה פוטנציאליתמצב (כמו אלקטרודה ייבוש). במקרים מסוימים, המכשיר ויבטל אוטומטית גירוי או להפחית את עוצמת הגירוי אם עולה התנגדות מעבר לסף מסוים.

5. התחל tDCS

  1. לפני תחילת הליך, בנושאים מסך עבור כל התוויות (ראה דיון).
  2. הנושא צריך להיות רגוע, נוח ער במהלך ההליך. התערבות מבוקרת עם פעילות קליפת המוח בעת הנוכחית tDCS יש להימנע. במשך הגירוי לאזור קליפת המוח המוטורית, הוכח כי מאמץ קוגניטיבי אינטנסיבי קשור לאזור היעד, כמו גם הפעלה מסיבית של הקורטקס המוטורי על ידי התכווצות שרירים ממושך מבטל את ההשפעות של tDCS 13.
  3. התאם את ההגדרות על ממריץ tDCS שברצונך לעורר עם, כולל העוצמה, זמן, אם קיים למכשיר שלך, הגדרת מצב דמה (איור 10). שים לב לגירוי כמה צריך להיות מופעל לפני המגע בין האלקטרודות והעור נעשה כדי למנוע זעזועים חשמליים.
  4. עכשיו ליזום את tDCS. כדי לצמצם את כל תופעות לוואי להתחיל זרימת הנוכחי על ידי ramping את הנוכחי. מכשירים מסחריים רבים כוללים תכונות אוטומטית כבש הנוכחי לסירוגין. נקודה אחת, כי יש לציין כי בדרך כלל הוא הנבדקים להמשיך להרגיש תחושה מסוימת המקומית גם לאחר הנוכחי הוא הופסק.
  5. נושאים מסוימים עלולים לחוות אי נוחות במהלך התקופה tDCS הראשונית. במקרים כאלה הנוכחית עשויה להיות ירידה מתונה לתקופה זמנית, למשל ב -50%, כנושא מתאים, ולאחר מכן חזרה בהדרגה עד לרמה הרצויה. תכונה זו עשויה להיות תלויה המכשיר בשימוש.
  6. בתחילת הגירוי, רוב הנבדקים יתפסו תחושת גירוד קל, אשר לאחר מכן נעלם ברוב המקרים. כמו כן, שינויים מהירים של המעגל מגרה מיד עלול לגרום ירי העצבים ההיקפית. הנושא יכול להבחין בו phosphenes רשתית קצרה עם אלקטרודות ליד העיניים. תופעות אלה ניתן למנוע במידה רבה על ידי ramping הנוכחית למעלה ולמטה בתחילת ובסוף הטיפול. זה עשוי גם למנוע סחרחורת או סחרחורת מדי פעם כאשר דיווחה הנוכחי הוא גדל פתאום או ירד. 7
  7. לאחר הגירוי, זרימת הנוכחי צריך להיות מעל ramped גם הערה על High-Definition tDCS (HD-tDCS). TDCS עם אלקטרודות קטנות אז כ 2 ס"מ 2 נקרא HD-tDCS ולעתים קרובות משתמשת מערך של אלקטרודות (יותר משני) במדריך הנוכחי דרך המוח עבור יישומים ספציפיים 14. מאמר זה שיטות התמקד רק tDCS קונבנציונאלי (באמצעות אלקטרודות ספוג גדול יותר), וזה חשוב להדגיש כי HD-tDCS דורש אלקטרודות ספציפיות 15, הכנת העור, ממריץ חומרה. לא מומלץ ליישם באמצעות tDCS 1-2 mA של אלקטרודות ספוג 14,15.

6. לאחר ההליך

  1. כדי להעריך גירוי DC transcranial בקביעות כדי להקליט את הבטיחות של טכניקה זו על פני תקופה ארוכה של זמן, מומלץ להשתמש בשאלון של תופעות לוואי.
  2. שאלון כזה צריך לכלול את כל תופעות הלוואי האפשריות הקשורות tDCS. תופעות הלוואי הנפוצות ביותר הן עקצוץ, גירוד וצריבה תחושות, כאבי ראש וחוסר נוחות. אתה יכול למצוא דוגמה שאלון כזה במאמר של Brunoni et al. (2011) 16. מומלץ גם לאסוף כמותי על תופעות לוואי כמו סולם to10 1-5 או 1 כיתה.
  3. כדאי גם להשתמש בשאלון השפעה שלילית לאחר מצב של גירוי דמה כדי לחשוף השוואה טובה יותר בין שני המצבים הגירוי. יש ראיות לכך גורמת לגירוי דמה כמות דומה של גירוד ועקצוץ תחושות כמו גירוי פעיל.

7. נציג תוצאות:

עם התקנה נכונה, המכשיר tDCS צריך להציג הנוכחי או זורם במהלך המצב tDCS פעיל, או המכשיר אמור להציג מצב דמה בעת הפעלת נוהל גירוי דמה (איור 10).

ראוי לציין, גם עם המכשיר המציין הנוכחית זורם דרך המערכת, הנוכחי עשוי למעשה להיות נדחק דרך העור. כדי למנוע את האפקט הזה, מומלץ להיות מרחק מספיק בין האלקטרודות. על פי מחקרים דוגמנות אנו ממליצים להיות של 8cm לפחות כאשר באמצעות אלקטרודות 5x7cm 17.

יתר על כן, מומלץ להתייעץ עם ראש מחשב מודלים 14 מחקרים neurophysiological. אלה צעדים נוספים שיבטיחו כי מונטאז' ספציפי קשורה לשינויים משמעותיים רגישות קליפת המוח באזור זה נחקר.

נציג לגירוי anodal הוא אניncrease של לרגשנות המוח, בעוד גירוי cathodal מוביל לירידה של רגישות קליפת המוח. ראיות חזקות לכך התגלה בניסויים המיקוד הראשוני בקליפת המוח המוטורית (איור 6).

וריאציה של גודל האלקטרודה מוביל וריאציה של תופעות מוקד. עם ירידה של בקוטר של האלקטרודה, גירוי מוקד יותר יכולה להיות מושגת. זו יכולה להיות מוכחת באמצעות TMS על הקורטקס המוטורי. מצד שני על ידי הגדלת גודל האלקטרודה אפשר יש אלקטרודה יעילה מבחינה תפקודית (איור 8).

בפגישה עם משך של 20 דקות או יותר עם מספר הפעלות על ימים רצופים, לאחר לוואי של tDCS תימשך יותר. דוגמה לכך היא הטיפול של תסמונות כאב.

אחת הנקודות החשובות היא במיקום של אלקטרודה ההתייחסות. אם עמדת extracephalic נבחר, החוקר צריך להיות מודע ההפצה הנוכחי האלקטרודה התייחסות עשוי לתפוס את שיא הזרם המושרה ולשנות את ההשפעות של tDCS.

איור 1
באיור 1. חומרים

איור 2
איור 2: מיקום ורטקס. אזורים בקליפת המוח מסומן לפי שיטת 10/20.

איור 3
איור 3: מיקום Nasion ו Inion

איור 4
איור 4: מיקום מוטורי בקליפת המוח. אזורים בקליפת המוח מסומן לפי שיטת 10/20.

איור 5
איור 5: מיקום DLPFC. DLPFC = קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי. אזורים בקליפת המוח מסומן לפי שיטת 10/20.

איור 6
איור 6: שינוי רגישות קליפת המוח בגלל הקוטביות הנוכחית tDCS מונטאז'. טבלה: השפעת מושרה של גירוי TDC על גודל המנוע עוררו פוטנציאל (MEP), מוערך על ידי גירוי מגנטי transcranial (TMS). MEP אמפליטודות לאחר גירוי ניתנים אחוז MEP ללא גירוי. שים לב, רק בקליפת המוח המוטורית (M1) - הגדרה הנגדי העל מסלולית (Fp2) מונטאז' מוביל לעלייה משמעותית של גודל MEP לאחר anodal וירידה של משרעת MEP לאחר גירוי cathodal. אין השפעה משמעותית על משרעת MEP ב montages tDCS אחרים. איור: מיקומים אלקטרודה 6 (ניטשה שונה מ 2000).

איור 7
איור 7: מידות אלקטרודה

איור 8
איור 8: הקטנת הגודל של האלקטרודה מוביל אפקט focally יותר tDCS. שרירים עורר פוטנציאל (MEP) גדלים משרעת של החוטף digiti minimi (ADM) של השריר first interosseus הגבי (FDI) במהלך tDCS anodal או cathodal. שימוש בתנאי של אלקטרודה 35 ס"מ 2, tDCS anodal ו cathodal להשפיע על גודל המשרעת MEP של ADM ואת FDI במידה דומה. בשלב זה מונטאז', שריר הן מצד ייצוג אזורים ממוקמים מתחת האלקטרודה מגרה. במקרה של האלקטרודה קטן יותר, אשר ממוקם רק על פני השטח ייצוגי של ADM, את ההשפעות של שינויים MEP משרעת של הייצוג FDI קליפת המוח אינם לשחזור (ראה טור צהוב) 18 (ניטשה שונה מ 2007).

איור 9
איור 9: רקמות תלוי צפיפות זרם. צפיפות נוכחית מחושב רקמות שונות. סדר הגודל של צפיפות זרם תלוי המוליכות של רקמת גוף. שים לב כי כ -10% של צפיפות זרם מגיע החומר האפור 19 (שונה מן וגנר 2007a).

איור 10
איור 10: תנאי גירוי שונים: פעיל נגד זיוף. התקנים מסוימים tDCS לספק עליות שנקבע פעיל מצב דמה. בדרך כלל גירוי החל מצוין עם אות אור.

חומר
TDCS התקן
סוללה 9V (2x)
שתי גומיות ראש
שתי אלקטרודות גומי מוליך
שתי אלקטרודות ספוג
כבלים
NaCl פתרון
מדידה Tape

טבלה 1. חומרים

אלקטרודה האנודה מיצוב אלקטרודה קטודה מיצוב תצפיות אזהרות
ראשי מוטורי בקליפת המוח (M1) Supra-Orbital זהו מונטאז' ביותר בשימוש. הוכח כי עירור קורטיקלי ניתן לשנות עד 40% 6 (איור 6). גירוי תוצאות Anodal ב depolarisation עצב רגישות עצבית הגדלת תוך גירוי cathodal יש תוצאות הפוכות 6. רק אחד המוטורי מגורה - עלולה להיות בעיה עבור תסמונות כאב דו צדדי. גם את ההשפעה של בלבול אלקטרודה העל מסלולית צריך להיחשב.
ראשי מוטורי בקליפת המוח (M1) ראשי מוטורי בקליפת המוח - גישה מעניינת כאשר קיים חוסר איזון בין דו חצאי המוח בקורטקס המוטורי (כגון שבץ)
- ניתן להשתמש עם שתי אלקטרודות לגירוי anodal (ראה שורה שישי), שם אלקטרודה cathodal ממוקם באזור supraorbital למשל.
אלקטרודות עלול להיות קרוב מדי לנושא אחר, כל אחד הסטת.
ירידה של האזור של אלקטרודות יגדיל את מידת מתגלגלים על פני העור 19
לכן הסטת עשוי להיות קשור לא רק מיקום האלקטרודה אלא גם גודל האלקטרודה.
ההתנגדות היחסית של הרקמות תלויה במיקום האלקטרודה גודל ההתנגדות הכללית שבו זורם זרם תלוי במאפייני אלקטרודה 19.
קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי (DLPFC) Supra-Orbital השתמשו רוב לגירוי DLPFC - תוצאות חיוביות לטיפול בדיכאון 20 וגם כאב כרוני 3. רק גירוי חד צדדי המצב DLPFC אפשרי עם זה מונטאז'.
קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי - גישה מעניינת כאשר קיים חוסר איזון דו חצאי המוח.
- ניתן להשתמש במצב שני גירוי anodal (ראה שורה שישי), שם אלקטרודה cathodal ממוקם באזור supraorbital למשל.
אלקטרודות עלול להיות קרוב מדי לנושא אחר, כל אחד הסטת 19. (נא לראות בשורה השנייה, בעמודה הרביעית).
ערפי קדקוד השליטה פעיל מעניין לניסויים כאב כרוני או אפנון של קליפת המוח החזותית. כאשר שימש לשלוט פעיל, אלקטרודות התייחסות ממוקמים במקומות שונים, הבעיה של השוואה בין גישות התוך והבין ניסיוני.
שתי אלקטרודות anodal, למשל, הן בקורטקס המוטורי Supra-Orbital שינוי סימולטני של עירור קורטיקלי עיכוב Transcallosal להוסיף גורם בלבול 21
אלקטרודה אחת על פני מטרה קליפת המוח, הקורטקס כגון ראשי מנוע (M1) Extra-גולגולתי הימנע אפקט בלבול של שתי אלקטרודות עם קוטביות הפוכה במוח 7. בהתאם ליעד המיועד, הפצה הנוכחי לא יכול להיות אופטימלי, ולכן לגרום גירוי יעיל 22

טבלה 2. אלקטרודה מיצוב 7

הערה: ייתכן כי ההבדלים בין העמדות השונות אלקטרודה עשויה להיות הפעלה של אוכלוסיות נוירונים שונות עקב שונות אוריינטציות השדה החשמלי.

Discussion

קריטי שלבים:

היבטים להיבדק לפני הליך התחלה:

  • ראשית, מטופלים צריכים להיבדק על אם ישנן התוויות עבור tDCS - התוויות נגד אלה עשויים להיות יישומים ספציפיים. זה כולל שאלות כגון נוכחות של כאב ראש חמור או תכופים, מחלת עור כרונית, או תופעות לוואי לטיפול tDCS הקודם. אם הוא או היא כל מתכת בראש או היה פגיעה מוחית חמורה, שינויים אנטומיים רשאי לשנות את זרימת הנוכחי 23,24. היסטוריה של התקפים הריון, היסטוריה של שבץ מוחי הם בדרך כלל לא התוויות קפדנית - ואכן, יכול להיות הקריטריונים להכללה כמה ניסויים קליניים.
  • בדוק אם כל הנגעים על הקרקפת, בנוסף לנושאים צריך להתראיין במיוחד ובחן לקיומו של מחלות עור. אם יש פצעים כל, הליך tDCS יש להימנע או, במקרה הצורך, הבטיחו כי גירוי לא יבוצעו ישירות מעל או על פני הנגע. גירוי של אתר אחר יכול להיחשב. הוא דיווח כי tDCS יומי חזר גורמת לגירוי העור משמעות קלינית תחת אלקטרודות אצל חלק מהחולים 7. יש עדויות של נגעים tDCS המושרה על פי שלמות העור. למשל, הוכח אדמומיות וחום שינויים נרחבים intracutaneous פריך עם צורות עגולות לא סדיר עקב גירוי TDC בעוצמה של mA 2 לתקופה של 2 שבועות, כולל חמש פגישות בכל שבוע 25. אם tDCS מצוין חזק או צריך להתנהל, אפשר לקחת בחשבון כדי לעורר בעוצמה נמוכה יותר כגון 0.5-1.0 mA, אבל זה לא מובטח כי זה ימנע או נגעים בעור. כך, מצבו של העור מתחת אלקטרודות יש לבדוק לפני ואחרי tDCS 7.
  • בדוק את המחברים של כבלי עבור אלקטרוליזה. השתמש עוד זוג אם מאליה. מומלץ לבדוק את הכבלים לאחר כחודשיים של שימוש.

במהלך שני פעילים או זיוף-tDCS תמיד לשאול אם הנושא עדיין מרגיש בנוח, והוא מסוגל להמשיך בהליך.

שינויים אפשריים:

  • ישנם סוגים רבים של מיקום האלקטרודה 7 (טבלה 2).
  • ישנם סוגים רבים של גדלים אלקטרודה 26 (איור 7). עבור נתון להחיל הנוכחי, גודל האלקטרודה משפיע על צפיפות זרם 18 ומשפיע על המוח focality אפנון (איור 8). מחקרים קליניים מראים קטן בגודל של האלקטרודה גדול יותר צפיפות זרם 26, אולם מחקרים מראים כי דוגמנות הקשר בין גודל האלקטרודה שטח של אפנון המוח עשויים להיות מורכבים יותר 27. יתר על כן, את ההשפעות של אלקטרודות קטנות יכולות שונות איכותית בשל הסטת ההפרש הנוכחי של הקרקפת, יותר ויותר השפעה קצה יחסית לאזור אלקטרודה הכוללת 7. היו דרסטית ברמות מעולה של פסי הרכבת אלקטרודה בגדלים קטנים יותר מאשר דיווחו על תוכניות אלקטרודה גדול 19.
  • High-Definition tDCS (HD-tDCS) היא טכנולוגיה המשפרת focality מרחבית אבל דורש חומרה מיוחדת בקרות פרוצדורליים 15.
  • אלקטרודה מונטאז' (המיקום והגודל אלקטרודה) יחד עם הנוכחי ליישם לקבוע את עוצמת השדה החשמלי הנוצר במוח אשר, בתורו, קובע את היעילות של tDCS. השימוש צפיפות רק אלקטרודה הנוכחית, מוגדרת על ידי היחס בין עוצמת הזרם וגודל האלקטרודה, הוצע לנרמל את התוצאות הקליניות - אך מחקרים מראים דוגמנות זה עשוי לחול רק על פני טווח מוגבל כי העיצוב אלקטרודה הכולל מונטאז' קובעת התוצאה. בדרך כלל, להגדיל את עוצמת הזרם (או צפיפות זרם) לכל תוצאה מונטאז' נתון השפעות חזקות. חשוב לציין כי צפיפות זרם על פני העור הוא גבוה הרבה יותר מזה במוח 19 (איור 9).
  • העמדה של "השיבה" ("הפניה") אלקטרודה עשויה להשפיע על דפוס הכוללת זרימת הזרם דרך המוח, ובכך גם להשפיע על אפנון המוח תחת אלקטרודות פעיל 22. לפיכך שיקוי של אלקטרודות בשתי צריך להיחשב.
  • משך גירוי תלוי במטרה הגישה הניסיונית. עלייה של משך הגירוי קשורה להתרחשות ואת משך זמן ארוך יותר לאחר לוואי 3,4. עם זאת לפחות מחקר אחד דיווח על היפוך כיוונים תופעות כאשר משך הגירוי עלה, מה שמראה כי בעוצמה יותר אינה מיתרגמת בהכרח תוצאה קלינית חזקים יותר. למרות tDCS בתוך הפרמטרים שפורסם נחשב בטוח ונסבל היטב, פוטנציאל בלתי רצויה תופעות לוואי עולה עם הגדלת עוצמת (זמן, durati, או שיעור החזרה / מספר).
  • כיוון השדה החשמלי: שהוגדר על ידי אלקטרודות עמדות קוטביות. גירוי Cathodal בדרך כלל פוחתת רגישות בקליפת המוח, בעוד גירוי anodal בדרך כלל מגביר את רגישות קליפת המוח 2,3.
  • Placebo: עבור זיוף-tDCS באותו פרוטוקול לעיל משמש. עם זאת, הזרם תחול למשך 30 שניות. זהו אחד היתרונות של tDCS לעומת אחרים פולשני שיטות גירוי המוח. מאז תחושות הנובעות כתוצאה-tDCS פעיל נוטים להתרחש רק בשלבים מוקדמים של יישום, בשיטה זו דמה מקשה על המטופל להבחין הפלצבו מיישום tDCS פעיל. זה הגירוי הראשוני קצר היא שיטה אמינה של הפלצבו 28.
  • ראוי לציין, כי טכניקה יכול להיות מיושם גם כאשר טיפולים אחרים באמצעות חשמל transcranial כגון tACS 29 או 30 tRNS.

רציונל לשימוש tDCS כאב כרוני:

העובדה כי מספר רב של שיטות טיפול תרופתי לספק רק הקלה צנוע עבור חולי הכאב הכרוני מעלה את האפשרות כי הסיבה להמשך קיומם של הפרעה זו מתישה יכול לשקר תוך שינויים פלסטיק ברשתות עצביות הקשורות כאב. מעניין, אפנון של פעילות קליפת המוח יכולה להיות מושגת הלא פולשני ידי tDCS, כמתואר לעיל, אשר דווחה לייצר השפעות טיפוליות בר קיימא כאב כרוני עקב שינויים פלסטיות בקליפת המוח.

השפעה קלינית של tDCS על כאב כרוני:

הוכח כי tDCS להחיל את הקורטקס המוטורי בקליפת המוח משנה את רגישות מקומית (איור 6) 6. ליתר דיוק, תוצאות גירוי anodal גידול של רגישות עצבית, בעוד גירוי cathodal יש תוצאות הפוכות 6. ואכן, יישום tDCS anodal מעל M1 מוביל לשיפור גדול בקנה מידה אנלוגית ויזואלית (VAS) דירוגים כאב מאשר tDCS דמה. השפעה זו טיפולית על כאבים בעקבות גירוי M1, למרות חלוף, היה מועתק מספר קבוצות של חולים עם תסמונות כאב נוירופתי כמו נוירלגיה של העצב המשולש, תסמונת כאב poststroke 31, כאבי גב ופיברומיאלגיה 32. מעניין לציין, כי ניסויים קליניים כאב נוירופתי, עקב פגיעה בחוט השדרה, גירוי של הקורטקס המוטורי על ידי tDCS הראו שיפור בכאב אפקט משכך כאבים מצטבר שנמשך שבועיים לאחר הגירוי. יש גם עדויות של אפקט משכך כאבים שלה חולי פיברומיאלגיה 33 כי הוא עדיין משמעותי לאחר שלושה שבועות של מעקב עבור tDCS anodal של M1 לעומת גירוי מזויף, ועל כמו גם גירוי של 33 DLPFC. למרות ההשפעות של tDCS anodal על DLFPC לשיפור הכאב לא נחקרו בהרחבה, הוכח שהוא יכול לשמש כדי לווסת את סף הכאב בנבדקים בריאים 34. עם זאת, גירוי של אזור זה במוח היא טכניקה אמינה לשיפור זיכרון העבודה 10, הגדלת ביצועי במשימות זיכרון מחלת אלצהיימר 9 והפחתת הלבן עורר השתוקקות לעשן באופן משמעותי 35 למשל, ולכן זה גם מתקבל על הדעת כי זה עשוי להיות אסטרטגיה יעילה לווסת רגשית, נפשית רשתות קוגניטיביים הקשורים לעיבוד כאב בחולים עם כאב כרוני.

Disclosures

האוניברסיטה העירונית של ניו יורק מחזיקה פטנטים על גירוי המוח, שבו מרום Bikson הוא ממציא. מרום Bikson הוא מייסד שותף של Soterix רפואי בע"מ

Acknowledgments

DaSilva AF קיבלו תמיכה במימון CTSA ההייטק מימון מענק, מאוניברסיטת מישיגן כדי להשלים את הסקירה. Volz MS ממומנת על ידי מענק מלגה Stiftung Charité.

References

  1. Fregni, F., Pascual-Leone, A. Technology insight: noninvasive brain stimulation in neurology-perspectives on the therapeutic potential of rTMS and tDCS. Nat Clin Pract Neurol. 3, (7), 383-383 (2007).
  2. Wagner, T., Valero-Cabre, A., Pascual-Leone, A. Noninvasive human brain stimulation. Annu Rev Biomed Eng. 9, 527-527 (2007).
  3. Fregni, F., Freedman, S., Pascual-Leone, A. Recent advances in the treatment of chronic pain with non-invasive brain stimulation techniques. Lancet Neurol. 6, (2), 188-188 (2007).
  4. Lefaucheur, J. P., Antal, A., Ahdab, R., Ciampi de Andra, D., Fregni, F., Khedr, E. M., Nitsche, M., Paulus, W. The use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) to relieve pain. Brain Stimul. 1, (4), 337-337 (2008).
  5. Antal, A., Paulus, W. Transcranial magnetic and direct current stimulation in the therapy of pain. Schmerz Apr. 24, (2), 161-161 (2010).
  6. Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 527, (Pt 3), 633-633 (2000).
  7. Nitsche, M. A., Cohen, L. G., Wassermann, E. M., Priori, A., Lang, N., Antal, A. Transcranial direct current stimulation: state of the art. Brain Stimul. 11, 642-642 (2008).
  8. Merrill, D. R., Bikson, M., Jefferys, J. G. Electrical stimulation of excitable tissue: design of efficacious and safe protocols. J Neurosci Methods. 141, (2), 171-171 (2005).
  9. Boggio, P. S., Khoury, L. P., Martins, D. C., Martins, O. E., de Macedo, E. C., Fregni, F. Temporal cortex direct current stimulation enhances performance on a visual recognition memory task in Alzheimer disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 80, (4), 444-444 (2009).
  10. Fregni, F., Boggio, P. S., Nitsche, M., Bermpohl, F., Antal, A., Feredoes, E., Marcolin, M. A., Rigonatti, S. P., Silva, M. T., Paulus, W., Pascual-Leone, A. Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory. Exp Brain Res. 166, (1), 23-23 (2005).
  11. Dundas, J. E., Thickbroom, G. W., Mastaglia, F. L. Perception of comfort during transcranial DC stimulation: effect of NaCl solution concentration applied to sponge electrodes. Clin Neurophysiol. 118, (5), 1166-1166 (2007).
  12. Minhas, P., Datta, A., Bikson, M. Cutaneous perception during tDCS: Role of electrode shape and sponge salinity. Clin Neurophysiol. 11, (2010).
  13. Antal, A., Terney, D., Poreisz, C., Paulus, W. Towards unravelling task-related modulations of neuroplastic changes induced in the human motor cortex. Eur J Neurosci. 26, (9), 2687-2687 (2007).
  14. Datta, A. Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad. Brain Stimul. 2, (4), 201-201 (2009).
  15. Minhas, P., Bansal, V., Patel, J., Ho, J. S., Diaz, J., Datta, A., Bikson, M. Electrodes for high-definition transcutaneous DC stimulation for applications in drug delivery and electrotherapy, including tDCS. J Neurosci Methods. 190, (2), (2010).
  16. Brunoni, A. R. A Systematic Review on Reporting and Assessment of Adverse Effects associated with Transcranial Direct Current Stimulation. Int J Neuropsychopharmacol. Forthcoming (2011).
  17. Wagner, T. Transcranial direct current stimulation: a computer-based human model study. Neuroimage. 35, (3), 1113-1113 (2007).
  18. Nitsche, M. A., Doemkes, S., Karaköse, T., Antal, A., Liebetanz, D., Lang, N., Tergau, F., Paulus, W. Shaping the effects of transcranial direct current stimulation of the human motor cortex. J Neurophysiol. 97, (4), 3109-3109 (2007).
  19. Wagner, T., Fregni, F., Fecteau, S., Grodzinsky, A., Zahn, M., Pascual-Leone, A. Transcranial direct current stimulation: a computer-based human model study. Neuroimage. 35, (3), 1113-1113 (2007).
  20. Boggio, P. S., Rigonatti, S. P., Ribeiro, R. B., Myczkowski, M. L., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. A randomized, double-blind clinical trial on the efficacy of cortical direct current stimulation for the treatment of major depression. Int J Neuropsychopharmacol. 11, (2), 249-249 (2008).
  21. Williams, J. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. Interhemispheric modulation induced by cortical stimulation and motor training. Phys Ther. 90, (3), 398-398 (2010).
  22. Lang, N., Nitsche, M. A., Rothwel, J. C., Williams, J. A., Lemon, R. N. Effects of transcranial direct current stimulation over the human motor cortex on corticospinal and transcallosal excitability. Exp Brain Res. 156, (4), 439-439 (2004).
  23. Bikson, M., Datta, A., Rahman, A., Scaturro, J. Electrode montages for tDCS and weak transcranial electrical stimulation: role of "return" electrode's position and size. Clin Neurophysiol. 121, (12), (1976).
  24. Bikson, M., Fregni, F. Transcranial direct current stimulation in patients with skull defects and skull plates: high-resolution computational FEM study of factors altering cortical current flow. Neuroimage. 52, (4), 1268-1268 (2010).
  25. Datta, A., Baker, J. M., Bikson, M., Fridriksson, J. Individualized model predicts brain current flow during transcranial direct-current stimulation treatment in responsive stroke patient. Brain Stimulation. Forthcoming (2011).
  26. Palm, U., Keeser, D., Schiller, C., Fintescu, Z., Nitsche, M., Reisinger, E. Padberg Skin lesions after treatment with transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimul. 1, (4), 386-386 (2008).
  27. Datta, A., Elwassif, M., Bikson, M. Bio-heat transfer model of transcranial DC stimulation: comparison of conventional pad versus ring electrode. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 670-670 (2009).
  28. Miranda, P. C., Faria, P., Hallett, M. What does the ratio of injected current to electrode area tell us about current density in the brain during tDCS? Clin Neurophysiol. 120, (6), 1183-1183 (2009).
  29. Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clin Neurophysiol. 117, (4), 845-845 (2006).
  30. Antal, A. Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans. Brain Stimul. 1, (2), 97-97 (2008).
  31. Terney, D. Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation. J Neurosci Methods. 28, (52), 14147-14147 (2008).
  32. Fregni, F., Boggio, P. S., Mansur, C. G., Wagner, T., Ferreira, M. J., Lima, M. C., Rigonatti, S. P., Marcolin, M. A., Freedman, S. D., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A. Transcranial direct current stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients. Neuroreport. 16, (14), 1551-1551 (2005).
  33. Antal, A., Terney, D., K hnl, S., Paulus, W. Anodal transcranial direct current stimulation of the motor cortex ameliorates chronic pain and reduces short intracortical inhibition. J Pain Symptom Manage. 39, (5), (2010).
  34. Fregni, F., Gimenes, R., Valle, A. C., Ferreira, M. J., Rocha, R. R., Natalle, L., Bravo, R., Rigonatti, S. P., Freedman, S. D., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A., Boggio, P. S. A randomized, sham-controlled, proof of principle study of transcranial direct current stimulation for the treatment of pain in fibromyalgia. Arthritis Rheum. 54, (12), (2006).
  35. Boggio, P. S., Zaghi, S., Lopes, M., Fregni, F. Modulatory effects of anodal transcranial direct current stimulation on perception and pain thresholds in healthy volunteers. Eur J Neurol. 15, (10), 1124-1124 (2008).
  36. Fregni, F., Liguori, P., Fecteau, S., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A., Boggio, P. S. Cortical stimulation of the prefrontal cortex with transcranial direct current stimulation reduces cue-provoked smoking craving: a randomized, sham-controlled study. J Clin Psychiatry. 69, (1), 32-32 (2006).
אלקטרודה מיצוב ו מונטאז גירוי ישיר Transcranial נוכחי
Play Video
PDF DOI

Cite this Article

DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (51), e2744, doi:10.3791/2744 (2011).More

DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (51), e2744, doi:10.3791/2744 (2011).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter