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Neuroscience

Posizionamento elettrodo e Montage stimolazione transcranica diretta in corrente

doi: 10.3791/2744 Published: May 23, 2011

Summary

Stimolazione transcranica in corrente continua (tDCS) è una tecnica per modulare l'eccitabilità corticale

Abstract

Stimolazione transcranica in corrente continua (tDCS) è una tecnica che è stata intensamente studiata negli ultimi dieci anni come questo metodo offre un'alternativa non invasiva e sicura di modificare l'eccitabilità corticale 2. Gli effetti di una sessione di tDCS può durare per diversi minuti, ei suoi effetti dipendono dalla polarità di stimolazione, come ad esempio che la stimolazione catodica induce una diminuzione della eccitabilità corticale, e la stimolazione anodica induce un aumento di eccitabilità corticale che può durare oltre la durata del stimolazione 6. Questi effetti sono stati esplorati in neuroscienze cognitive e anche clinicamente in una varietà di disturbi neuropsichiatrici - specialmente se applicato su più sessioni consecutive 4. Un settore che ha attirato l'attenzione dei neuroscienziati e clinici è l'uso di tDCS per la modulazione delle reti neurali collegata al dolore 3,5. Modulazione di due principali aree corticali nella ricerca del dolore è stata esplorata: corteccia motoria primaria e la corteccia prefrontale dorsolaterale 7. A causa del ruolo cruciale di elettrodo montaggio, in questo articolo, mostriamo diverse alternative per il posizionamento di elettrodi per la sperimentazione clinica tDCS sul dolore; discutere vantaggi e svantaggi di ogni metodo di stimolazione.

Protocol

1. Materiale

  1. Controllare se si dispone di tutti i materiali necessari (Tabella 1, Figura 1).
    Dispositivi tDCS dovrebbe essere a batteria e la funzione come uno stimolatore di corrente costante, con una potenza massima nella gamma miliAmps. In alcuni dispositivi, le batterie possono essere a pagamento. Costante tensione (controllato in tensione) stimolatori non sono adeguati per tDCS. L'uso di prese elettriche per alimentare il dispositivo non è conveniente o appropriata come malfunzionamento dispositivi potrebbero fornire gran intensità delle correnti elettriche senza preavviso.
  2. Elettrodi utilizzati per la tDCS consistono generalmente di una elettrodi metallici o in gomma conduttiva racchiuso in una tasca spugna perforata che è saturo con una elettroliti (liquidi con sale). Un'altra possibilità è l'utilizzo di elettrodi in gomma con gel conduttore. Passaggio prolungato della corrente continua di corrente attraverso elettrodi metallici (dove gli elettroni dallo stimolatore vengono convertiti in ioni effettuato attraverso il corpo 8) in grado di produrre indesiderati prodotti elettrochimici come variazioni di pH. La tasca spugna può agire per separare fisicamente, e quindi di buffer, la pelle dai cambiamenti elettrochimici.
  3. Per questo motivo, elettrodi di metallo o di gomma non deve essere collocato sulla cute durante tDCS. Allo stesso utente durante la stimolazione deve essere vigili contro la disidratazione spugna e movimento. Un'ulteriore considerazione è relativa alla durata e riutilizzabilità di elettrodi tDCS. La nostra esperienza è che, specialmente quando la polarità degli elettrodi è ruotato, e le condizioni di stimolazione adeguata costantemente mantenuto, elettrodi in gomma e metallo possono essere riutilizzati. La scelta di elettrolito è discusso più avanti. Dall'esperienza operativa, si consiglia di usare piatti e spugne perforata non troppo grossa, come meglio assorbire la soluzione elettrolitica di conduzione e di fornire contatto con la pelle uniforme 8.
  4. C'è la possibilità di applicare anestetici topici. Soprattutto per la stimolazione di breve durata, quando la rampa non è possibile, potrebbe impedire la percezione somato-sensoriali e la sensazione di disagio derivanti da stimolazione tDC. Un altro motivo per utilizzare l'applicazione topica di anestetici locali è quello di creare migliore comparabilità tra finzione e attivi condizioni tDCS, dal momento che nessun soggetto si sentirebbe se la corrente scorre o non ottimale situazione accecante sarebbe garantito. Questo approccio è particolarmente vulnerabile quando si prevede di utilizzare maggiore intensità accecante come potrebbe essere meno efficace in questa situazione 7. Anche se la sensazione / dolore e l'irritazione della pelle non sono sempre correlate, l'uso eccessivo di anestetici topici potrebbe mascherare gravi effetti collaterali come la combustione.

In questa guida si illustrano la tDCS più tipico set-up per la gestione del dolore: con elettrodi conduttivi in ​​gomma, spugne a tasca forata, sia posta sulla testa, senza anestetico.

2. Misure

  1. Assicurarsi che il soggetto è seduto comodamente.
  2. L'area di stimolazione sarà trovata attraverso la misurazione del cuoio capelluto. Di solito la convenzione del sistema EEG 10/20 viene utilizzato 7. Il sito di stimolazione dipende dal vostro approccio sperimentale.
  3. Trova la localizzazione del vertice (Figura 2):
    Misurare la distanza di nasion al inion e segnare a metà strada con un pennarello la pelle.
    Nasion - punto tra la fronte e il naso, alla congiunzione delle ossa nasali (Figura 3).
    Inion - punto più sporgente dell'osso occipitale (Figura 3).
    Misurare la distanza tra il pre-auricolare e segnare punti a metà strada. Segna due punti a metà strada per trovare il Vertex.
    1. Per individuare la corteccia motoria primaria o M1, utilizzare il 20% della misura auricolare e utilizzare questa misura da Cz tramite auricolare linea (al lato della Vertex) (Figura 4). Questo punto dovrebbe corrispondere a C3/C4 posizione EEG. Questo metodo di localizzazione è sufficiente data la focalità della tradizionale tDCS grandi elettrodi. Per tDCS più focale, altri metodi di localizzazione corticale potrebbe essere necessario.
    2. Per individuare la corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) 9,10: Un metodo pratico è quello di misurare cinque centimetri in avanti dalla posizione M1 o di utilizzare il sistema 10/20 EEG. Questo dovrebbe corrispondere alla posizione F3 o F4 EEG, come si vede qui (Figura 5). Questo metodo di determinazione del sito di stimolazione è sufficiente quando si utilizzano elettrodi tradizionali tDCS. Per tDCS più focale, altri metodi di localizzazione corticale possono essere necessari, come ad esempio neuronavigazione.

3. Preparazione della pelle

  1. Esaminare la pelle per qualsiasi pre-uscita irritazioni, tagli o lesioni - evitare stimolante sulla pelle danneggiata e oltre le lesioni cranio.
  2. Per aumentare la conduttanza, spostare i capelli lontano dal luogo di stimolo e di pulire la superficie della pelle per eliminare eventuali segni di lozione, sporco, ecclasciarlo asciugare. Per i soggetti con capelli folti, l'uso di gel conduttivo può essere necessario.
  3. Se si utilizza elettrodi riutilizzabili, ispezionare il inserti in gomma e spugne per usura. Ispezionare il inserti in gomma e spugne per usura. Se non vi è alcuna prova di deterioramento, buttare fuori i componenti sporchi e utilizzare un nuovo elettrodo.

4. Posizione degli elettrodi

  1. Dopo aver trovato il sito di preparazione stimolazione e la pelle è necessario posizionare una delle cinghie elastiche testa o in gomma intorno alla circonferenza della testa. La fascia elastica testa dovrebbe essere posto sotto il inion per evitare movimenti durante la stimolazione. Le cinghie elastiche devono essere di materiale non conduttore (o che funzionano come elettrodi) e di materiale non assorbente (per evitare le cinghie di assorbire liquidi da parte delle spugne).
  2. Ogni lato delle spugne dovrebbero essere impregnati con soluzione salina. Per un cm 35 2 spugna, circa 6 ml di soluzione per lato può bastare (per un totale di 12 mL per spugna). Fare attenzione a non bagnare il pan di Spagna (non eccessivamente bagnato non ci dovrebbero essere perdite d'acqua, ma anche non asciutto per avere un buon contatto elettrodo). Evitare perdite di fluido attraverso il soggetto. Si può usare una siringa per aggiungere più soluzione, se necessario.
    Ci sono prove che le soluzioni elettrolitiche con concentrazioni più basse di NaCl (15 mm) sono percepiti come più confortevole durante tDCS di quelle soluzioni con concentrazioni più elevate di NaCl (220 mm) 11,12. Dato che la forza ionica di acqua deionizzata è molto inferiore a quella di tutte le soluzioni di NaCl, c'è una tensione molto più richiesto di trasportare corrente attraverso l'elettrodo e attraverso la pelle rispetto alle soluzioni di NaCl. Pertanto, si raccomanda l'uso di soluzioni con moderata concentrazione di NaCl, in mM da 15 a 140 mm, come tDCS a queste concentrazioni è più probabile che sia percepito come comodo, richiede una tensione moderatamente inferiore pur consentendo una buona conduzione degli attuali 11. L'uso di gel (adattato da applicazioni come EEG) è stato anche considerato - una limitazione principale è il fastidio maggiore di set-up clean-up in seguito a stimolazione, senza il beneficio dimostrato nel risultato quando si utilizzano elettrodi di spugna perforata.
  3. Collegare i cavi al dispositivo.
    Consultare il manuale operativo sul stimolatore se lo stimolatore deve essere acceso prima o dopo la connessione elettrodi posizionati allo stimolatore. Utilizzando tutti gli stimolatori, gli elettrodi non devono essere collegati o scollegati quando il flusso di corrente è stata avviata. Assicurarsi che la polarità di collegamento è corretto, come gli effetti della tDCS polarità sono altamente specifici (tipicamente, il rosso indica l'elettrodo anodo e nero o blu indica l'elettrodo catodo, questa è la convenzione, ma controllare con il dispositivo). Si noti che nel contesto della tDCS (e più in generale la stimolazione elettrica in generale), "anodo" sempre indicato il relativo terminale positivo se positiva flussi di corrente intro del corpo, mentre "catodo" indica il relativo terminale negativo dove la corrente positiva poi esce il corpo.
  4. Inserire il perno cavo connettore saldamente l'apertura del recipiente sul inserto in gomma conduttiva.
  5. Far scorrere la gomma conduttiva inserto in spugna. La porzione di cavo isolato sporge dalla spugna tasca apertura. Assicurarsi che la gomma conduttiva intero inserto è coperto dalla spugna e che non c'è nessuna parte del perno cavo connettore è visibile.
  6. Posizionare un elettrodo spugna sotto la testa cinghia elastica. Assicurarsi che il fluido eccessivo non viene espulso dalla spugna fino al cuoio capelluto durante questo processo come questo si diffonderà flusso di corrente attraverso il cuoio capelluto e riducono lo spugna di liquido.
  7. Collegare il secondo cinturino elastico alla testa prima cinghia elastica testa secondo l'elettrodo di montaggio che si desidera utilizzare (Tabella 2). Altri cinghie elastiche testa può essere utilizzato.
  8. Posizionare il secondo elettrodo spugna sulla testa sotto il secondo cinturino testa elastica. Assicurati di posizionarlo sulla zona segnata da stimolare.
  9. Il percorso da un terminale dispositivo, attraverso un elettrodo, in tutto il corpo, attraverso l'elettrodo secondo, e di nuovo al secondo dispositivo terminale forma un circuito - la resistenza totale, di cui (somma degli elettrodi e la resistenza del corpo) può essere misurata. Se la resistenza complessiva è eccessivamente alta, questo può indicare elettrodo improprio set-up. Se la vostra resistenza misura dispositivo - questo sarebbe raccomandato - il campo di indicazione dovrebbe visualizzare contatto appropriato elettrodo. Idealmente, si dovrebbe mirare ad avere l'impedenza sotto 5k Ohm. Alcuni dispositivi indicano la tensione in tutto il percorso, piuttosto che la resistenza - in questo caso la resistenza può essere calcolata semplicemente utilizzando la legge di Ohm (resistenza = Indicare tensione / corrente applicata). Molti dispositivi continuano a fornire un'indicazione di resistenza nel corso della stimolazione, che fornisce un modo utile per rilevare un potenziale pericolosituazione (come un elettrodo di asciugatura). In alcuni casi, il dispositivo verrà automaticamente interrompere la stimolazione o ridurre l'intensità di stimolazione, se aumenta la resistenza oltre una certa soglia.

5. Inizio tDCS

  1. Prima di avviare la procedura, i soggetti schermo per qualsiasi controindicazioni (vedi discussione).
  2. Il soggetto deve essere rilassato, confortevole e sveglio durante la procedura. Interferenze con l'attuale incontrollata attività corticale durante tDCS dovrebbe essere evitato. Per la stimolazione della zona corteccia motoria, è stato dimostrato che la intenso sforzo cognitivo estranei a l'area di destinazione, così come l'attivazione massiccia della corteccia motoria dalla contrazione muscolare prolungata elimina gli effetti della tDCS 13.
  3. Regolare le impostazioni della tDCS stimolatore che si desidera stimolare con, tra l'intensità, il tempo, e se applicabile al dispositivo, l'impostazione condizione farsa (Figura 10). Si noti che alcuni stimolatori devono essere accesi prima del contatto tra gli elettrodi e la pelle è fatta per evitare scosse elettriche.
  4. Ora avviare la tDCS. Per ridurre gli effetti negativi iniziare il flusso di corrente dal dilagare della corrente. Molti dispositivi commerciali caratteristiche tali da rampa automaticamente corrente e si spegne. Un punto che va rilevato è che i soggetti solitamente continuare sentire qualche sensazione locale anche dopo corrente viene interrotta.
  5. Alcuni soggetti possono trovarsi a disagio durante il periodo iniziale tDCS. In questi casi la corrente può essere moderatamente ridotta per un periodo temporaneo, per esempio del 50%, come il soggetto regola, gradualmente aumentata di nuovo fino al livello desiderato. Questa caratteristica può dipendere dal dispositivo utilizzato.
  6. All'inizio della stimolazione, la maggior parte dei soggetti si percepisce una leggera sensazione di prurito, che poi sfuma nella maggior parte dei casi. Allo stesso modo, rapidi cambiamenti del circuito stimolante immediatamente potrebbe indurre la cottura dei nervi periferici. Il soggetto può notare come breve fosfeni retina con elettrodi vicino agli occhi. Questi effetti possono essere in gran parte evitato l'attuale rampa su e giù all'inizio e alla fine del trattamento. Questo potrebbe anche impedire lo capogiri o vertigini occasionalmente segnalato quando la corrente è improvvisamente aumentato o diminuito 7.
  7. Dopo la stimolazione, il flusso di corrente dovrebbe essere off rampa e Nota sulla tDCS High-Definition (HD-tDCS):. TDCS con i più piccoli elettrodi poi circa 2 cm 2 è chiamata HD-tDCS e spesso usa serie di elettrodi (più di due) per guidare corrente attraverso il cervello per applicazioni specifiche 14. Questo documento metodi concentrata solo sul tDCS convenzionali (usando elettrodi spugna più grande), ed è importante sottolineare che HD-tDCS richiede elettrodi specifici 15, preparazione della cute, e hardware stimolatore. Non è consigliabile applicare tDCS con 1-2 mA di elettrodi spugna 14,15.

6. Dopo la procedura

  1. Per valutare la stimolazione transcranica DC regolarmente e per registrare la sicurezza di questa tecnica per un lungo periodo di tempo, si consiglia di utilizzare un questionario di effetti avversi.
  2. Tale questionario dovrebbe includere i possibili effetti avversi associati con tDCS. I più comuni effetti avversi sono formicolio, prurito e sensazione di bruciore, mal di testa e disagio. È possibile trovare un esempio di tale questionario nell'articolo di Brunoni et al. (2011) 16. Si raccomanda inoltre di raccogliere quantitativa sugli effetti avversi come un 1 a 5 o 1 a 10 scala di valutazioni.
  3. Si dovrebbe anche usare questo questionario effetto negativo dopo la condizione di stimolazione finta di rivelare una migliore comparabilità tra le due situazioni stimolazione. Ci sono prove che la stimolazione finzione provoca una quantità paragonabile di prurito e formicolio sensazioni come la stimolazione attiva.

7. Rappresentante dei risultati:

Con l'installazione, il sistema di tDCS dovrebbe mostrare che o corrente che scorre durante attivo situazione tDCS, o il dispositivo dovrebbe modalità di visualizzazione farsa quando si esegue una procedura di stimolazione sham (Figura 10).

Da segnalare, anche con il dispositivo indicatore che la corrente fluisce attraverso il sistema attuale potrebbe effettivamente essere deviato attraverso la pelle. Per evitare questo effetto, si consiglia di avere una distanza sufficiente tra gli elettrodi. Secondo gli studi di modellazione si consiglia di essere di almeno 8 centimetri quando si utilizzano elettrodi 5x7cm 17.

Inoltre, si consiglia di consultare i modelli informatici testa 14 e studi neurofisiologici. Queste misure supplementari in modo che una specifica montaggio è associata a cambiamenti significativi nella eccitabilità corticale nella zona che è indagato.

Rappresentante per la stimolazione anodica è un increase di eccitabilità del cervello, mentre la stimolazione catodica porta ad una riduzione della eccitabilità corticale. Prova evidente è stata rivelata nel corso degli studi mira alla corteccia motoria primaria (Figura 6).

La variazione delle dimensioni dell'elettrodo porta ad una variazione di effetti focale. Con una diminuzione del diametro degli elettrodi, una stimolazione più focale può essere raggiunto. Questo può essere dimostrato mediante TMS sulla corteccia motoria. D'altra parte in base alle dimensioni degli elettrodi sempre più efficiente è possibile avere un elettrodo funzionalmente inefficace (Figura 8).

Con durata della sessione di 20 minuti o più e con più sessioni di più giorni consecutivi, i postumi della tDCS durerà più a lungo. Esempio di questo è il trattamento di sindromi dolorose.

Un punto importante è la posizione del l'elettrodo di riferimento. Se una posizione extracephalic viene scelto, investigatore dovrebbe essere a conoscenza della distribuzione di corrente come elettrodo di riferimento potrebbe spostare il picco di corrente indotta e modificare gli effetti della tDCS.

Figura 1
Figura 1. Materiali

Figura 2
Figura 2: Posizione Vertex. Aree corticali segnato secondo il sistema 10/20.

Figura 3
Figura 3: Posizione Nasion e Inion

Figura 4
Figura 4: Motore di posizione corteccia. Aree corticali segnato secondo il sistema 10/20.

Figura 5
Figura 5: Posizione DLPFC. DLPFC = corteccia prefrontale dorsolaterale. Aree corticali segnato secondo il sistema 10/20.

Figura 6
Figura 6: Variazione eccitabilità corticale a causa di polarità attuale e tDCS montaggio. Tabella: effetti della stimolazione indotta tDC dalla dimensione del motore potenziale evocato (MEP), valutata la stimolazione magnetica transcranica (TMS). Ampiezze MEP dopo stimolazione sono espressi in percentuale del MEP senza stimolazione. Si noti che solo la corteccia motoria (M1) - controlaterale sovra-orbitale (FP2) impostazione montaggio porta ad un aumento significativo delle dimensioni MEP dopo anodica e una diminuzione di ampiezza MEP dopo la stimolazione catodica. Non ci sono effetti significativi sulla ampiezza del MEP in altri montaggi tDCS. Figura: posizionamento degli elettrodi 6 (modificato dal Nitsche 2000).

Figura 7
Figura 7: Misure elettrodi

Figura 8
Figura 8: la riduzione della dimensione della elettrodo porta ad un effetto più focale della tDCS. Muscolo-potenziali evocati (MEP) dimensioni ampiezza del rapitore Minimi digitalizzazione (ADM) e del primo muscolo dorsale interosseo (FDI) durante tDCS anodica o catodica. Utilizzando la condizione di un centimetro 35 2 elettrodi, tDCS anodica e catodica influenza la dimensione ampiezza eurodeputato della ADM e l'IDE in misura simile. A questo montaggio, entrambe le aree muscolari rappresentazione mano si trovano sotto l'elettrodo stimolante. Nel caso di un elettrodo più piccolo, che è solo posizionato sopra l'area di rappresentanza della ADM, gli effetti dei cambiamenti ampiezza eurodeputato della rappresentazione corticale FDI non sono riproducibili (vedi colonna gialla) 18 (modificato dal Nitsche 2007).

Figura 9
Figura 9: tessuto-dipendeva densità di corrente. Densità di corrente calcolato in diversi tessuti. Entità della densità di corrente dipende dalla conduttività del tessuto. Da notare che circa il 10% di densità di corrente raggiunge la Gray Matter 19 (modificato da Wagner 2007a).

Figura 10
Figura 10: Condizioni diverse stimolazione: attivo contro farsa. Alcuni dispositivi tDCS fornire allestimenti per attiva e condizione farsa. Di solito la stimolazione applicabile è indicato con un segnale luminoso.

Materiale
TDCS dispositivo
9V batteria (2x)
Due bande di gomma testa
Due elettrodi in gomma conduttiva
Due elettrodi di spugna
Cavi
Soluzione di NaCl
Nastro di misurazione

Tabella 1. Materiali

Posizionamento elettrodi anodo Catodo di posizionamento dell'elettrodo Osservazioni Avvertenze
Corteccia motoria primaria (M1) Sovra-orbitale Questo è il più utilizzato montaggio. E 'stato dimostrato che l'eccitabilità corticale può essere modificato fino al 40% 6 (Figura 6). Risultati stimolazione anodica in depolarizzazione neuronale e di aumentare l'eccitabilità neuronale, mentre la stimolazione catodica ha risultati opposti 6. Solo una corteccia motoria è stimolata - potrebbe essere un problema per sindromi dolorose bilaterali. Anche l'effetto di confondimento della sovra-orbitale elettrodo deve essere considerato.
Corteccia motoria primaria (M1) Corteccia motoria primaria - Approccio interessante quando vi è un bi-emisferica squilibrio tra la corteccia motoria (come nella corsa)
- Può essere utilizzato con due elettrodi di stimolazione anodica (vedi sesta fila), dove si trova elettrodi catodici nella zona sopraorbitali per esempio.
Elettrodi potrebbe essere troppo vicini l'uno all'altro-questione della manovra.
Una diminuzione della superficie degli elettrodi aumenterà il grado di smistamento lungo la pelle 19
Pertanto smistamento potrebbe essere correlato non solo al posizionamento dell'elettrodo, ma anche alle dimensioni degli elettrodi.
La resistenza relativa dei tessuti dipende dalla posizione degli elettrodi e le dimensioni, la resistenza complessiva su cui il flusso di corrente dipende dalla proprietà elettrodo 19.
Corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) Sovra-orbitale Più utilizzato per la stimolazione DLPFC - Risultati positivi per il trattamento della depressione 20 e anche il dolore cronico 3. Solo situazione unilaterale stimolazione DLPFC è possibile con questo montaggio.
Corteccia prefrontale dorsolaterale Corteccia prefrontale dorsolaterale - Approccio interessante quando vi è un bi-emisferica squilibrio.
- Può essere utilizzato per una situazione due stimolazione anodica (vedi sesta fila), dove si trova elettrodi catodici nella zona sopraorbitali per esempio.
Elettrodi potrebbe essere troppo vicini l'uno all'altro-emissione di smistamento 19. (Si prega di consultare seconda fila, quarta colonna).
Occipitale Vertice Interessante di controllo attivo per sperimentazioni cliniche sul dolore cronico o per la modulazione della corteccia visiva. Quando viene utilizzato come controllo attivo, elettrodi di riferimento sono posti in diversi luoghi-problema della comparabilità tra gli approcci intra-ed inter-sperimentale.
Due elettrodi anodica, ad esempio, entrambe le corticali del motore Sovra-orbitale Cambiamento simultaneo eccitabilità corticale Inibizione transcalloso potrebbe aggiungere un fattore di confusione 21
Un elettrodo corticale su un bersaglio, ad esempio, corteccia motoria primaria (M1) Extra-craniche Evitare l'effetto confondente di due elettrodi con polarità opposte nel cervello 7. A seconda del target, la distribuzione attuale potrebbe non essere ottimale e quindi indurre la stimolazione inefficace 22

Tabella 2. Posizionamento dell'elettrodo 7

Nota: E 'possibile che le differenze tra le diverse posizioni degli elettrodi potrebbe essere l'attivazione di diverse popolazioni di neuroni a causa di differenti orientamenti campo elettrico.

Discussion

Passi critici:

Aspetti da verificare prima di procedura di partenza:

  • Prima di tutto, i pazienti devono essere sottoposti a screening per stabilire se ci sono controindicazioni per tDCS - queste controindicazioni possono essere specifica applicazione. Ciò include questioni quali la presenza di cefalea grave o frequente, disturbi della pelle cronica, o di reazioni avverse ad un precedente trattamento tDCS. Se lui o lei ha qualsiasi metallo in testa o ha avuto una grave lesione cerebrale, i cambiamenti anatomici possono modificare il flusso di corrente 23,24. Storia di sequestro, la gravidanza e la storia di un colpo di solito non sono controindicazioni rigorosa - e in effetti, potrebbero essere i criteri di inclusione in alcuni studi clinici.
  • Verificare la presenza di lesioni sul cuoio capelluto, inoltre i soggetti devono essere specificamente intervistati e ispezionato per l'esistenza di malattie della pelle. Se ci sono lesioni, tDCS procedura dovrebbe essere evitata o, se del caso, ha assicurato che la stimolazione non sarà condotto direttamente sopra o attraverso la lesione. La stimolazione di un sito possono essere considerati. Si dice che ogni giorno ripete tDCS provoca irritazione cutanea clinicamente significativi sotto gli elettrodi in alcuni pazienti 7. Ci sono prove di tDCS lesioni indotte secondo l'integrità cutanea. Per esempio, è stato dimostrato rossore esteso e marrone cambiamenti intracutanea crosta irregolare con forme rotonde grazie alla stimolazione punto morto superiore ad una intensità di 2 mA per un periodo di 2 settimane tra cui cinque sessioni alla settimana 25. Se tDCS è fortemente indicato o deve essere condotta, è possibile prendere in considerazione per stimolare con una intensità inferiore, come 0,5-1,0 mA, ma non è garantito che questo impedirà irritazioni della pelle o lesioni. Così, la condizione della pelle sotto gli elettrodi devono essere controllati prima e dopo tDCS 7.
  • Controllare i connettori dei cavi per l'elettrolisi. Utilizzare un altro paio, se evidente. Si raccomanda di controllare i cavi dopo circa due mesi di utilizzo.

Durante le due-attiva o sham-tDCS sempre chiedere se soggetto si sente comunque confortevole ed è in grado di continuare procedura.

Eventuali modifiche:

  • Ci sono molte varietà di posizionamento dell'elettrodo 7 (tabella 2).
  • Ci sono molte varietà di formati dell'elettrodo 26 (Figura 7). Per una data corrente applicata, la dimensione degli elettrodi influenza la densità di corrente 18 e influenza la focalità del cervello modulazione (Figura 8). Gli studi clinici hanno suggeriscono più piccola è la dimensione dell'elettrodo maggiore è la densità di corrente 26, tuttavia studi di modelli suggeriscono che il rapporto tra le dimensioni degli elettrodi e l'area di modulazione del cervello può essere più complessa 27. Inoltre, gli effetti dei piccoli elettrodi può variare qualitativamente a causa della deviazione della corrente differenziale nel cuoio capelluto, e relativamente maggiore effetto bordo per la superficie degli elettrodi complessivo 7. Ci sono stati drasticamente i livelli superiori di smistamento per elettrodo di piccole dimensioni riferito che per i sistemi di elettrodi più grandi 19.
  • High-Definition tDCS (HD-tDCS) è una tecnologia che migliora la focalità spaziale, ma richiede hardware speciale e controlli procedurali 15.
  • L'elettrodo montaggio (posizione elettrodi e dimensioni) insieme con la corrente applicata determinare l'intensità del campo elettrico generato nel cervello che a sua volta, determina l'efficacia della tDCS. L'utilizzo di soli densità di elettrodi di corrente, definito dal rapporto tra la forza attuale e la dimensione degli elettrodi, è stato proposto per normalizzare i risultati clinici - ma gli studi di modellazione suggeriscono che questo può applicarsi soltanto in un intervallo limitato e che, nel complesso design dell'elettrodo montaggio determina il risultato. In generale, aumentando l'intensità di corrente (o densità di corrente) per qualsiasi risultato dato montaggio a forti effetti. E 'importante notare che la densità di corrente sulla superficie della pelle è molto più alto che nel cervello 19 (Figura 9).
  • La posizione del "ritorno" ("riferimento") elettrodo possono influenzare lo schema generale flusso di corrente attraverso il cervello, e quindi anche l'influenza di modulazione del cervello sotto gli elettrodi attivi 22. Così la pozione di entrambi gli elettrodi dovrebbe essere considerato.
  • La durata della stimolazione dipende l'obiettivo di un approccio sperimentale. Un aumento della durata della stimolazione è associata con la comparsa e una durata più lunga di postumi 3,4. Comunque almeno uno studio ha riportato una inversione di direzioni effetti quando la durata è stata aumentata stimolazione, suggerendo che più intensità non si traduce necessariamente in un risultato più robusto clinico. Anche se tDCS all'interno di parametri pubblicato è considerato sicuro e ben tollerato, il potenziale di effetti collaterali indesiderati aumenta con intensità crescente (tempo, duratisu, o frequenza di ripetizione / numero).
  • L'orientamento del campo elettrico: definito dalla posizione degli elettrodi e la polarità. Stimolazione catodica diminuisce tipicamente eccitabilità corticale, mentre la stimolazione anodica aumenta tipicamente l'eccitabilità corticale 2,3.
  • Placebo: Per sham-tDCS lo stesso protocollo di cui sopra è usato. Tuttavia, l'attuale verrà applicato per 30 secondi. Questo è uno dei vantaggi della tDCS rispetto ai metodi cerebrali non invasiva di stimolazione. Dal momento che le sensazioni derivanti risultato di attivi-tDCS tendono a verificarsi solo nelle fasi iniziali di applicazione, questo metodo farsa rende difficile per il paziente di distinguere il placebo dal dell'applicazione attiva tDCS. Questo stimolo iniziale e breve è un metodo affidabile di placebo 28.
  • Si noti che la tecnica può essere applicata anche quando si utilizzano altre terapie transcranico elettrici come TACS TRNS 29 o 30.

Razionale per l'utilizzo tDCS nel dolore cronico:

Il fatto che più modalità terapeutiche farmacologiche forniscono un miglioramento modesto di pazienti con dolore cronico aumenta la possibilità che la causa per la persistenza di questa patologia debilitante può trovarsi all'interno cambiamenti plastici nel dolore relative reti neurali. È interessante notare che la modulazione dell'attività corticale può essere ottenuto in modo non invasivo da tDCS, come descritto in precedenza, che è stato segnalato a produrre effetti terapeutici duraturi nel dolore cronico a causa di cambiamenti nella plasticità corticale.

Effetto clinico della tDCS in dolore cronico:

E 'stato dimostrato che la tDCS applicata alla corteccia motoria cambia l'eccitabilità corticale locale (Figura 6) 6. Più precisamente, i risultati stimolazione anodica in un aumento di eccitabilità neuronale, mentre la stimolazione catodica ha risultati opposti 6. Infatti, anodica applicazione tDCS oltre M1 porta ad un miglioramento maggiore in scala analogica visiva (VAS) voti dolore rispetto tDCS farsa. Questo effetto terapeutico sul dolore in seguito alla stimolazione M1, anche se transitoria, è stata riprodotta in diversi gruppi di pazienti con sindromi da dolore neuropatico come nevralgia del trigemino, dolore sindrome di ictus 31, mal di schiena e fibromialgia 32. È interessante notare che gli studi clinici nel dolore neuropatico, a causa di lesioni del midollo spinale, la stimolazione della corteccia motoria da tDCS ha mostrato un miglioramento del dolore e cumulativo effetto analgesico che è durato due settimane dopo la stimolazione. Vi sono anche prove del suo effetto analgesico nei pazienti con fibromialgia 33 che è ancora significativo dopo tre settimane di follow-up per tDCS anodica della M1 rispetto alla stimolazione finzione, e così come la stimolazione del DLPFC 33. Sebbene gli effetti della tDCS anodica oltre DLFPC per il miglioramento del dolore non sono state esplorate ampiamente, è stato dimostrato che può essere utilizzato per modulare la soglia del dolore in soggetti sani 34. Tuttavia, la stimolazione di questa zona del cervello è una tecnica affidabile per migliorare la memoria di lavoro 10, aumentando le prestazioni in compiti di memoria nel morbo di Alzheimer 9 e ridurre i cue-provocato desiderio di fumare in modo significativo 35 per esempio, quindi è anche plausibile che questo potrebbe essere una strategia utile di modulare le reti cognitivo affettivo-emotivo associato con l'elaborazione del dolore nei pazienti con dolore cronico.

Disclosures

La City University di New York detiene brevetti per la stimolazione cerebrale, su cui Marom Bikson è un inventore. Marom Bikson è co-fondatore di Soterix Medical Inc.

Acknowledgments

DaSilva AF ricevuto sostegno finanziario da CTSA high-tech concedere finanziamenti, Università del Michigan per completare questa recensione. Volz MS è finanziato da una borsa di studio borsa di Stiftung Charité.

References

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Posizionamento elettrodo e Montage stimolazione transcranica diretta in corrente
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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).

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