Summary
두개 직류 자극 (tDCS)은 여러 가지 신경 학적 조건에서 초기 치료 효과를 보여 주었다 비 침습 뇌 자극 기술입니다. 이러한 치료 효과의 근간이되는 주요 메커니즘은 대뇌 피질의 흥분의 변조이다. 따라서 대뇌 피질의 흥분의 온라인 모니터링 가이드 자극 매개 변수를 도움과 치료 효과를 최적화합니다. 본 문서에서 우리는 실시간으로 동시 tDCS 및 EEG 감시를 결합한 새로운 장치의 사용을 검토합니다.
Abstract
두개 직류 자극 (tDCS)는 두피를 통해 약한 전류를 제공하는 기술입니다. 이 상수 전류는 대뇌 피질의 활동 보조 변화의 결과로, 신경 막 흥분의 변화를 유도합니다. tDCS가 기본 피질에서의 neuromodulatory 효과의 대부분을 가지고 있지만, tDCS의 효과는 먼 신경망에서 관찰 할 수 있습니다. 따라서 tDCS의 효과를 수반하는 뇌파 모니터링 tDCS의 메커니즘에 대한 귀중한 정보를 제공 할 수 있습니다. 또한, EEG 연구 결과는 tDCS의 효과에 대한 중요한 대리 마커가 될 수 있으며, 따라서 매개 변수를 최적화 할 수 있습니다. 이 결합 된 EEG-tDCS 시스템은 또한 발작과 같은 대뇌 피질의 흥분이 비정상적으로 피크에 의해 특징 신경 학적 상태의 예방 치료에 사용할 수 있습니다. 이러한 시스템은 비 침습성 폐 루프 장치의 기초가 될 것이다. 이 문서에서는, 우리는 util을 할 수있는 새로운 장치를 제시동시에 tDCS와 EEG를 izing. 이를 위해, 우리는 단계별 방식으로 회로도 그림, 표 및 비디오 데모를 사용하여이 장치의 응용 프로그램의 기본 절차에 대해 설명합니다. 또한, 우리는 EEG 기술로 측정 tDCS과 대뇌 피질의 효과를 임상 적 사용에 대한 문헌 고찰을 제공합니다.
Introduction
두개 직류 자극 (tDCS)는 대뇌 피질의 흥분 1, 2의 변화를 유도하기 위해 두피를 지속적으로 제공 약하고 직접 전류를 사용하는 기술입니다. 운동 피질의 흥분성의 마커로 모터를 유발 전위를 사용하여 Nitsche 및 파울루스 3는 두뇌에 tDCS 효과의 방향이 극성 특정 것을 증명 : anodal 자극이 대뇌 피질의 흥분의 증가를 유도하는 반면 cathodal 자극은 대뇌 피질의 흥분의 감소를 유도 . 대뇌 피질의 흥분에이 효과는 시간에 따라 자극을 통해 지속될 수있다. 대뇌 피질의 흥분에서 이러한 tDCS에 의한 변화는 중요한 행동 효과가 발생할 수 있습니다. 하나의 중요한 문제는 행동에 tDCS 효과의 변화이다. 이 변동을 설명하는 몇 가지 이유가 있습니다. fMRI를 4 뇌파 (EEG) 5,6에 대한 연구는 밝혀 그 tDCS가 가장 활성화 EFFE을 가지고 있지만CT는 기본 피질에 자극은 두뇌의 다른 지역에 광범위한 변화를 불러 일으킨다. 또, tDCS의 효과는 기본 대뇌 피질의 활동 (7)의 상태에 따라 달라집니다 것으로 나타났습니다. 따라서 변동성이 소스를 제공, tDCS의 효과를 측정하는 더 나은 대리의 사용이 바람직하다.
이러한 맥락에서, 우리는 여러 가지 이유로 대뇌 피질의 흥분에 tDCS의 영향에 대한 실시간 데이터를 제공하기 위해 수반 EEG 감시의 사용을 제안한다. 첫째, tDCS의 자극 매개 변수를 최적화합니다. 둘째, 치료를위한 새로운 표적에 대한 통찰력을 제공합니다. 셋째, 특히 어린이, 두뇌 자극하는 동안 안전을 보장합니다. 넷째, 난치성 간질 즉, 폐 루프 시스템과 환자의 조기 발견 및 발작의 치료에 도움. 마지막으로,이 장치는 또한 뇌 컴퓨터 인터페이스 시스템의 잠재적 인 응용 프로그램이 있습니다.
중요한 역할로 인해계 2012-08; Neuroelectrics 악기 컨트롤러, v 1.0 - 비 침습 뇌 자극에 관련된 대뇌 피질의 흥분 변화를 모니터링하는이 문서의 목적은 새로운 장치를 통해 (StarstimÒ으로 EEG와 tDCS의 사용을 결합하는 방법을 보여주는 것입니다 -01, Neurolelectrics, 바르셀로나, 스페인). 이것은이 문서에서 tDCS 응용 프로그램의 세부 사항을 제공하지 않습니다 주목해야한다. 이 기술의 응용 프로그램에 대한 완전한 이해를 위해 우리는 실바 등의 tDCS의 기사를 읽는 것이 좋습니다. 11
Protocol
1. 재료
- 확인하는 경우, 모든 재료는 다음 단계를 시작하기 전에 (그림 1) 사용할 수 있습니다.
- 피험자의 머리 (소형, 중형, 대형)의 크기에 따라 네오프렌 캡 3 개 크기가있다. 모자 10 / 20 시스템을 기반으로 EEG 위치를 나타내는 27 홀이있다 : 전두엽 (F8, AF8, FP2, FPZ, FP1, AF7, F7), 전두엽 (F4, FZ, F3), 중앙 (C3, C1의 Cz는, C2, C4가), 두정엽 (P7, P3, PZ, P4, P8), 시간적 (T7, T8)와 후두 (PO7, O1, 오즈, O2, PO8).
- 전극은 2 개의 다른 용도를 가지고, 그들은 (6 개 채널) EEG 위해 그리고 tDCS (스폰지 전극 두 채널, 양극과 음극)에 사용할 수 있습니다. 어떤 상황에서는, 자극의 두 개 이상의 사이트를 사용할 수 있습니다. 이 경우 네 개의 스폰지 전극이 필요합니다 및 따라서, 단지 4 채널 EEG 기록을 위해 유지됩니다.
- tDCS 전극의 크기의 변화는 초점 효과 11의 변형으로 이어집니다. 무선전극 차원의 감소 토륨, 더 많은 초점 자극을 얻을 수 있습니다. 반면에, 증가 전극의 크기에 의해 그 기능적 효과 전극이 가능합니다. 가장 일반적으로 사용되는 비율은 25cm 2 (5cm X 5cm) 또는 35cm 2 (5cm X 7cm)입니다. 본 논문에서는 25cm 2 스폰지 전극이 사용됩니다.
- 모든 전극 와이어를 통해 컨트롤 박스 장치에 연결해야합니다. 이 장치는 주기적으로 컨트롤 박스 배터리 충전기를 사용하여 충전 할 수 있습니다. 안전을 위해, 활동적인 자극하는 동안 컨트롤 박스를 충전 할 수 없습니다.
- 블루투스 연결을위한 USB는 노트북 / 컴퓨터 (아래 참조)에 컨트롤 박스를 쌍을 필요합니다.
2. 피부 준비
- 모든 기존의 병변에 대한 피부 검사 - 손상된 피부에 또는 두개골 병변에 전기 자극 / EEG 기록을 피한다.
- 전도성을 높이기 위해 떨어져 머리를 이동전기 자극 / EEG 등록하고 떨어져 머리를 유지하는 장소 플라스틱 헤어 클립의 사이트가 어떤 로션의 흔적, 먼지, 기름 등을 제거하고 건조 할 수 있도록 피부의 표면을 청소하십시오.
3. 헤드 측정
- inion에 nasion의 거리를 측정하고 피부 마커 11을 사용하여 중간에 표시하여, 버텍스의 Cz (그림 2)의 국산화를 찾아 표시합니다.
4. 모자에 전극 위치
- tDCS 스폰지 전극에 생리 식염수를 넣어. 스폰지 전극은 머리 캡을 착용하기 전에 생리 식염수 11 적신해야합니다. 25~35cm 2 스펀지, 측면 당 용액의 약 6 ML은 충분합니다. 주기적으로 리필 장기간 자극 프로토콜의 경우 생리 식염수와 스폰지 전극 중요합니다.
- EEG와 tDCS 전극이 주제 전에 뚜껑에 고정 할 필요는 P입니다hysically 그것을 착용.
- 일반 tDCS 전극 준비 및 위치에 대한 자세한 내용은 11를 참조하십시오.
5. 모자를 착용하고 그 위에 컨트롤 박스를 고정
- 피사체가 편안하게 장착되어 있는지 확인하십시오.
- . 정점 (머리에서 측정) 캡의 Cz 지점 중요 일치하는 방식으로 캡을 씌워이 평균 크기의 헤드에 대해서만 유효합니다. 필요한 경우 세 가지 캡 크기, 사용할 수 있습니다.
- 곡선 주사기를 사용하여 젤 EEG 전극을 입력합니다.
- 컨트롤 박스의 전선 EEG와 tDCS 전극을 연결합니다. 컨트롤 박스는 캡의 후방 부분에 고정 할 수있다. 자극과 EEG 기록을 위해 남아있는 사람 (3 ~ 8)에 대한 채널 1과 2를 사용하십시오. 모자에 자신의 위치가 기록 자극 (표 1) 모두 원하는 실험 방법에 따라 달라집니다. 데모로, 고전 왼쪽 anodal tDCS는 진열대는 것입니다 설정YED : 양극 = M1, 음극 = 반대측 안와. 이 몽타주를 들어, 양극에 연결 (빨간색 스폰지 전극) C3와 FP2에 음극 (검정색 스폰지 전극)에.
- 그들은 서로를 터치 컨트롤 박스에서 (CMS, 공통 모드 감지 및 DRL, 입어 오른쪽 다리) 전선을 연결하지 않도록하는 mastoids 중 하나를 참조 전극을 넣어.
6. 자극과 녹음 설정
- 자극과 검사 기록의 매개 변수를 구성하기 위해, 소프트웨어 제조업체의 지시에 따라 올바르게 설치해야합니다.
- 화면 상단에 수평 바 (그림 3)에서 "자극"을 누르십시오.
- 화면 상단에있는 "옵션 편집"을 선택하고 "tDCS"또는 축소와 같은 "두개 교류 전류 자극 (TACS)"과 "두개의 랜덤 노이즈 자극"(TRNS) (그림 3A와 같은 다른 전기 자극 기술의 "사기"를 선택 ). DET이러한 접근 방식의 고통 쯤은이 문서의 범위를 벗어나 더 나은 다른 12 설명, 13.
- 일반적으로 전기 자극의 총 시간, 20 분 (그림 3B) 및 2mA의 강도로를 선택합니다. 참고 : 장치가 전기적으로 자극하고, 필요한 경우 최대 1 시간에 대한 EEG 신호를 기록 할 수 있습니다.
- 채널 (그림 3C)에 따라 전극의 위치를 선택합니다.
- tDCS 및 실험 방법 (표 1)에 따른 EEG 채널 (그림 3D)를 구성합니다. 기준 전극은 DRL 및 CMS로 표시되어 있습니다. 각 채널에 적합한 기능을 선택해야합니다. 중요 : 레이블 "반환"(그림 3D)으로 "양극"또는 "음극"및 참조로 활성 자극 전극.
- 바 메뉴에서 화면의 아래 부분에있는 램프의 기간을 선택하고 기간을 진입로, 보통 30 초 (Figu) 3E 다시. 이 단계 당신은 또한 기간 선택 사전을 뇌파 기록 (그림 3 층) 게시 할 예정입니다. EEG 기록은 자극에 의존하지 않으며 tDCS의 끝 도중 또는 이후, 이전에 시작하도록 프로그래밍 할 수 있습니다.
- 화면의 상부에 전극 임피던스를 눌러 "자극"을 체크 한 다음 화면의 왼쪽에있는 "MOUNT"를 선택하고 (그림 4) "임피던스 검사를 시작"하기.
7. 장치 시작
- 주제 절차를 수행하는 동안, 편안 편안하고 깨어 있어야한다.
- 화면의 하단 부분 (그림 5a)에서 "발사"를 누르십시오.
- 회색 세로 막대 (5C)시와 (5D) tDCS 후 (그림 5b) 전에 전진하고 있는지 확인합니다.
- 전극 임피던스 (그림 5E)을 다시 확인합니다.
- (그림 5 층) 필요한 경우, 어느 순간에 자극을 일시 중단 "취소"를 누르십시오.
8. EEG 데이터를 기록
- EEG 신호가 표시되고 아티팩트 (그림 6, 노란색 대괄호)가없는 있는지 확인하기 위해 화면 상단의 "EEG"를 누르십시오. 신호는 EEG 흔적을 명확히하기 위해 2-15 Hz에서에서 필터링 할 수 있습니다.
- EEG 기록은 곧 아이콘 발사를 누르면 자동으로 시작됩니다.
- 자극하는 동안 지속적인 EEG는 수직 메뉴 막대 (그림 6)에서 지역화 된 세 가지 패널에서 확인할 수 있습니다.
- 시간 영역 (그림 6), 그것은 수신되는 데이터를 볼 다른 시간과 전압 스케일을 선택.
- 스펙트럼 (그림 7) 채널을 선택하고 화면 즉, 파워 스펙트럼을 온라인으로 시각화는 실시간으로 고속 푸리에 변환 (FFT) 분석하여 각 EEG 주파수의 힘을 보여줍니다.
- 스펙트로 그램 (그림 8) : 인포를 얻어서 파워 스펙트럼을 온라인으로 시각화시간의 기능 (시간 - 주파수 분석)로 기록 된 뇌파의 주파수 내용에 대한 TION.
- 앞서 언급 한 옵션 중 하나에서 연구원은 특정 주파수 대역 (표 2)에 EEG 활동 (그림 6, 노란색 사각형)를 필터링 할 수 있습니다. EEG 활동에 tDCS의 효과를 다루는 대부분의 연구는 데이터 분석 (표 3)이 방법을 사용했습니다.
Representative Results
tDCS는 현재 주요 우울증 14, 15, 외상 후 스트레스 장애 16, 음식 17, 마리화나 18, 알코올 19 구역 20 갈망, 고통뿐만 아니라 21, 이명을 포함 다양한 신경 학적 상태에 대한 치료 수단으로 연구되고있다 22, 편두통 23, 간질 24, 파킨슨 병 25, 26, 뇌졸중 재활 27, 28 및인지 장애 6, 29. 표 1은 증거 기반 tDCS는 서로 다른 임상 조건에 대한 치료로 사용되는 몽타주를 전극 보여줍니다.
대부분의 경우, tDCS 후 임상 적 개선은 주로 그 대뇌 피질의 영향에 기인한다. 대뇌 피질의 변화를 정량화하고 가장 자주 사용되는 것들 기능적 자기 공명 영상 (fMRI를) TMS-인덱스 대뇌 피질의 흥분과 electroencepha 있습니다하는 방법에는 여러 가지가 있습니다lography (EEG). fMRI를에 비해, EEG 더 정확하게 신경 활동의 타이밍을 반영, 가난한 공간 해상도,하지만보다 우수한 시간적 해상도 30있다. 또, TMS-인덱스 대뇌 피질의 흥분과 비교 EEG 더 큰 공간 해상도를 제공합니다. 예를 들어, tDCS / EEG 장치를 사용하여, 그것은 tDCS에 대한 응답으로 원시 EEG에 지속적인 변화를 감지 할 수있다. 그림 9는 주로 정수리 부위에서 대뇌 피질의 활동의 감쇠를 보여줍니다 tDCS가 (채널 C3 켠 후 및 C4). 자극 중에 자극에 사용되는 것과 동일한 채널에서 뇌 활동을 기록 할 수 없습니다 있습니다.
EEG에 tDCS의 효과는 최근 (표 3 참조) 여러 저자들에 의해 연구되어왔다, 그러나 한 tDCS와 EEG 병용 31 적용했다. 연구의 대부분은 활성 대에 대한 응답으로 EEG 파워 스펙트럼을 분석하여 tDCS에 따라 크게 EEG 변화를 보였다가짜 tDCS. 파워 스펙트럼 분석하여, EEG 신호는 FFT 분석을 사용하여 순수 주파수 성분의 합으로 분해 할 수 있습니다. 이러한 방법으로, 신호는 각 주파수에서 신호의 전력 (표 2)에 대한 정보를 제공 전력 스펙트럼의 관점에서 분석 할 수 있습니다.
그림 7은 tDCS (바닥에 빨간색 브라켓)시와 FFT 분석 (빨간색 원) 이후 지속적으로 EEG 활동의 대표적인 예를 보여줍니다. 첫 번째 피크 활동 세타 (5-7 Hz에서) 밴드 주파수 (8-10 Hz에서) 알파의 두 번째에 해당합니다. EEG 피크의 진폭은 μV 2로 측정됩니다.
또 다른 예는 Maeoka 등의 연구에서 비롯됩니다. 저자는 알파의 지방 감소와 정신적 스트레스와 결합 배 외측 전두엽 피질의 anodal 자극 후 베타 밴드 진폭의 증가를 발견하는 36.
그림 10
따라서 자동 FFT 분석을 사용하여 (그림 7) 조사 tDCS 동안과 이후 지배적 인 EEG 주파수 활동의 진폭 (델타, 쎄타, 알파, 베타, 감마)를 결정하고 측정 할 수 있습니다. 자극과 다른 실험 조건의 지역에 따라, 특정 EEG 주파수 대역의 진폭은 tDCS (표 3) 후에 변화 할 것으로 예상된다. 사실, tDCS 동안 EEG 기록에 FFT 분석 기능을 추가하면 실시간으로 대뇌 피질의 neuromodulatory 효과를 이해할 수있는 독특한 기회를 제공합니다.
마지막으로, EEG 신호는 시간 - 주파수 기반이라는 기법, 또는 스펙트로 IMA으로 분석 할 수 있습니다GE. 이 기술은 연구 목적으로 유망 간주되었습니다, 그러나 EEG 분석이 유형의 진단 의도에 대해 아직 완전히 검증되지이며,이 목적을 8주의 해석되어야한다.
그림 8은 동일한 장치에 의해 처리 EEG 스펙트럼의 설명 예를 보여줍니다.
그림 1. tDCS 동안 동시 EEG 모니터링에 필요한 재료 목록 : 내오 프렌 모자, 컨트롤 박스, 케이블, 전극, 측정 테이프, 생리 식염수와 블루투스 USB.
그림 2. 두피 11 정점 (의 Cz)의 현지화 : inion에 nasion의 거리를 측정하고 중간 피부를 사용하여 마르크마커.
그림 3. 자극 스크린 샷 :) 전기 자극 모드 (tDCS, TACS, TRNS, 사기), 전기 자극의 B) 총 기간, C) 전극의 위치는 채널에 따라, D) tDCS와 EEG 채널 구성, E) tDCS 올렸 시간; F) EEG 기록 기간.
그림 4. 스크린 샷을 마운트 자극이 시작되기 전에 임피던스 체크 전극.
그림 5. ) 발사 엉덩이 : 스크린 샷을 시작 에, tDCS 앞에 B) 수직 회색 바, C) tDCS 동안 수직 회색 바, tDCS 후 D) 수직 회색 바, 전자) 임피던스 재 점검, F) ABORT 버튼을 클릭합니다.
그림 6. EEG 시간 영역 : 기본 지속적인 EEG 활동을 확인하고 EEG 대역 주파수를 선택 필요한 경우 (오른쪽 하단에 노란색 화살표).
그림 7. EEG 파워 스펙트럼 : 원시 지속적인 EEG 활동을 통해 자동으로 고속 푸리에 변환 (FFT) 분석 (바닥에 빨간색 사각형) 이후 지배적 인 EEG 주파수 대역 (빨간색 원)을 확인합니다.
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그림 8. EEG 스펙트럼 : EEG 신호 (바닥에 빨간색 사각형)도 기반 시간 - 주파수라는 기술을 사용하여 이미지 (적색 원)로 변환 할 수 있습니다.
그림 9. (; 음극 = C4 양극 = C3) anodal tDCS 님의 질문에 답변 정수리 EEG 활동의 감쇠. 자극 중에 자극에 사용되는 것과 동일한 채널에서 뇌 활동을 기록 할 수 없습니다.주의 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 10. EEG 파워 스펙트럼에 tDCS 효과 : 정면 알파 (a)와 베타 주 차이 (B)
| 질병 | 저자 | 양극 전극 위치 | 음극 전극 위치 |
| 불경기 | Boggio 외, 2008;. 놀이의 일종 외, 2012. | DLPFC | 안와 |
| 통증 | Fregni 등., 2006 | M1 | 안와 |
| 행정 | 린덴 등., 2010 | M1 | M1 |
| Boggio 등., 2007 | M1 (받는 측) | 안와 | |
| 안와 | MI (비 영향을받는 쪽) | ||
| 이명 | Fregni 등., 2006 </ TD> | LTA | 안와 |
| 파킨슨 | Benninger 등., 2010 | M1/DLPFC | 유양동 |
| Fregni 등., 2006 | M1 | 안와 | |
| 편두통 | 안탈 등., 2011 | V1 | 오즈 |
| 알코올 남용 | Boggio 등., 2008 | R / L - DLPFC | L / R - DLPFC |
표 1. tDCS는 다른 임상 조건에서 몽타주를 전극 전설 : LTA, 좌측 측두 영역, 왼쪽 L,, V1, 시각 피질, DLPFC, 배 외측 전두엽 피질, M1, 운동 피질, R, 오른쪽..
| 밴드 | 상징 | 주파수 (Hz) | 최고 기록 사이트 | |
| 델타 | δ | 1-4 | 정면 (성인), 후방 (어린이) | 수면의 깊은 단계 (3, 4) |
| 세타 | θ | 5-7 | 두피에 확산 | 졸음 |
| 알파 | α | 8-12 | 후방 지역 | 눈을 감고 함께 깨어 난다 |
| 베타 | β | 13-30 | 정면 | 정신적 노력, 깊은 잠 |
| 감마 | γ | 31-45 | Somato 감각 피질 | 단기 기억 작업과 촉각 자극 |
표 2. EEG 주파수 대역.
| 저자 | 양극 전극 위치 | EEG 채널 (수) | 주요 결과 | |
| Ardolino 등., 2005 | FP1 | C4 | 4 | 정면 델타 세타 밴드의 양자 증가. |
| Keeser 등., 2011 | F3 | FP2 | 25 | 전두엽과 전두엽 델타 밴드의 감소. |
| 마샬 외., 2011 | F3/F4 | Mastoids | 7 | - 비 REM 수면 : 델타 밴드의 정면 감소. - REM 수면 : 감마 밴드의 글로벌 증가. |
| 위스 등., 2011 | F3 | 오른쪽 어깨 | 52 | 델타 밴드의 글로벌 감소. |
| Zaehle 등., 2011 | F3 | Mastoids | 32 | - Anodal : T 지역의 증가heta 및 알파 밴드. - Cathodal : 세타 알파 밴드의 지방 감소. |
| 제이콥슨 외., 2011 | T4-FZ 사이 | FP1 | 27 | 오른쪽 정면 세타 밴드의 감소. |
| Polania 등., 2011 | C3 | FP3 | 62 | - 모든 연구 밴드의 글로벌 동기화. |
| Maeoka 등., 2012 | F3 | FP2 | 128 | 베타와 지방 증가는 알파 밴드를 감소. |
표 3. EEG 기록에 tDCS의 효과를 분석 연구.
Discussion
안전 문제
처음 주제는 tDCS 11 일에 대한 금기에 대한 검사를해야한다. 피부의 무결성에 따라 tDCS에 의한 병변의 증거가 있기 때문에, 피부 병변이나 질병도 확인합니다. tDCS가 강하게 lesioned 영역에 표시되면, 낮은 강도, 즉 0.5-1.0 mA에서 그것을 할 수 있습니다. 그러나이 피부 자극이나 병변을 방지 할 수 있다고 보장 할 수 없습니다. 따라서, 전극에 따라 피부의 상태가 tDCS 2 전후에 검사해야한다.
임피던스와 전극
전극 임피던스는 가능한 한 낮아야한다. 이 내부 및 외부 노이즈의 간섭 또는 왜곡 신호에 대한 위험을 줄일 수 있습니다. 신호 37에 존재하는 어떤 이슈가있을 때마다 임피던스는 다시 확인해야합니다.
모든 전극은 그대로 표면, 좋은 품질이어야합니다. 다시일관성 표면 사용할 전극이 고르지 전류 밀도를 만들 수 있습니다. 모든 표면 전극은 낮은 임피던스를 보장하기 위해 충분한 전도성 젤 적용해야하며, 임피던스는 유물 37 확인해야합니다.
폐쇄 루프 시스템
폐 루프 시스템은 전기 생리학 이상을 진단하고 신속하게 8, 10을 처리 할 수있는 시스템입니다. 예시는 다가오는 발작에 대한 EEG 스파이크 발견이다. 이 원리는 성공적으로 심한 간질 환자에 적용되었습니다. 모렐와 동료 9 뇌 이식 자극기를 사용하여 난치성 간질에 191 과목을 처리하고 중요한 발작 빈도의 감소뿐만 아니라 삶의 질 향상을 관찰했다. 성공에도 불구하고, 침략 절차는 같은 지역의 감염이나 원치 않는 기분이나인지 적 효과 때문에 대안적인로 위험과 합병증과 연관되어ative, 비 침습 방법이 바람직하다. 따라서, 본 디바이스는 신속 신경 생리 학적 진단과 같은 간질 환자 등의 신속한 치료를 필요로하는 환자에 대한 흥미로운 옵션을 나타낼 수 있습니다.
폐 루프 시스템 응용 프로그램은 간질 환자로 제한되지 않을 수 있습니다. 최근 연구의 숫자는 EEG 변화는 다양한 신경 정신 질환 (30)의 마커가 될 수 있다는 것을 제안했다. tDCS와 EEG의 조합을 사용하면 자극의 매개 변수를 최적화하는 데 유용 할 수 있습니다. 이러한 알고리즘은 아직 미개발하지만, EEG 및 tDCS 연구의 결과의 조합은 개발에 도움이 될 수 있습니다.
다른 비 침습 뇌 자극 기법 TMS에 비해, tDCS는 주로하기 때문에 낮은 비용과 상대적으로 이동성의 치료 목적을 위해 훨씬 더 적합한 것으로 간주됩니다. 또한, 미리 정해진 전기와 헤드 캡을 사용하는 시스템을 가지고드 위치는 자극의 위치를 표준화하고 결과를 향상시킬 수 있습니다. 이 장치의 또 다른 장점은 어떤 작가 38, 39에 따라 기존의 자극보다 임상 적으로 우수한 것으로 판명되었습니다 같은 시간에 하나 이상의 사이트를 자극하는 가능성이다.
장치가 분명한 장점을 보여 주지만, 몇 가지 제한이 미래를위한 장치를 개선하기 위해 해결해야합니다. 첫째, 장치 자극하고 (그림 9 참조) 동시에 같은 위치에 EEG 신호를 기록 할 수 없습니다. 둘째, EEG 기록 할 수있는 채널의 수는 낮다. 일반적인 권고는 적절한 EEG 연구 40 안구 운동 아티팩트를 감지하는 전자 oculography에 대한 더 많은 채널 적어도 16 채널을 사용하는 것입니다. 사실, 지난 몇 년 동안 EEG / tDCS 연구 채널 (표 3)의 수를 증가하는 경향이있다. 하지만 채널 마일의 낮은 수대뇌 피질의 흥분에서 동적 변화를 감지의 감성에 영향을 미칠 GHT, 이러한 시스템은 여전히 특정 전극 위치에 대한 알고리즘을 찾는 데 유용 할 수 있습니다.
Disclosures
이 작품은 부분적으로이 문서에서 사용되는 악기를 생산 Neuroelectric, 바르셀로나, 스페인에 의해 지원되었다.
Acknowledgments
PS 브라질, 망토에서 자금 지원을 받았다. 이 작품은 부분적으로 CIMIT에서 교부금으로 지원되었다. 저자는 또한 자신의 기술 지원에 대한 열린 우리당 Fligil에이 원고를 편집 그들의 도움 올리비아 Gozel과 엘레 Chiavetta에 감사드립니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material | |||
| Neoprene HeadCap | Neuroelectrics | NE019 | 1 |
| Neoprene Headband | Neuroelectrics | NE020 | 1 |
| Frontal dry electrode front-end | Neuroelectrics | NE021 | 4 |
| Gel electrode front-end | Neuroelectrics | NE022 | 8 |
| Gel Bottle 60cl | Neuroelectrics | NE016 | 1 |
| Stimulation electrode Pi cm2 | Neuroelectrics | NE024 | 8 |
| Saline solution bottle 100ml | Neuroelectrics | NE033 | 1 |
| Sponge electrode fron-end 25 cm2 | Neuroelectrics | NE026 | 4 |
| Adhesive Electrode Front-end | Neuroelectrics | NE025 | 25 |
| USB Bluetooth Dongle | Neuroelectrics | NE031 | 1 |
| USB card with software | Neuroelectrics | NE015 | 1 |
| Curved Syringe | Neuroelectrics | NE014 | 1 |
| microUSB NECBOX charger | Neuroelectrics | NE013 | 1 |
| Electrode cable | Neuroelectrics | NE017 10 | 1 |
| Material Name | |||
| StarStim NECBOX | Neuroelectrics | NE012 | 1 |
References
- 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, 383-393 (2007).
- Nitsche, M. A., Cohen, L. G. Transcranial direct current stimulation: State of the art. Brain Stimul. 1, 206-223 (2008).
- Nitsche, M. A., Paulus, W. Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans. Neurology. 57, 1899-1901 (2001).
- Kwon, Y. H., Ko, M. H. Primary motor cortex activation by transcranial direct current stimulation in the human brain. Neurosci. Lett. 435, 56-59 (2008).
- Ardolino, G., Bossi, B., Barbieri, S., Priori, A. Non-synaptic mechanisms underlie the after-effects of cathodal transcutaneous direct current stimulation of the human brain. J. Physiol. 568, 653-663 (2005).
- Marshall, L., Kirov, R., Brade, J., Mölle, M., Born, J. Transcranial electrical currents to probe EEG brain rhythms and memory consolidation during sleep in humans. PLoS One. 6, 16905 (2011).
- Brunoni, A. R., Nitsche, M. A. Clinical research with transcranial direct current stimulation (tDCS): challenges and future directions. Brain Stimul. 5, 175-195 (2012).
- Nuwer, M. Assessment of digital EEG, quantitative EEG, and EEG brain mapping: report of the American Academy of Neurology and the American Clinical Neurophysiology Society. Neurology. 49, 277-292 (1997).
- Morrell, M. J. RNS System in Epilepsy Study Group. Responsive cortical stimulation for the treatment of medically intractable partial epilepsy. Neurology. 77, 1295-1304 (2011).
- Berényi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzsáki, G. Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation. Science. 337, 735-737 (2012).
- DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. J. Vis. Exp. (51), e2744 (2011).
- Antal, A., Boros, K., Poreisz, C., Chaieb, L., Terney, D., Paulus, W. Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans. Brain Stimul. 1, 97-105 (2008).
- Terney, D., Chaieb, L., Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation. J. Neurosci. 28, 14147-14155 (2008).
- Boggio, P. S., Rigonatti, S. P. A randomized, double-blind clinical trial on the efficacy of cortical direct current stimulation for the treatment of major depression. Int. J. Neuropsychopharmacol. 11, 249-254 (2008).
- Loo, C. K., Alonzo, A., Martin, D., Mitchell, P. B., Galvez, V., Sachdev, P. Transcranial direct current stimulation for depression: 3-week, randomised, sham-controlled trial. Br. J. Psychiatry. 200, 52-59 (2012).
- Boggio, P. S., Rocha, M. Noninvasive brain stimulation with high-frequency and low-intensity repetitive transcranial magnetic stimulation treatment for posttraumatic stress disorder. J. Clin. Psychiatry. 71, 992-999 (2010).
- Goldman, R. L., Borckardt, J. J. Prefrontal cortex transcranial direct current stimulation (tDCS) temporarily reduces food cravings and increases the self-reported ability to resist food in adults with frequent food craving. Appetite. 56, 741-746 (2011).
- Boggio, P. S., Zaghi, S. Modulation of risk-taking in marijuana users by transcranial direct current stimulation (tDCS) of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). Drug Alcohol Depend. 112, 220-225 (2010).
- Boggio, P. S., Sultani, N. Prefrontal cortex modulation using transcranial DC stimulation reduces alcohol craving: a double-blind, sham-controlled study. Drug Alcohol Depend. 92, 55-60 (2008).
- Fregni, F., Liguori, P. 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, 32-40 (2008).
- Fregni, F., Gimenes, R. A randomized, sham-controlled, proof of principle study of transcranial direct current stimulation for the treatment of pain in fibromyalgia. Arthritis Rheum. 54, 3988-3998 (2006).
- Fregni, F., Marcondes, R. Transient tinnitus suppression induced by repetitive transcranial magnetic stimulation and transcranial direct current stimulation. Eur. J. Neurol. 13, 996-1001 (2006).
- Antal, A., Kriener, N., Lang, N., Boros, K., Paulus, W. Cathodal transcranial direct current stimulation of the visual cortex in the prophylactic treatment of migraine. Cephalalgia. 31, 820-828 (2011).
- Fregni, F., Otachi, P. T. A randomized clinical trial of repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with refractory epilepsy. Ann. Neurol. 60, 447-455 (2006).
- Benninger, D. H., Lomarev, M. Transcranial direct current stimulation for the treatment of Parkinson's disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 81, 1105-1111 (2010).
- Boggio, P. S., Nunes, A. Repeated sessions of noninvasive brain DC stimulation is associated with motor function improvement in stroke patients. Restor. Neurol. Neurosci. 25, 123-129 (2007).
- Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients. Neurology. 75, 2176-2184 (2010).
- Fregni, F., Boggio, P. S. Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory. Exp. Brain Res. 166, 23-30 (2005).
- Shafi, M. M., Westover, M. B., Fox, M. D., Pascual-Leone, A. Exploration and modulation of brain network interactions with noninvasive brain stimulation in combination with neuroimaging. Eur. J. Neurosci. 35, 805-825 (2012).
- Wirth, M., Rahman, R. A. Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on behaviour and electrophysiology of language production. Neuropsychologia. 49, 3989-3998 (2011).
- Keeser, D., Padberg, F. Prefrontal direct current stimulation modulates resting EEG and event-related potentials in healthy subjects: a standardized low resolution tomography (sLORETA) study. Neuroimage. 55, 644-657 (2011).
- Zaehle, T., Sandmann, P., Thorne, J. D., Jäncke, L., Herrmann, C. S. Transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex modulates working memory performance: combined behavioral and electrophysiological evidence. BMC Neurosci. 12, 979-984 (2011).
- Polanía, R., Nitsche, M. A., Paulus, W. Modulating functional connectivity patterns and topological functional organization of the human brain with transcranial direct current stimulation. Hum. Brain Mapp. 32, 1236-1249 (2011).
- Maeoka, H., Matsuo, A., Hiyamizu, M., Morioka, S., Ando, H. Influence of transcranial direct current stimulation of the dorsolateral prefrontal cortex on pain related emotions: a study using electroencephalographic power spectrum analysis. Neurosci. Lett. 512, 12-16 (2012).
- Isley, M. R., Edmonds, H. L. Jr, Stecker, M. American Society of Neurophysiological Monitoring. Guidelines for intraoperative neuromonitoring using raw (analog or digital waveforms) and quantitative electroencephalography: a position statement by the American Society of Neurophysiological Monitoring. J. Clin. Monit. Comput. 23, 369-390 (2009).
- Faria, P., Leal, A., Miranda, P. C. Comparing different electrode configurations using the 10-10 international system in tDCS: a finite element model analysis. Conf Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 1596-1599 (2009).
- Dmochowski, J. P., Datta, A., Bikson, M., Su, Y., Parra, L. C. Optimized multi-electrode stimulation increases focality and intensity at target. J. Neural. Eng. 8, 046011 (2011).
- Flink, R., Pedersen, B. Guidelines for the use of EEG methodology in the diagnosis of epilepsy. International League Against Epilepsy: commission report. Acta Neurol. Scand. 106, 1-7 (2002).
