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Behavior

सेरिबैलम के Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना का उपयोग modulating अनुभूति

Published: February 15, 2015 doi: 10.3791/52302

Abstract

कई अध्ययनों से नियमन करने की संभावना को दिखाना है कि हाल ही में उभरा है, और कुछ मामलों में, Transcranial बिजली के मस्तिष्क की उत्तेजना का उपयोग कर स्मृति और ध्यान काम में शामिल रोमांचक मस्तिष्क क्षेत्रों से संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को बढ़ाने की है। कुछ शोधकर्ताओं ने अब सेरिबैलम संभवतः प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स पर एक दूरस्थ neuromodulatory प्रभाव के माध्यम से, अनुभूति का समर्थन करता है विश्वास करते हैं। इस पत्र में Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना (tDCS) का उपयोग अनुभूति में सेरिबैलम के लिए एक भूमिका की जांच के लिए एक प्रक्रिया है, और पहले से काम कर स्मृति, ध्यान और अनुमस्तिष्क कामकाज को शामिल करने के लिए दिखाया गया है, जो अलग-अलग कार्य कठिनाई की जानकारी प्रसंस्करण कार्यों की एक चयन का वर्णन । एक कार्य पुस्तक श्रवण सीरियल वृद्धि टास्क (Pasat) और इस कार्य के अन्य एक उपन्यास संस्करण पुस्तक श्रवण सीरियल घटाव टास्क (PASST) कहा जाता है कहा जाता है। एक क्रिया पीढ़ी कार्य और उसके दो नियंत्रण (संज्ञा और क्रिया पढ़ने) भी जांच की गई। सभी पांच टीइससे पहले कि प्रतिभागियों के तीन अलग-अलग समूहों द्वारा और सही अनुमस्तिष्क प्रांतस्था पर anodal, cathodal या दिखावा tDCS का उपयोग कर cortico-अनुमस्तिष्क कनेक्टिविटी के मॉडुलन के बाद प्रदर्शन किया गया पूछता है। प्रक्रिया प्रदर्शन (सटीकता, मौखिक प्रतिक्रिया विलंबता और परिवर्तनशीलता) चुनिंदा cathodal उत्तेजना के बाद, लेकिन केवल प्रतिभागियों के लिए मुश्किल है, और आसान नहीं के रूप में मूल्यांकन किया गया है कि कार्य के दौरान सुधार किया जा सकता है कि कैसे को दर्शाता है। प्रदर्शन anodal या नकली उत्तेजना से अपरिवर्तित रहा था। इन निष्कर्षों को छोड़ दिया प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में गतिविधि की संभावना सही अनुमस्तिष्क प्रांतस्था पर cathodal tDCS द्वारा जिले हिचकते है जिससे अनुभूति में सेरिबैलम, के लिए एक भूमिका प्रदर्शित करता है। Transcranial मस्तिष्क उत्तेजना विभिन्न प्रयोगशालाओं और क्लीनिकों में लोकप्रियता में बढ़ रहा है। हालांकि, tDCS के बाद प्रभाव व्यक्तियों और हमेशा नहीं polarity के-विशिष्ट के बीच असंगत हैं, और यहां तक ​​कि task- या लोड विशिष्ट, आगे के अध्ययन की आवश्यकता है, जो सभी के हो सकते हैं। भविष्य के प्रयासों को भी न्यूरो बढ़ाने की दिशा में निर्देशित किया जा सकता हैसंज्ञानात्मक हानि के साथ पेश अनुमस्तिष्क रोगियों में ement एक बार मस्तिष्क उत्तेजना तंत्र की एक बेहतर समझ में उभरा है।

Introduction

विद्युत 100 से अधिक वर्षों के लिए दवा में इस्तेमाल किया गया है। आज, मस्तिष्क की उत्तेजना अधिक बार मोटर और संज्ञानात्मक कार्यों मस्तिष्क और सेरिबैलम, और कैसे इन दो मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच कनेक्शन इन कार्यों का समर्थन द्वारा प्रदर्शन कर रहे हैं के बारे में कैसे परीक्षण परिकल्पना के लिए एक अनुसंधान उपकरण के रूप में विभिन्न प्रयोगशालाओं और क्लीनिकों में किया जा रहा है। सेरिबैलम का संबंध है, इस प्रक्रिया अपेक्षाकृत है क्योंकि अनुभूति में शामिल होने के लिए लगा रहे हैं जो पार्श्व अनुमस्तिष्क गोलार्द्धों, Transcranial बिजली की उत्तेजना के लिए पहुंच रहे हैं, (नीचे देखें) ध्रुवीकरण धाराओं के प्रभाव के प्रति संवेदनशील हैं, और आंशिक रूप क्योंकि है सस्ती और आसान मानव प्रतिभागियों में प्रदर्शन करने के लिए। वर्तमान आलेख में वर्णित मस्तिष्क उत्तेजना प्रक्रिया इस तरह से काम कर रहा स्मृति और ध्यान के रूप में संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं 'अधिक' के बजाय 'कम' संज्ञानात्मक 1 की मांग कर रहे हैं कि कार्य के दौरान हो सकता है सुविधा दर्शाता है कि कैसे। व्याख्याइन कार्य विशेष के परिणामों के व्यावहारिक, मजबूती से Cerebro-अनुमस्तिष्क मार्ग के शरीर क्रिया विज्ञान की समझ के द्वारा विवश कर रहे हैं। न्यूरो वृद्धि प्रभाव, कार्य मुश्किल हो जाता है, तब भी जब भी प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स 2,3,4,5 की बिजली की उत्तेजना के बाद मनाया जाता है।

सेरिबैलम आंदोलनों 6, भविष्यवाणी के समय और क्रियान्वित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। हालांकि, अनुसंधान के विभिन्न लाइनों अब सेरिबैलम संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकते हैं सुझाव है कि। संरचनात्मक डोमेन में, उदाहरण के लिए, कई अध्ययनों प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के क्षेत्रों और (यानी, Cerebro-अनुमस्तिष्क मार्ग) सेरिबैलम के बीच पारस्परिक कनेक्शन 7,8,9,10,11,12 अनुभूति का समर्थन कर सकता है कि सुझाव दिया है। नैदानिक ​​डोमेन में, जिसका लक्षण 'dysmetria सोचा की' परिकल्पना में अवधारणा कर रहे हैं बौद्धिक और भावनात्मक समस्याओं के साथ उपस्थित पीछे सेरिबैलम के विशिष्ट भागों को क्षति के साथ कुछ रोगियों, और13,14,15 'आंदोलन की dysmetria' क्षति के साथ उन मोटर impairments (जैसे, गतिभंग) के साथ वर्तमान और अवधारणा के रूप में सेरिबैलम के कुछ भागों, पूर्वकाल के लिए है, जबकि अनुमस्तिष्क संज्ञानात्मक, भावात्मक सिंड्रोम (CCAS) 'चिकित्सकीय करार दिया। मस्तिष्क इमेजिंग डोमेन, Schmahmann और उनके सहयोगियों ने 16,17 सेरिबैलम के कार्य विशेष क्षेत्रों मैप करने के लिए कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (fMRI) और कार्यात्मक कनेक्टिविटी का इस्तेमाल किया है और कनेक्शन के लिए इन क्षेत्रों मोटर और संज्ञानात्मक कार्यों के दौरान प्रीफ्रंटल पालि के साथ करते हैं।

वे पहले से सेरिबैलम के तथाकथित गैर मोटर क्षेत्रों को सक्रिय करने के लिए दिखाया गया है, क्योंकि इस अध्ययन में प्रस्तुत संज्ञानात्मक कार्यों को चुना गया। लेकिन वे भी मोटर और उन्हें सही ढंग से प्रदर्शन करने के लिए आवश्यक हैं कि मोटर मांगों के संज्ञानात्मक रिश्तेदार के स्तर पर अलग से हासिल की थी, जो संज्ञानात्मक कार्य घटकों, और एक मस्तिष्क उत्तेजना जनसंपर्क के हस्तक्षेप के बाहर विभाजन करने के लिए हमें सक्षमपहले से मस्तिष्क व्यवहार रिश्तों को व्यवस्थित करना दिखाया गया है कि ocedure। मस्तिष्क समारोह और व्यवहार मिलाना करने के लिए हाल के प्रयास खोपड़ी, करार दिया, Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना (tDCS) के पार धाराओं ध्रुवीकरण के उपयोग को शामिल किया है। वास्तव में, चिकित्सकों के चिकित्सकीय परिणाम 18 को प्रोत्साहित करने के साथ 1970 के बाद से रोगी आबादी में प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड के साथ अनुमस्तिष्क कॉर्टेक्स उत्तेजक किया गया है। आज, खोपड़ी भर में मस्तिष्क स्वस्थ प्रतिभागियों में मस्तिष्क व्यवहार रिश्तों के अध्ययन के लिए उपयोगी हो सकता है एहसास हो रहा है उत्तेजक।

मानव में TDCS सामान्य रूप से 15-20 मिनट के लिए खारा लथपथ इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी के माध्यम से लगातार वर्तमान (डीसी) डायरेक्ट (1-2 मा) एक कम पहुंचाने शामिल है। कोई (मस्तिष्क उत्तेजक के लिए एक विशिष्ट इलेक्ट्रोड असेंबल (ब्याज की मस्तिष्क क्षेत्र से अधिक) के सिर पर रखा जा रहा है एक (anodal) इलेक्ट्रोड शामिल हो सकता है, और अन्य (cathodal) इलेक्ट्रोड गाल (मस्तक) या कंधे पर रखा जा रहा हैएन-मस्तक) शरीर के contralateral पक्ष पर। सेरिबैलम उत्तेजक के मामले में दो इलेक्ट्रोड के बीच intracerebral वर्तमान प्रवाह आस-पास के क्षेत्रों (जैसे, विजुअल कोर्टेक्स 19) को अपेक्षाकृत कम कार्यात्मक फैल गया है और neurophysiological और व्यवहार दोनों के उत्पादन, उत्तेजित या अनुमस्तिष्क कॉर्टेक्स 20 में Purkinje कोशिकाओं दबाना सोचा है परिवर्तन। वर्तमान और मनुष्यों में अनुमस्तिष्क-tDCS के प्रभाव के प्रसार मॉडलिंग डेटा से या जानवरों के अध्ययन से, और मोटर कॉर्टेक्स पर अप्रत्यक्ष प्रभाव से inferred रहे हैं। मोटर डोमेन में, प्रभाव भी मोटर प्रांतस्था excitability के 20 पर अनुमस्तिष्क उत्तेजना के परिणामों के सबूत के रूप polarity के विशिष्ट होना करने के लिए दिखाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, anodal उत्तेजना आम तौर पर एक उत्तेजक प्रभाव पड़ता है और Purkinje कोशिकाओं का उत्पादन बढ़ जाता है; cathodal उत्तेजना आम तौर पर एक विपरीत प्रभावी तरीके गया है, सेरेब्रल कॉर्टेक्स को अनुमस्तिष्क नाभिक से facilitatory मार्ग के निषेध में वृद्धिसीटी यानी, अनुमस्तिष्क नाभिक Purkinje सेल अवरोध को कम करने से सेरेब्रल कॉर्टेक्स के जिले निषेध। वानरों में शारीरिक पढ़ाई Purkinje कोशिकाओं उदर-पार्श्व चेतक 21 में एक synaptic रिले के माध्यम से, मोटर और संज्ञानात्मक सर्किट दोनों पर एक facilitatory ड्राइव डालती सकता है कि कैसे प्रकट करते हैं। हालांकि, मनुष्यों में हाल ही में tDCS पढ़ाई anodal-cathodal भेद स्पष्ट नहीं हो सकता है कि सलाह देते हैं। उदाहरण के लिए, मोटर प्रांतस्था पर tDCS के बाद प्रभाव व्यक्तियों के बीच अत्यधिक चर रहे हैं, और हमेशा polarity के विशिष्ट 22 नहीं कर रहे हैं। इसी प्रकार आलोचनाओं भी संज्ञानात्मक डोमेन 23 में परिणाम की दिशा में लगाया जाता है। संज्ञानात्मक कार्यों पर प्रभाव का पता लगाने के लिए और अनुमस्तिष्क-मस्तिष्क अवरोध के कारण मोटर क्षेत्रों पर सेरिबैलम के प्रत्यक्ष प्रभाव (सीबीआई 20) की तुलना में व्याख्या करने के लिए और अधिक मुश्किल हो जाता है यही कारण है कि समझाने के लिए मदद मिल सकती है। इस तरह की टिप्पणियों बेहतर मस्तिष्क stimulat की प्रभावकारिता निर्धारित है कि व्यक्ति के कारकों को समझने के लिए आवश्यकता पर प्रकाश डालाआयन, और मस्तिष्क उत्तेजक के लिए बेहतर प्रोटोकॉल विकसित करने के लिए।

मोटर और संज्ञानात्मक दोनों कार्यों में परिवर्तन cerebello-thalamo-कॉर्टिकल मार्ग 24 की बिजली की उत्तेजना के माध्यम से physiologically प्रशंसनीय हैं। संज्ञानात्मक कार्यों का संबंध है, मौखिक काम कर स्मृति पर अनुमस्तिष्क-tDCS के modulatory प्रभाव 25,26 सूचना दी गई है। और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के क्षेत्रों उत्तेजक से अनुभूति पर स्थायी प्रभाव भी 2,3,4,5 मनाया जाता है। हालांकि, न्यूरॉन्स पर मस्तिष्क की उत्तेजना का मनोवैज्ञानिक प्रभाव व्यवहार के दौरान (ऑन लाइन प्रभाव) का परीक्षण किया जाता है, इस पर निर्भर या उत्तेजना अवधि 27 (बंद लाइन प्रभाव) के बाद अलग-अलग हैं। यह बंद लाइन प्रभाव तंत्रिका गतिविधियों में लंबे समय तक टिकाऊ बदलाव शामिल हो सकता है, जबकि ऑन लाइन प्रभाव, इंट्रासेल्युलर पर्यावरण में परिवर्तन (जैसे।, आयन सांद्रता) और विद्युत ढाल (जैसे, झिल्ली क्षमता) शामिल हो सकते हैं कि सुझाव दिया गया हैTy के कारण बदल इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं के लिए (जैसे, रिसेप्टर plasticity के) 27। tDCS संज्ञानात्मक परीक्षण के दो सत्रों के बीच में लागू किया जाता है, और व्यवहार दो सत्रों के बीच तुलना की जाती है जिससे वर्तमान अध्ययन, बंद लाइन प्रभाव की जांच।

अनुभूति में सेरिबैलम के लिए एक भूमिका की जांच पहले से अनुमस्तिष्क कामकाज को शामिल करने के लिए दिखाया गया है कि कार्यों के उपयोग के द्वारा सहायता प्रदान की है। एक विशेष कार्य अंकगणितीय तर्क और विभाजित ध्यान शामिल है और पुस्तक श्रवण सीरियल वृद्धि टास्क (Pasat 28) कहा जाता है। यह स्वस्थ और रोगी आबादी दोनों में विभिन्न संज्ञानात्मक कार्यों का आकलन करने के लिए बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है। परीक्षण आम तौर पर संख्या को सुनने के लिए प्रतिभागियों को हर 3 सेकंड प्रस्तुत किया है, और वे पहले सुना संख्या (बजाय एक चल कुल दे रही है) को सुन संख्या जोड़ने शामिल है। यह एक चुनौतीपूर्ण काम है और WM, ध्यान और गणित की क्षमता का एक उच्च डिग्री लगाता है। यह भी acti शामिलमस्तिष्क में vity और पीईटी 29 और एमआरआई 30 पर पता चला के रूप में कार्य की विशेष रूप से इन तत्वों के साथ जुड़े सेरिबैलम। अधिक संज्ञानात्मक मुश्किल है और हाल के एक अध्ययन में 31 में दूसरों के द्वारा की पुष्टि के रूप में attentionally (काम की मांग करने के लिए, मूल निर्देश प्रतिभागियों को वे पहले सुना संख्या से सुनने संख्या घटाना करने के लिए आवश्यक थे। हम इस नए कार्य को फोन पर इतनी बदल गया पुस्तक श्रवण, और यह काम कठिनाई के व्यक्तिपरक रेटिंग और काफी लंबे समय तक प्रतिक्रिया समय एक के सबूत के रूप Pasat से प्रदर्शन करने के लिए और अधिक कठिन है। काम के दोनों संस्करणों की है कि एक और संज्ञानात्मक मुश्किल था और इसलिए शामिल थे घटाव टास्क (PASST 1) सीरियल मोटर मांगों (गुप्त भाषण संचालन) कार्यों के बीच बराबर थे, जबकि attentionally, अन्य की तुलना में प्रदर्शन करने की मांग की। सेरिबैलम अनुभूति में शामिल है, तो tDCS के साथ अपने कार्य perturbing इस एस की भूमिका के साथ हस्तक्षेप कर सकता हैPASST पर प्रदर्शन के दौरान tructure, लेकिन जरूरी नहीं कि Pasat पर।

अनुभूति के भाषण और भाषा पहलुओं के दौरान सेरिबैलम के लिए एक भूमिका की जांच करने के लिए बड़े पैमाने पर इस्तेमाल एक और काम क्रिया जनरेशन टास्क (VGT 32,33,34,35,36,37) है। Pasat की तरह, यह स्वस्थ और रोगी आबादी में मौखिक काम कर स्मृति परीक्षण करने के लिए बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया गया है। असल में, VGT प्रतिभागियों को जोर से संज्ञाओं पढ़ा जिससे एक नियंत्रण कार्य पर प्रदर्शन के साथ तुलना में, एक नेत्रहीन प्रस्तुत संज्ञा (जैसे, कार) के जवाब में जोर से एक क्रिया (उदाहरण के लिए, ड्राइव) कहने के लिए भाग की आवश्यकता है। सृजन क्रिया और पढ़ने संज्ञाएं समान अवधारणात्मक और मोटर मांग है, लेकिन अलग मौखिक WM मांगों (यानी, ग्रेटर अर्थ विश्लेषण)। और एक Cerebro-अनुमस्तिष्क नेटवर्क में अधिक से अधिक गतिविधि संज्ञाएं 34,35,36 के पढ़ने के साथ तुलना में क्रियाएँ को पैदा करने के साथ जुड़ा हुआ है। शब्दों को भी अधिक तेजी से (भड़काना का एक प्रभाव) कार्य कर रहे हैं जब उत्पन्न कर रहे हैंपीईटी 33 और fMRI 37 पर मनाया के रूप में ही (एक यादृच्छिक क्रम में) शब्द ब्लॉकों के पार, और Cerebro-अनुमस्तिष्क गतिविधि बढ़ जाती है का उपयोग करते हुए दोहराया।

इस लेख में, एक प्रक्रिया अलग-अलग कठिनाई के दो अंकगणित (प्रयोग) और तीन भाषा कार्यों (प्रयोग दो), के जो तीन अलग-अलग समूहों के साथ एक साथ, अनुभूति में यह मस्तिष्क संरचना के लिए एक भूमिका की जांच के लिए सेरिबैलम से अधिक tDCS लागू करने के लिए वर्णन किया गया है प्रतिभागियों के पहले और उत्तेजना की अवधि के बाद प्रदर्शन किया। हम और अधिक कार्य की मांग पर कि प्रदर्शन (यानी, PASST और क्रिया पीढ़ी) कम कार्य की मांग पर प्रदर्शन की तुलना में tDCS (बंद लाइन प्रभाव) (Pasat और संज्ञा से अधिक प्रभावित होगा, अनुभूति में सेरिबैलम के लिए एक भूमिका दी, धारणा / क्रिया पढ़ने)।

Protocol

नोट: सभी प्रतिभागियों को सूचित सहमति दे दी है और अध्ययन बर्मिंघम आचार समिति के विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया था।

1. tDCS screeningquestionnaire (परिशिष्ट 1) सूचना पत्रक पढ़ा है और पूरा करने के लिए भागीदार पूछो, और प्रदर्शन कर tDCS के लिए कोई मतभेद रहे हैं, तो सहमति पत्र पर हस्ताक्षर करने के लिए उन्हें पूछना।

2. प्रयोग एक (गणना कार्यों) प्रदर्शन और (सत्र एक) से पहले, छद्म यादृच्छिक क्रम में, एक के बाद एक दो (भाषा कार्यों) प्रयोग और (सत्र दो) distractions से कम करने के लिए एक शांत कमरे में उत्तेजना की अवधि और बाद बंद लाइन गणना कर रहे हैं, जो श्रवण प्रतिक्रिया समय, की सटीक रिकॉर्डिंग की अनुमति है।

3. प्रयोग एक में, (सामग्री / उपकरण की तालिका) एक हेडसेट से अधिक श्रवण उत्तेजनाओं (यानी।, संख्या) प्रस्तुत करते हैं। प्रयोग दो में, एक कंप्यूटर स्क्रीन पर दृश्य उत्तेजनाओं (यानी, शब्द) प्रस्तुत करते हैं। दोनों प्रयोगों में, गेट headseप्रतिभागियों को 'श्रवण प्रतिक्रियाओं के आयाम द्वारा टी माइक्रोफोन।
नोट: सभी कार्यों को कंप्यूटरीकृत कर रहे थे और उत्तेजना प्रस्तुति और रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर (सामग्री / उपकरण की तालिका) द्वारा नियंत्रित एक लैपटॉप कंप्यूटर पर भाग गया।

अंत में 4. प्रतिभागियों को अध्ययन (यानी, पूछताछ) के प्रयोजन की व्याख्या, और 1 (आसान) के पैमाने पर प्रत्येक कार्य की कठिनाई को रेट करने के लिए उन्हें पूछ - 10 (हार्ड)। इसके अलावा, कम से कम 7 दिनों के लिए एक और मस्तिष्क की उत्तेजना प्रयोग में भाग लेने के लिए, और वे tDCS के किसी भी प्रतिकूल प्रभाव को महसूस करना चाहिए कि अगर प्रयोगकर्ता संपर्क करने के लिए नहीं प्रतिभागियों को समझाओ।

5. प्रयोग एक (गणना कार्य)

5.1) पुस्तक श्रवण सीरियल जुड़ाव कार्य प्रदर्शन

नोट: Pasat 3 सेकंड और एक दो सेकंड संस्करण में आता है।

  1. क्रमशः इसके अलावा कार्य और घटाव कार्य के लिए 3 सेकंड और 2 सेकंड संस्करणों में निहित 60 प्रत्येक आइटम का उपयोग करें। Furthermअयस्क, उत्तेजना अवधि (सत्र एक) से पहले Pasat-फार्म एक पर वस्तुओं का उपयोग करें, और उत्तेजना अवधि (सत्र दो) के बाद Pasat-फार्म बी पर आइटम,।
    नोट: प्रतिभागियों Pasat और PASST प्रदर्शन जिस क्रम में counterbalance, तो एक काम पर कि प्रदर्शन अन्य के लिए स्थानांतरण नहीं करता है।
  2. उसके बाद कंप्यूटर स्क्रीन के सामने प्रतिभागी बैठते हैं और वे हेडसेट के माध्यम से संख्या की एक श्रृंखला सुनने के लिए जा रहे हैं कि उन्हें समझा है, और वे नंबर जोड़ने के लिए आवश्यक हो जाएगा कि वे इसे तुरंत पहले सुना संख्या को सुना, और जवाब vocalise, और यह (और एक चल कुल देने के लिए नहीं) से पहले एक करने के लिए वे सुन नंबर जोड़ने के लिए जारी है। कार्य शुरू करने से पहले प्रतिभागी के मुंह के सामने माइक्रोफोन स्थिति।
  3. कार्य शुरू करें और औपचारिक रूप से Pasat प्रदर्शन करने के लिए बताते हैं कि कैसे जो कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रस्तुत कर रहे हैं कि मानक निर्देशों को पढ़ने के लिए भागीदार पूछो। अंजाम देनाप्रतिभागी एक बार कार्य पूरी तरह से निर्देश समझ में आ गया है।
    ध्यान दें: एक प्रश्न के लिखित उदाहरण भी उन्हें प्रस्तुत किया है। इन निर्देशों कार्य के मूल संस्करण के उन लोगों के लिए समान हैं।
  4. कार्य के दौरान, बाद में सत्यापन के लिए मुद्रित स्कोर शीट (परिशिष्ट 2) पर प्रत्येक जवाब लिखो। प्रतिभागी एक गलत जवाब देता है या प्रतिक्रिया करने में विफल रहता है अगर कोई स्कोर दे। कार्य पीछा किया जा सकता है कि (वैकल्पिक रूप से लाउडस्पीकरों के माध्यम से प्रयोग वर्तमान), और बदले में प्रत्येक सही उत्तर के निशान ताकि उत्तेजनाओं श्रव्य हैं सुनिश्चित करें।
  5. प्रतिभागियों को बात करते हैं और / या मौखिक गणना प्रदर्शन के लिए नहीं बता (या प्रदर्शन की सहायता के लिए उंगलियों का उपयोग करें) कार्य के दौरान और एक ही जवाब जोर से बात की जानी चाहिए।

5.2) पुस्तक श्रवण सीरियल घटाव कार्य प्रदर्शन

  1. घटाव कार्य के लिए निर्देश (PASST) कर रहे हैं वे इस समय को छोड़कर, इसके अलावा कार्य (Pasat) के लिए ही कर रहे हैं कि प्रतिभागियों को बताएँवे इसे तुरंत पहले सुना संख्या से सुनने संख्या घटाना, और फिर जवाब vocalise, और इसे तुरंत से पहले वे एक से सुनने संख्या घटाना करने के लिए जारी करने के लिए आवश्यक है (और एक चल कुल देने के लिए नहीं)। फिर, माइक्रोफोन दूर भागीदार के मुंह से नहीं ले जाया गया है सुनिश्चित करें।
  2. प्रतिभागी घटाव कार्य से संबंधित कंप्यूटर स्क्रीन पर उन्हें प्रस्तुत निर्देशों को पढ़ने के लिए, और उन्हें पूरी तरह से समझ में आ गया है एक बार - कार्य के लिए बाहर ले। फिर, मौखिक रूप से या उंगलियों की सहायता से गणना प्रदर्शन के लिए नहीं प्रतिभागियों को याद दिलाना।

5.3) अभ्यास सत्र (Pasat और PASST Perforing)

ध्यान दें: एक अभ्यास सत्र में भाग लेने वालों की छत प्रभाव से बचने के लिए एक निश्चित सीमा के भीतर कार्य कर सकते हैं, जिस पर दर निर्धारित करने के लिए प्रयोग एक में प्रत्येक कार्य से बाहर ले जाने के लिए पहले प्रत्येक भागीदार द्वारा किया जाता है। पी के दौरान 45 आइटम शामिल करके इस लक्ष्य को हासिलractice (मूल 10 आइटम के लिए विरोध)।

  1. वे Pasat और / या ऊपर वर्णित के रूप में (कार्य पहली बार प्रदर्शन किया जा रहा है, जिस पर निर्भर करता है) PASST प्रदर्शन करने के लिए जा रहे हैं कि प्रतिभागी को समझाओ। केवल अभ्यास सत्र के दौरान, 4.2-1.8 सेकंड के अंतराल सीमा के बीच, पांच आइटम के हर ब्लॉक के बाद 300 मिसे द्वारा अंतर-उत्तेजना अंतराल को कम करने से श्रवण आइटम की प्रस्तुति की दर में वृद्धि।
  2. अभ्यास के दौरान लगातार 3 त्रुटियों बनाने के लिए (लेकिन उन्हें अभ्यास सत्र खत्म करने के लिए अनुमति देते हैं), और कार्य के दौरान इस कट ऑफ बिंदु पूर्ववर्ती दर का उपयोग करने के लिए भागीदार के कारण होता है कि प्रस्तुति दर पर ध्यान दें।
  3. प्रत्येक भागीदार के लिए प्रोत्साहन प्रस्तुति दर का चयन करें, और सत्र एक और दो ​​(यानी।, पहले और उत्तेजना के बाद) के बीच इस दर को बनाए रखने। प्रतिभागी प्रत्येक कार्य (लगभग 30 सेकंड) के बीच एक छोटा ब्रेक दे।

6. experiement दो (भाषा कार्य)

60.1) क्रिया जनरेशन कार्य प्रदर्शन

नोट: क्रिया पढ़ने कार्य में प्रस्तुत शब्दों क्रिया पीढ़ी कार्य में प्रधानमंत्री नहीं एक तेज प्रतिक्रिया करना इतना है कि संज्ञा पढ़ने, क्रिया पीढ़ी और (एक छोटा ब्रेक से विभाजित) इस क्रम में क्रिया पढ़ने कार्य करते हैं। प्रत्येक कार्य के तीन अभ्यास शब्दों और 10 परीक्षणों के 6 ब्लॉक से बना है।

  1. उपकरण / हाथ या पैर के साथ चालाकी से किया जा सकता है कि वस्तुओं, और उपकरणों के साथ प्रदर्शन कार्यों से संबंधित 40 ठोस verbs के लिए संबंधित 40 ठोस संज्ञाओं की एक सूची का निर्माण / प्रतिभागियों के एक स्वतंत्र समूह से वस्तुओं को एक ही संज्ञा-क्रिया जोड़े उत्पन्न कर रहे हैं जिससे पोप और Miall एक के रूप में आधे से अधिक समूह से। एक ही प्रतिक्रियाएं उत्पन्न कि संज्ञा-क्रिया जोड़े बचें (जैसे, रात के खाने-खाने सेब खाने) या मानवीय कार्यों (जैसे, ओवन सेंकना) से संबंधित नहीं है। वर्तमान आधा सत्र एक में शब्दों और सत्र में दो अन्य आधा।
  2. भाग लेने के लिए समझाने की है कि वे जप्रस्तुत संज्ञा (जैसे कार) के जवाब में एक उपयुक्त क्रिया (उदाहरण के लिए, ड्राइव) कहने के लिए AVE। कार्य की शुरुआत में प्रतिभागियों को इस संज्ञा-क्रिया संबंध स्पष्ट।
  3. ब्लॉक 1-5 (दोहराया शब्द) में एक अलग यादृच्छिक क्रम में कंप्यूटर स्क्रीन पर केन्द्र शब्द मौजूद है, और ब्लॉक 6 (उपन्यास शब्द) में नए शब्दों को प्रस्तुत करते हैं। माइक्रोफोन एक प्रतिक्रिया का पता लगाता है जब प्रत्येक शब्द अगले शब्द की जगह है सुनिश्चित करें।
    नोट: सत्र एक और दो में शब्द सूची से अलग कर रहे हैं, और प्रतिभागियों के बीच counterbalanced सुनिश्चित करें।
  4. कार्य शुरू करें और औपचारिक रूप से क्रिया पीढ़ी कार्य को करने के लिए बताते हैं जो कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रस्तुत कर रहे हैं कि मानक निर्देशों को पढ़ने के लिए भागीदार पूछो।
  5. प्रतिभागी पूरी तरह से कार्य समझ में आ गया है, मुंह के सामने माइक्रोफोन की स्थिति, और जैसे ही वे कंप्यूटर स्क्रीन पर दिखाई देते हैं के रूप में शब्दों का उत्पादन करने के लिए उन्हें हिदायत।
  6. नीचे लिखें या हर जवाब में बात को रिकॉर्डएन जोर से बाद के सत्यापन के लिए भागीदार के द्वारा। किसी भी त्रुटि या चूक प्रतिक्रियाओं का एक नोट करें।

6.2) संज्ञा और क्रिया पढ़ना कार्यों का प्रदर्शन

नोट: क्रिया पीढ़ी कार्य के रूप में एक ही तरीके से शब्दों प्रस्तुत करें। प्रतिभागियों क्रिया पढ़ने कार्य में संज्ञा पठन कार्य में संज्ञाएं, और verbs पढ़ें।

  1. दोनों को पढ़ने के कार्यों के लिए, यह कंप्यूटर स्क्रीन पर प्रकट होता है के रूप में जोर के रूप में जल्द ही प्रत्येक शब्द पढ़ने के लिए भागीदार हिदायत।
  2. प्रतिभागी शब्दों जोर से पढ़ा जा रहा है के रूप में स्क्रीन पर देख कर दोनों को पढ़ने के कार्य के दौरान सही ढंग से प्रत्येक शब्द पढ़ा है कि जाँच करें।
    नोट: माइक्रोफोन की स्थिति कार्यों के बीच में भागीदार के मुंह से नहीं ले जाया गया है कि सुनिश्चित करें।

7. अनुमस्तिष्क tDCS प्रदर्शन

नोट: TDCS मनुष्यों में उपयोग करने के लिए सुरक्षित माना जाता है। हालांकि, इस अध्ययन में tDCS प्रशासन के शोधकर्ता एक पहली aider के था। यह एडीवी हैवे प्रक्रिया के दौरान बेहोश / अस्वस्थ महसूस अगर प्रतिभागियों को 'सुरक्षा से समझौता नहीं किया गया है कि यह सुनिश्चित करने के लिए, tDCS जब प्रदर्शन isable एक पहली aider के हाथ में है। TDCS का प्रबंध जब पहुंच से बाहर एक भागीदार छोड़ दें।

  1. Presoak दो स्पंज इलेक्ट्रोड (सतह क्षेत्र = 25 सेमी 2) एक मानक 0.9% सोडियम क्लोराइड खारा समाधान में वे संतृप्त कर रहे हैं जब तक।
  2. सही अनुमस्तिष्क प्रांतस्था पर उत्तेजक (anodal) उत्तेजना के प्रशासन के लिए, लाल इलेक्ट्रोड, के तहत 1 सेमी, और पश्चकपाल हड्डी (Inion) के सबसे प्रमुख प्रक्षेपण के अधिकार के लिए 4 सेमी जगह है।
    नोट: सिर पर इस पार्श्व स्थिति अनुमस्तिष्क लोब्यूल सातवीं के स्थान अनुमान लगाती है।
  3. इलेक्ट्रोड असेंबल को पूरा करने के लिए, तिकोना पेशी पर दाएँ कंधे पर संदर्भ या cathodal इलेक्ट्रोड (नीला) रखें।
  4. (निरोधात्मक (cathodal) उत्तेजना प्रशासन उपरोक्त प्रक्रिया दोहराने और दो ​​दौर स्पंज इलेक्ट्रोड अन्य तरह की स्थिति के लिए यानी,सिर पर नीला इलेक्ट्रोड और कंधे पर लाल इलेक्ट्रोड) रखें।
  5. 20 मिनट के बजाय उत्तेजना चालू करने के लिए (15 मिसे भर में हर 550 मिसे जैसे, 110 UA) छद्म उत्तेजना देने, नकली tDCS प्रशासन। इसके बाद के संस्करण के रूप में ही दो इलेक्ट्रोड स्थिति, लेकिन नकली समूह में प्रतिभागियों के बीच लाल और नीले रंग इलेक्ट्रोड की स्थिति counterbalance।
  6. रबर पट्टियों या आत्म पक्षपाती की चादर के साथ सिर और ऊपरी भुजा के लिए मजबूती से गीला इलेक्ट्रोड सुरक्षित। खारा समाधान टपकता एमओपी भागीदार की गर्दन के पीछे के आसपास कुछ कागज तौलिया रखें।
    नोट: वे सुरक्षित किया गया है के बाद इलेक्ट्रोड का इरादा स्थिति नहीं ले जाया गया है कि जाँच करें। इष्टतम इलेक्ट्रोड-त्वचा इंटरफ़ेस सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोड बालों पर खोपड़ी पर फ्लैट रखा है, और नहीं कर रहे हैं सुनिश्चित करें।
  7. क्रमश: प्रत्येक उत्तेजना हस्तक्षेप वृद्धि और कमी, 10 सेकंड 38,39 से अधिक एक रैंप की तरह ढंग से डीसी वर्तमान शुरुआत और ऑफसेट।2 मा उत्तेजना की तीव्रता सेट और एक विश्वसनीय वर्तमान विनियमित डीसी उत्तेजक (सामग्री / उपकरण की तालिका) का उपयोग करते हुए 20 मिनट के लिए देने के लिए।
    नोट: इस तीव्रता दूसरों 25 द्वारा प्रयोग किया जाता है कि इसी तरह है, और अच्छी तरह से ऊतकों को नुकसान 41 पैदा करने के लिए सीमा से नीचे, प्रदर्शन 40 का एक सुरक्षित स्तर माना जाता है।
  8. ताकि संभावित प्रयोग के परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं कि confounding चर शुरू करने से बचने के लिए, उत्तेजना की अवधि के दौरान आराम / आराम करने के लिए भागीदार बताओ, और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग करने से उन्हें हतोत्साहित करते हैं।
    नोट: प्रतिभागियों को एक पर एक हल्के खुजली सनसनी या दोनों इलेक्ट्रोड साइटों (और / या मुंह में एक धातु स्वाद) उत्तेजना वर्तमान शुरू होता है जब महसूस करने के लिए यह आम बात है। Unperceived tDCS छोड़ने - इन अनुभूतियां कुछ सेकंड के बाद गायब हो जाते हैं कि प्रतिभागियों को आश्वस्त।
  9. छद्म यादृच्छिक ORD में प्रतिभागियों की तीन अलग-अलग समूहों के लिए anodal, cathodal या नकली उत्तेजना लागू करेंईआर (बीच-प्रतिभागियों, असंबंधित नमूने)। प्रतिभागियों की कुल संख्या, लिंग और औसत उम्र पोप और Miall एक के रूप में समूहों के बीच तुलनीय है कि सुनिश्चित करें।

8. के ​​बाद मस्तिष्क की उत्तेजना, Pasat (चरणों 5.1-5.1.5) और एक प्रतिभार क्रम में PASST (चरणों 5.2-5.2.2), और संज्ञा और क्रिया पठन कार्य (चरणों 6.2-6.2.2) और दोहराने क्रिया पीढ़ी कार्य इस क्रम में (चरणों 6.1-6.1.6)। प्रयोग एक (गणना कार्यों) प्रदर्शन और छद्म यादृच्छिक क्रम में दो (भाषा कार्यों) प्रयोग। मस्तिष्क stimuation निम्न या तो काम पर अभ्यास प्रदान नहीं करते हैं।

नोट: अनुभूति के अन्य अध्ययनों में, असली और नकली उत्तेजना ही पलटन को लागू किया गया है कम से कम 5-7 दिन 25,26 के एक धोने-आउट अवधि के द्वारा अलग, (संबंधित नमूनों-प्रतिभागियों के भीतर)। हालांकि, नकली और असली उत्तेजना फर्क उच्च मौजूदा ताकत 42 में आसान है। इस के साथ एक में समस्याग्रस्त हो सकता हैमें प्रतिभागियों के डिजाइन, लेकिन यहाँ नहीं वर्णित के रूप में एक के बीच-प्रतिभागियों के डिजाइन में है।

Representative Results

डेटा विश्लेषण

प्रयोग एक में, परिणाम सही प्रतिक्रियाओं या सटीकता स्कोर की संख्या के मामले में विश्लेषण किया गया दोनों कार्यों के लिए, और मतलब है और अलग मिश्रित ANOVAs का उपयोग करते हुए 'प्रतिभागियों को मौखिक प्रतिक्रिया समय की परिवर्तनशीलता (मानक विचलन) ((प्रतिशत सही रूप में व्यक्त) PASST बनाम Pasat), सत्र के बीच () समूह (anodal, cathodal या नकली के बाद बनाम पहले) और पार। प्रयोग दो में, मतलब और 'प्रतिभागियों को मौखिक प्रतिक्रियाओं की परिवर्तनशीलता प्रत्येक कार्य (क्रिया के भीतर अलग मिश्रित ANOVAs का उपयोग करते हुए दोहराया शब्दों की (ब्लॉक) 5 (ब्लॉक 1) पहली और आखिरी सेट (सीखने की कुल राशि) के बीच उन्हें तुलना द्वारा विश्लेषण किया गया बनाम पहले क्रिया पढ़ने बनाम पीढ़ी बनाम संज्ञा पढ़ने), सत्र (के बाद) और समूह (anodal, cathodal या नकली)। गलत जवाब से परिणाम प्रयोग दो ही में (मतलब के + 2SD से अधिक) लंबे समय तक रहे थे कि जवाब के साथ एक साथ, सभी डेटा विश्लेषण से बाहर रखा गया था।

"ove_content> प्रयोग एक (अंकगणित कार्य)

उत्तेजना प्रस्तुति दर

एकाधिक तुलना के लिए समायोजित जोड़ी वार टी परीक्षण अभ्यास के दौरान स्थापित भागीदार विशिष्ट प्रोत्साहन प्रस्तुति दरों तीन समूहों (दिखावा, anodal और cathodal समूहों, 2.56, 2.50 और 2.49 सेकंड के बीच काफी अलग नहीं किया था कि इस बात की पुष्टि, क्रमशः, 2 एफ, 63 = 0.23 पी = 0.79)।

सटीकता स्कोर

सही उत्तरों की संख्या संभवतः कारण अभ्यास सत्र एक (76.30%) पर (चित्रा 1) के साथ तुलना सत्र दो (84.47%) पर वृद्धि हुई है, लेकिन बहुत अधिक बनाम बाद anodal से cathodal (77.50 बनाम 89.32%), (77.80 के बाद । 82.80%) या नकली (एनोवा के साथ महत्वपूर्ण था कि एक टास्क एक्स सत्र एक्स समूह बातचीत के द्वारा की पुष्टि के रूप में 77.81 बनाम 80.91%) उत्तेजना, (एफ 2,63 = 4.61, पी <0.05)।

चित्र 1
चित्रा 1:। पहले और अनुमस्तिष्क tDCS के बाद सटीकता स्कोर को सही प्रतिक्रियाओं की संख्या चुनिंदा सत्र दो (के बाद उत्तेजना), के लिए सत्र एक (पूर्व उत्तेजना) से cathodal उत्तेजना के बाद सुधार काफी अधिक (1 SEM, एन = 20 मतलब है) इसके अलावा कार्य (Pasat) की तुलना में घटाव कार्य (PASST) में। तारक को सही बनती तुलना के साथ प्रगट रूप में महत्वपूर्ण मतभेद (पी <0.05) दिखा। यह आंकड़ा पोप और Miall एक से संशोधित किया गया है।

मौखिक प्रतिक्रिया समय

(; एफ 1,57 = 11.70, पी <0.001 1372 बनाम 1447 मिसे), और तो और अधिक tDCS (1446 बनाम 1374 मिसे के बाद, सही जवाब PASST के दौरान की तुलना Pasat के दौरान काफी तेजी थे एफ 1,57 = 36.43, पी <0.001)। दरअसल, समूह बातचीत के द्वारा सत्र से कार्य बनाम (एफ 1,57 = 2.65, पी = 0.08), PASST दौरान प्रतिक्रिया समय के बाद anodal से, cathodal उत्तेजना (1509 बनाम 1322 मिसे) के बाद और अधिक कमी आई है जिससे (1491 लगभग महत्वपूर्ण था । 1427 मिसे) या नकली (1504 बनाम 1427 मिसे) उत्तेजना। इस प्रवृत्ति Pasat के दौरान स्पष्ट नहीं था।

प्रतिक्रिया समय परिवर्तनशीलता

प्रतिक्रिया समय की निरंतरता भी काफी सत्र एक (386 मिसे) और दोनों के बीच की कमी हुई (354 मिसे, एफ 1,57 = 16.86, पी <0.001) चित्रा 2B में दिखाया गया है। विशेष हित के कार्य सत्र समूह बातचीत के महत्वपूर्ण था एक्स (एफ 2,57 = 11.16, पी <0.001) एक्स। इस परिणाम PASST दौरान प्रतिक्रिया समय परिवर्तनशीलता cathodal (403 बनाम के बाद और अधिक की कमी हुई है कि पता चलता है273 मिसे), की तुलना में anodal (418 बनाम 398 मिसे) या नकली (396 बनाम 368 मिसे) के बाद। प्रतिक्रिया समय परिवर्तनशीलता में कमी के अलावा कार्य के दौरान तीन उत्तेजना समूहों में बराबर था।

चित्र 2
चित्रा 2: पहले और अनुमस्तिष्क tDCS के बाद (ए) मतलब मौखिक प्रतिक्रिया समय। 'प्रतिभागियों को मौखिक प्रतिक्रिया समय का मतलब में चुनिंदा नहीं काफी हालांकि, सत्र के लिए सत्र एक (पूर्व उत्तेजना) से cathodal उत्तेजना दो (के बाद उत्तेजना) के बाद सुधार (पी = 0.08) (1 SEM, एन = 20 मतलब है) इसके अलावा कार्य में से घटाव कार्य। यह आंकड़ा पोप और Miall 1। (बी) के पहले और अनुमस्तिष्क tDCS के बाद मौखिक प्रतिक्रिया समय परिवर्तनशीलता से संशोधित किया गया है। 'प्रतिभागियों को मौखिक प्रतिक्रिया समय की परिवर्तनशीलता (मानक विचलन) (1 SEM के मतलब, एन = 20) चुनिंदा में सुधारकाफी घटाव के दौरान सत्र के बीच cathodal उत्तेजना के बाद, लेकिन नहीं इसके अलावा दौरान डी। यह आंकड़ा पोप और Miall एक से संशोधित किया गया है।

दो (भाषा कार्य) प्रयोग

मीन कुल लर्निंग

ब्लॉक 1-5 के बीच शिक्षा का एक प्रभाव प्रत्येक भागीदार के लिए गणना की और क्रिया पीढ़ी कार्य के दौरान संज्ञा (0.03 सेकंड) और क्रिया (0.03 सेकंड) पढ़ने के कार्य के दौरान तुलनीय है, लेकिन अधिक से अधिक हो पाया था (0.20 सेकंड [3 चित्र देखें] ) कार्य का एक महत्वपूर्ण मुख्य प्रभाव (एफ 2,56 = 67.17, पी <0.001) से पता चला। दिलचस्प है, एक महत्वपूर्ण सत्र एक्स टास्क एक्स समूह बातचीत, (एफ 4114 = 2.44, पी = 0.05) tDCS चुनिंदा नहीं बल्कि बाद anodal, cathodal के बाद क्रिया पीढ़ी कार्य (0.18 बनाम 0.31 सेकंड) पर सत्र के बीच सीखने में सुधार सुझाव दिया है कि (0.18 बनाम 0.17 सेकंड) या नकली (0.17 बनाम 0.19 सेकंड)।

चित्र तीन
चित्रा 3:। ब्लॉकों 1-5 संज्ञा (एनआर) पढ़ने, क्रिया के दौरान की तुलना में, क्रिया पीढ़ी (वीजी) कार्य के दौरान tDCS के बाद तेजी से थे के बीच दोहराया ब्लॉकों के बीच कुल सीखने मतलब मतलब प्रतिक्रियाएं (1 SEM, एन = 20 मतलब है) (वीआर) कार्यों पढ़ने। तारक को सही बनती तुलना के साथ प्रगट रूप में महत्वपूर्ण मतभेद (पी <0.05) दिखा। यह आंकड़ा पोप और Miall एक से संशोधित किया गया है।

कुल सीखने की परिवर्तनशीलता

ब्लॉक 1-5 के बीच सीखने की निरंतरता भी (चित्रा 4 देखें) अभिकलन, और चुनिंदा cathodal (0.08 बनाम 0.19 सेकंड) के बाद क्रिया पीढ़ी कार्य के दौरान सुधार हो पाया था, लेकिन बाद नहीं anodal (0.08 बनाम 0.08 सेकंड) या नकली (0.08 बनाम 0.06 सेकंड) tDCS एक signif द्वारा चिह्नित के रूप मेंicant सत्र कार्य समूह संपर्क, (एफ 4114 = 2.23 पी <0.05) एक्स एक्स।

चित्रा 4
चित्रा 4:। दोहराया ब्लॉकों के बीच कुल सीखने की परिवर्तनशीलता प्रतिक्रियाओं की परिवर्तनशीलता ब्लॉकों 1-5 पढ़ने संज्ञा दौरान की तुलना में, क्रिया पीढ़ी (वीजी) कार्य के दौरान tDCS के बाद और अधिक संगत कर रहे थे के बीच ((20 एसडी एक SEM के मतलब, एन =) एनआर), क्रिया पढ़ने (वीआर) कार्यों। तारक को सही बनती तुलना के साथ प्रगट रूप में महत्वपूर्ण मतभेद (पी <0.05) दिखा। यह आंकड़ा पोप और Miall एक से संशोधित किया गया है।

Discussion

TDCS मस्तिष्क व्यवहार रिश्तों के अध्ययन के लिए हाल के वर्षों में एक लोकप्रिय उपकरण बन गया है। वर्तमान लेख tDCS और काम स्मृति और ध्यान देने की बदलती डिग्री की आवश्यकता है कि गणित और भाषा के विभिन्न परीक्षणों का उपयोग कर सेरिबैलम के संज्ञानात्मक कार्यों की जांच के लिए एक प्रक्रिया का वर्णन है। प्रयोग एक के लिए परिणाम मानसिक घटाव (पुस्तक श्रवण सीरियल घटाव कार्य [शामिल एक मुश्किल और संज्ञानात्मक मांग की जानकारी प्रसंस्करण कार्य के दौरान कैसे cathodal (anodal के सापेक्ष और नकली उत्तेजना) सही अनुमस्तिष्क गोलार्द्ध में सुधार कार्य सटीकता और मौखिक प्रतिक्रिया परिवर्तनशीलता की उत्तेजना से पता चला PASST]), लेकिन नहीं मानसिक अलावा (पुस्तक श्रवण धारावाहिक इसके अलावा कार्य [Pasat]) से जुड़े एक सरल और कम मांग संस्करण के दौरान। इन कार्यों के लिए दोनों समान मोटर नियंत्रण (यानी, मौखिक संचालन), लेकिन भिन्न संज्ञानात्मक लोड (यानी।, मानसिक प्रयास) का हिस्सा है के बाद से, हम अपने पिछले अध्ययन में अनुमान लगायाकार्य मांगों को उच्च रहे हैं जब एक सही अनुमस्तिष्क कॉर्टेक्स की कि cathodal अवसाद अतिरिक्त संज्ञानात्मक संसाधनों जारी हो सकता है। Cathodal tDCS, सेरिबैलम hyperpolarize Purkinje सेल उत्पादन दबाना, और (सीबीआई 20) अनुमस्तिष्क-मस्तिष्क अवरोध कम करने की उम्मीद कर रहा था। यह दृश्य सेरिबैलम और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के बीच कार्यात्मक कनेक्टिविटी (यानी, cerebello-thalamo-कॉर्टिकल मार्ग 10) गणित के दौरान task- है और difficulty- संवेदनशील 43 कि खोज के द्वारा समर्थित है। इनमें से एक के रूप में, मोटर नियंत्रण करने के लिए अनुमस्तिष्क योगदान में किसी भी बदलाव से समझाया नहीं जा सकता प्रयोग से परिणाम Pasat और PASST में तुलना कर रहे हैं, लेकिन इसके अलावा बनाम घटाव करने के लिए आवश्यक मानसिक प्रक्रियाओं से अलग हैं। इस प्रयोग से परिणाम अनुभूति पर अनुमस्तिष्क-tDCS के प्रभाव की संभावना task- या लोड विशिष्ट हैं कि बजाय सुझाव देते हैं। प्रयोग दो में, cathodal उत्तेजना भी चुनिंदा एक के दौरान कार्य प्रदर्शन में सुधारप्रतिक्रियाओं तेज़ हो गया है और अधिक लगातार प्रतिभागियों को नेत्रहीन प्रस्तुत संज्ञाओं के जवाब में क्रियाएँ को उत्पन्न किया, जिसमें परीक्षण के पांच से अधिक लगातार ब्लॉकों का समय समाप्त हो गया है कि इस तरह की भाषा प्रोटोकॉल,। इस भड़काना प्रभाव मौखिक प्रवाह 40 और तस्वीर नामकरण सुप्तावस्था 41,44 में सुधार कर सकते हैं छोड़ दिया dorsolateral प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (DLPFC) पर कैसे anodal tDCS दिखा दूसरों के द्वारा भी प्रयोग एक से परिणाम है, और निष्कर्षों पूरित - परिकल्पना का समर्थन एक ही सुविधा पैटर्न हो सकता है कि (प्रयोग दो में मनाया के रूप में) सही अनुमस्तिष्क गोलार्द्ध से अधिक cathodal tDCS के बाद मनाया जाना। साथ में ले ली, इन निष्कर्षों सेरिबैलम के लिए एक भूमिका का समर्थन करते हैं - अप्रत्यक्ष यद्यपि - भाषा में, सेरिबैलम प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकते हैं कि इस विचार को आगे समर्थन उधार देने, सीखने और स्मृति 45: (कई काम कर स्मृति के लिए एक प्रमुख स्थल WM ) संचालन।

संज्ञानात्मक संवर्द्धन की गिरफ्तारीई सेरिबैलम Cerebro की उत्तेजना के माध्यम से, DLPFC में excitability के ऊपर एक दूरदराज के प्रभाव डाल रही है क्योंकि physiologically प्रशंसनीय - अनुमस्तिष्क मार्ग। सेरिबैलम और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के बीच युग्मन के लिए इसके अलावा सबूत 25 एमएस में बनती संवेदी / मोटर उत्तेजनाओं से प्रेरित साहचर्य plasticity के जिससे Hamada और उनके सहयोगियों द्वारा काम में वर्णित है - साहचर्य उत्तेजना (पीए) बनती, cerebellar- द्वारा अवरुद्ध होने की मनाया गया tDCS 46। और सेरिबैलम से अधिक Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) के दैनिक सत्र अनुमस्तिष्क शोष 47 के साथ एक रोगी में आसनीय नियंत्रण और घूमना, और दोहरे काम में सुधार करने के लिए दिखाया गया है। इन मोटर और संज्ञानात्मक सुधार मोटर में वृद्धि द्वारा चिह्नित किया गया पैदा सेरिबैलम भी पहले से (दोहरे कुंडल, बनती पल्स टीएमएस के साथ जांच की) कुछ मिसे उत्साहित किया गया था जब कम होने के कारण अनुमस्तिष्क-मस्तिष्क निषेध करने, मोटर कॉर्टिकल उत्तेजना से प्रेरित क्षमता ( सीबीआई) कि6 महीने के इलाज के बाद तक चली। Farzan और उनके सहयोगियों ने 47 बढ़ाया मोटर समारोह का एक परिणाम और दोहरे कार्य के निष्पादन के लिए संसाधनों की मुक्ति के लिए संज्ञानात्मक समारोह में सुधार का श्रेय दिया। अनुमस्तिष्क सर्किट - - टीएमएस द्वारा प्रेरित सीबीआई में कमी भी रोमांचक सी erebro के माध्यम से सीधे प्रीफ्रंटल cortical समारोह में सुधार हो सकता है संज्ञानात्मक क्षमता में सुधार। कि चुनिंदा अनुमस्तिष्क-tDCS के बाद मौखिक WM में सुधार लाने के लिए एक प्रक्रिया है कि प्रदर्शन वर्तमान लेख में वर्णित विधियों का उपयोग कर मनाया के साथ यह बाद स्पष्टीकरण समझौते में है।

यहाँ वर्णित विधियों सेरिबैलम के बिजली के मस्तिष्क की उत्तेजना संज्ञानात्मक कार्यों मिलाना और संज्ञानात्मक भार के एक उच्च स्तर की आवश्यकता है कि कार्य के दौरान प्रदर्शन बढ़ाने कैसे कर सकते हैं प्रदर्शित करता है। यह निष्कर्ष लंबे समय durations के दो से अधिक अंकगणितीय प्रदर्शन को बढ़ा सकते हैं जो DLPFC, उत्तेजक से सकारात्मक प्रभाव समानताएं 3 के लिए। वास्तव में, प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स से अधिक tDCS स्ट्रोक 48 के बाद रोगियों में संज्ञानात्मक घाटे के इलाज के लिए एक चिकित्सकीय उपकरण के रूप में बिजली के मस्तिष्क की उत्तेजना को रोजगार के लिए शोधकर्ताओं ने प्रमुख, स्वस्थ प्रतिभागियों को 4,5 में संज्ञानात्मक कार्यों की एक किस्म में प्रदर्शन को बढ़ाने, और पार्किंसंस रोग के साथ रोगियों में कर सकते हैं 41। दरअसल, tDCS के लिए भविष्य दिशाओं मस्तिष्क में स्थायी परिवर्तन उत्प्रेरण द्वारा व्यवहार को संशोधित करने के लिए एक उपकरण के रूप में इसके उपयोग में शामिल हैं। मस्तिष्क की उत्तेजना चिकित्सा के एक फार्म के रूप में TDCS स्पष्ट कारणों के लिए 24 रोगी आबादी में तलाश लायक है।

इस अनुच्छेद में, अनुभूति का उपयोग कर tDCS के सफल मॉडुलन के लिए सबसे महत्वपूर्ण कदम हैं: प्रदर्शन के 'प्रतिभागियों स्तर तक 1) सिलाई कार्य में कठिनाई; 2) वांछित मस्तिष्क क्षेत्र से अधिक उत्तेजना इलेक्ट्रोड की सुसंगत और सटीक स्थान; 3) यह सुनिश्चित करने Tटोपी दोनों इलेक्ट्रोड बंद शक्ति उत्तेजक को रोकने के लिए उत्तेजना अवधि के दौरान नम रखा जाता है (अतिरिक्त खारा यदि आवश्यक हो तो साथ गीला)। Unperceived tDCS छोड़ने - यह भी उत्तेजना कुछ सेकंड के बाद गायब हो जाते हैं उत्तेजना के दौरान महसूस किया कि प्रतिभागियों (कम करने की चिंता) को आश्वस्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य संशोधनों पर लाइन प्रभाव की जांच करने के लिए (या तो यह व्यवहार के साथ ओवरलैप) कार्य प्रदर्शन के दौरान tDCS प्रशासन के शामिल हो सकता है। टास्क प्रदर्शन फिर सक्रिय और आधारभूत शर्तों (यानी, anodal बनाम नकली और / या नकली बनाम cathodal) के बीच तुलना में किया जाएगा, बल्कि पहले और उत्तेजना की अवधि के बाद प्रदर्शन की तुलना से अधिक है। डीसी उत्तेजना के दीर्घकालिक प्रभावशीलता और अधिक मजबूत प्रभाव का उत्पादन हो सकता है कि मानदंड के साथ एक साथ, यह भी संज्ञानात्मक रोग के लक्षणों में सुधार के लिए tDCS का उपयोग कर के नजरिए से तलाश लायक है। इस छोटे से उत्तेजना अवधि के एक उत्तराधिकार देने कि प्रोटोकॉल शामिल हो सकता है (न कि एक एकल blo सेसी.के.), जिससे tDCS 'टॉप अप' पूर्ववर्ती सत्र से प्रभाव के बाद के सत्र। कई उत्तेजना सत्र देते बल्कि एक ही सत्र पर अधिक धीरे धीरे विकसित कि कम परिवर्तन से प्रदर्शन में संचयी बढ़ जाती है, उत्पादन हो सकता है। इस तरह इन और tDCS साथ नैदानिक ​​अनुसंधान के लिए भी भविष्य दिशाओं के रूप में चुनौतियों Brunoni और उनके सहयोगियों ने 49 से समीक्षा की गई है।

प्रक्रिया बेहतर समझा और महारत हासिल किया गया है, एक बार ही उभरेगा कुछ बीमारियों के संज्ञानात्मक लक्षण remedying के लिए एक चिकित्सकीय उपकरण के रूप में tDCS प्रयोग करने के लिए संभावित। उदाहरण के लिए, मोटर प्रांतस्था पर tDCS के प्रभाव को हाल ही में व्यक्तियों के बीच अत्यधिक परिवर्तनशील होना पाया गया है, और 22,23 हमेशा नहीं polarity के विशिष्ट। वही भी संज्ञानात्मक डोमेन 23 में tDCS के प्रभाव के लिए कहा गया है। सामान्य रूप में tDCS के न्यूरो प्रभाव बढ़ाने से संबंधित डेटा के बारे में एक सीमित वहाँ अभी भी है। लेकिन यह वें मामला हो सकता हैबंद लाइन पर सेरिबैलम से अधिक tDCS के प्रभाव प्रतिभागियों को पूरी तरह से एक मुश्किल संज्ञानात्मक कार्य के साथ संलग्न करने के लिए है जब व्यवहार में सुधार लाने के सबसे सक्षम हैं, या वे यह WM और attentional संसाधनों पर उच्च मांग करता है क्योंकि प्रदर्शन करने के लिए मुश्किल काम लगता है। यह दृश्य अनुभूति पर अनुमस्तिष्क-tDCS के प्रभाव task- या load- निर्भर हो सकता है कि पता चलता है: उत्तेजना के दौरान सक्रिय रहे हैं कि Cerebro-अनुमस्तिष्क मार्ग के कुछ हिस्सों में संज्ञानात्मक कार्यों में सुधार के द्वारा शायद मध्यस्थता। अच्छी तरह से वर्तमान में उत्तेजना 50 के समय के दौरान सक्रिय नेटवर्क के राज्य के लिए संवेदनशील माना जाता है जो अनुभूति पर tDCS, की लाइन पर प्रभाव के साथ कि हमारे डेटा समानताएं की यह व्याख्या। अच्छी तरह से कार्य करने के लिए उपलब्ध पर्याप्त संज्ञानात्मक संसाधन हैं अगर TDCS लेकिन इसे और अधिक संसाधनों का उपयोग करता है, ताकि प्रणाली लगी हुई है, केवल जब प्रदर्शन में परिवर्तन करने के लिए नेतृत्व नहीं कर सकते। दरअसल, fMRI अध्ययन एक ललाट-पार्श्विका नेटवर्क में तंत्रिका गतिविधि की स्थिति है कैसे दिखानेvely वृद्धि हुई कार्य जटिलता 51 के साथ सहसंबद्ध।

समाप्त करने के लिए, इस लेख attentionally मांग की है और मुश्किल के दौरान अनुमस्तिष्क गतिविधि (और नहीं anodal उत्तेजना) बेहतर प्रदर्शन के अवसाद cathodal जिसमें संज्ञानात्मक लोड, बदलती के साथ जानकारी प्रसंस्करण कार्यों की एक श्रृंखला के दौरान सेरिबैलम को प्रोत्साहित करने के लिए tDCS प्रयोग किया जाता है कि एक मस्तिष्क उत्तेजना प्रक्रिया में वर्णित संज्ञानात्मक कार्यों। अतिरिक्त संज्ञानात्मक संसाधनों को रिहा कुछ कार्य करने के लिए मुश्किल हो जाता है जब: हम इस प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स के WM के क्षेत्रों के जिले निषेध द्वारा प्राप्त किया जा सकता है कि क्या अनुमान लगाया। उम्मीद है कि स्वस्थ और रोगी आबादी में बिजली के मस्तिष्क की उत्तेजना पहुंचाने के लिए बेहतर प्रोटोकॉल के साथ एक साथ, आगे के अध्ययन से उभरेगा कि tDCS की प्रभावकारिता अब जरूरत है कि निर्धारित व्यक्तिगत कारकों में से एक बेहतर समझ है। इस प्रकार, भविष्य के प्रयासों Transcranial electr का उपयोग कर कुछ बीमारियों के संज्ञानात्मक लक्षण remedying की दिशा में निर्देशित किया जा सकता हैCerebro-अनुमस्तिष्क सर्किट मिलाना एक संज्ञानात्मक पुनर्वास उपकरण के रूप में राजनैतिक मस्तिष्क की उत्तेजना।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Headset Beyerdynamic DT234 Pro Ensure the microphone does not move from the participants mouth in between testing.
DC stimulator Magstim DC Stimulator Plus Electrode placement is a critical success factor for tDCS efficacy
Stimulus presentation and recording software  www.neurobs.com Presentation (Version 14.2) Maintain participant-specific stimulus presentation rate between sessions in experiment one

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व्यवहार अंक 96 अनुभूति काम स्मृति tDCS सेरिबैलम मस्तिष्क की उत्तेजना न्यूरो मॉडुलन न्यूरो वृद्धि
सेरिबैलम के Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना का उपयोग modulating अनुभूति
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Pope, P. A. Modulating CognitionMore

Pope, P. A. Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum. J. Vis. Exp. (96), e52302, doi:10.3791/52302 (2015).

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