Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Besluttsomhet ved stimulering av posisjon ved hjelp av en 3D-digitaliseringsenhet med High-Definition Transkraniell direkte strøm stimulering

Published: December 20, 2019 doi: 10.3791/60263
Automatic Translation
1, 1, 1,2,3,4,5
1Faculty of Psychology, Southwest University, 2Key Laboratory of Cognition and Personality, Ministry of Education, Southwest University, 3Southwest University Branch, Collaborative Innovation Center of Assessment toward Basic Education Quality, Beijing Normal University, 4Key Laboratory of Mental Health, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences, 5Chongqing Collaborative Innovation Center for Brain Science

Summary

Presentert her er en protokoll for å oppnå høyere nøyaktighet i fastsettelse av stimulering plassering kombinere en 3D-digitalisering med HD-Transkraniell direkte strøm stimulering.

Abstract

Overflod av neuroimaging data og rask utvikling av maskinlæring har gjort det mulig å undersøke hjernens aktiverings mønstre. Imidlertid, årsaksspor av hjerne område aktivisering leder å en opptreden er ofte igjen savner. Transkraniell direkte strøm stimulering (tDCS), som midlertidig kan endre hjernens kortikale excitability og aktivitet, er et ikke-invasiv nevrofysiologiske verktøy som brukes til å studere årsaksforhold i den menneskelige hjernen. High-Definition Transkraniell direkte strøm stimulering (HD-tDCS) er en ikke-invasiv hjerne stimulering (NIBS)-teknikk som produserer en mer fokal strøm sammenlignet med konvensjonelle tDCS. Tradisjonelt har stimulering plasseringen er grovt bestemt gjennom 10-20 EEG systemet, fordi bestemme presise stimulering poeng kan være vanskelig. Denne protokollen bruker 3D-digitalisering med HD-tDCS for å øke nøyaktigheten i fastsettelsen av stimulering av punkter. Metoden er demonstrert ved hjelp av en 3D-digitalisering for mer nøyaktig lokalisering av stimulering punkter i høyre temporo-parietal Junction (rTPJ).

Introduction

Transkraniell direkte strøm stimulering (tDCS) er en ikke-invasiv teknikk som modulerer kortikale excitability med svake direktestrømmer over hodebunnen. Formålet er å etablere årsakssammenheng mellom neural excitability og atferd hos friske mennesker1,2,3. I tillegg, som en motor Neurorehabilitation verktøy, tDCS er mye brukt i behandlingen av Parkinsons sykdom, hjerneslag, og cerebral parese4. Eksisterende bevis tyder på at tradisjonelle pad-baserte tDCS produserer strøm strømme gjennom en relativt større Brain region5,6,7. High-Definition Transkraniell direkte strøm stimulering (HD-tDCS), med senter ring elektroden som sitter over et mål kortikale område omgitt av fire retur elektroder8,9, øker focality med omskreven fire ring områder5,10. I tillegg, endringer i excitability av hjernen indusert av HS-tDCS har betydelig større magnitudes og lengre varighet enn de som genereres av tradisjonelle tDCS7,11. Derfor er HD-tDCS mye brukt i forskning7,11.

Ikke-invasiv hjerne stimulering (NIBS) krever spesialiserte metoder for å sikre at en stimulering nettstedet er til stede i standard MNI og Talairach systemer12. Neuronavigation er en teknikk som gjør det mulig for kartlegging interaksjoner mellom Transkraniell stimuli og den menneskelige hjerne. Dens visualisering og 3D-bildedata brukes for presis stimulering. I både tDCS og HD-tDCS, en felles vurdering av stimulering nettsteder i hodebunnen er vanligvis EEG 10-20 system13,14. Denne målingen er mye brukt for å plassere tDCS pads og optode holdere for funksjonell nær infrarød spektroskopi (fNIRS) i den innledende fasen13,14,15.

Det kan være vanskelig å fastslå de presise stimulering punktene ved bruk av 10-20-systemet (f.eks. i temporo-parietal-krysset [TPJ]). Den beste måten å løse dette på er å få strukturelle bilder fra deltakerne ved hjelp av magnetisk resonans imaging (MRI), og deretter få nøyaktig sonde posisjon ved å matche målet peker til sine strukturelle bilder ved hjelp digitalisering produkter15. Mr gir god romlig oppløsning, men er dyrt å bruke15,16,17. Videre kan noen deltakere (f.eks. de med metallimplantater, klaustrofobiske personer, gravide kvinner osv.) ikke utsettes for MRI-skannere. Derfor er det et sterkt behov for en praktisk og effektiv måte å overvinne de ovennevnte begrensningene og øke nøyaktigheten i fastsettelsen av stimulering poeng.

Denne protokollen bruker en digitalisering av 3D for å overkomme disse begrensningene. Sammenlignet med MRI er de viktigste fordelene med 3D-digitalisering lave kostnader, enkel påføring og bærbarhet. Det kombinerer fem referansepunkter (dvs. cz, Fpz, Oz, venstre preauricular punkt, og høyre preauricular punkt) av individer med stedsinformasjon for målet stimulering poeng. Deretter produserer den en 3D-posisjon av elektroder på emnet hode og anslår deres kortikale posisjoner ved montering med store data fra strukturelle bildet12,15. Denne sannsynlighetsbasert registreringsmetoden gjør det mulig å presentere Transkraniell tilordningsdata i MNI koordinatsystem uten å ta opp et motiv magnetiske resonans bilder. Tilnærmingen genererer anatomiske automatiske etiketter og Brodmann områder11.

3D-digitalisering, som brukes til å markere plass koordinater basert på data fra strukturelle bilder, ble først brukt til å bestemme plasseringen av optodes i fNIRS forskning18. For de som bruker HD-tDCS, en 3D-digitalisering bryter den endelige stimulering poeng av EEG 10-20 systemet. Avstanden til de fire retur elektrodene og senter elektroden er fleksibel og kan justeres etter behov. Når du bruker 3D-digitalisering med denne protokollen, ble koordinatene til rTPJ innhentet, som er utenfor 10-20-systemet. Også vist er prosedyrene for målretting og stimulere høyre temporo-parietal Junction (rTPJ) av den menneskelige hjerne.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Protokollen oppfyller retningslinjene for den institusjonelle gjennomgang Board of Southwest University.

1. fastsettelse av stimulering location

  1. Review litteraturen og bekrefte stimulering location (her, rTPJ)19,20,21.

2. fremstilling av elektrode holde lokket

Merk: følgende trinn vises i figur 1.

  1. Sørg for at alle nødvendige materialer er lett tilgjengelige: 3D-digitalisering (figur 2), standard målebånd, en merkepenn, headform og badehette.
  2. Sett hetten på headform og Merk punktene på hetten.
    1. Lokalisere Vertex (cz). For å gjøre dette, markerer du først midtpunktet i avstanden mellom nasion og inion ved hjelp av en hud markør13,14,22. Deretter måler du avstanden mellom de auricular punktene og markerer midtpunktet. Poenget der begge punktene krysser hverandre er cz.
    2. Kontroller plasseringen av senter elektroden og retur elektrodene. Her ble stimulering brukt på rTPJ. RTPJ tilsvarer omtrent midtpunktet mellom CP6 og P6 i 10-10 EEG-systemet19,20,21.
    3. Finn CP6 og P622,23,24,25. I henhold til de proporsjonale kravene i 10-10-systemet, Finn den omtrentlige plasseringen av rTPJ i hodebunnen og Merk den på lokket.
    4. Juster radiusen på de fire retur elektrodene basert på målene11,14,26. Etter denne beslutningen markerer du senter elektroden og returnerer elektrode plasseringene på lokket.

3.3D Digitaliserings måling

  1. Skann med metall skanneren for å sikre at miljøet for 3D-digitalisering er metall fritt.
  2. Plassering av hetten på motivet hode
    1. Pass på at referansene (cz, Fpz, Oz, venstre preauricular punkt, og høyre preauricular punkt) på hetten align med det internasjonale 10-10-systemet for hodebunnen plassering22. For eksempel lokalisere Vertex (cz) i hodebunnen og plasser hetten på motivet hode, samkjøre hetten er cz til fagene.
  3. Arrangere digitaliserings utstyr for 3D
    1. Koble 3D-digitalisering til datamaskinen ved hjelp av USB-grensesnittet (Universal Serial Bus), og kontroller at digitaliseringsprogram varen er tilgjengelig og klar27.
    2. Sett kilden foran motivet og fest det elastiske tauet på sensoren rundt hodet. Viktig, sørg for at hverken kilden eller sensoren beveger seg under måling av 3D-digitalisering.
      Merk: kilden er en magnetisk sender som avgir et elektromagnetisk dipol felt. Sensoren er en mottaker som registrerer feltet.
    3. Åpne digitaliseringsprogram varen på datamaskinen, og sørg for at 3D-digitaliserings systemet kommuniserer med programvaren.
    4. Test nøyaktigheten til pennen. Finn en lengde på 10 cm på linjalen og registrere null gradering og ti gradering, henholdsvis, ved hjelp av pennen.
      Merk: måle avstanden mellom de to opptaks punktene i 3D-digitalisering bør fanges opp. Sammenlign feilen med lesingen fra 3D-sporing.
    5. Velg det nye ikonet, og Opprett en ny emne fil. Velg økter -boksen og deretter Referanse.
      Merk: ved hjelp av 3D digitaliserings pennen, referanse posisjonsdata (cz, inion, nasion, venstre øre, høyre øre) av motivet er samlet i henhold til programvare instruksjonene.
    6. For å imøtekomme kravet om fNIRS eksperimenter, bruk senderen, detektoren, og Channel Options. Samle posisjonsdata fra senter elektroden og fire retur elektroder 3x for senderen, detektoren og kanalen, for å redusere feil. Sørg for at fem elektroder er nummerert og lokalisere i sving.
    7. Lagre de tre filene som genereres.

4. data konvertering og romlig registrering

  1. Velg de tre filene inn i NIRS-SPM for å oppnå den virkelige koordinatene registrering i MNI Space28. Affine transformere referansepunkter og fem elektrode poeng i deltakere til tilsvarende punkter i hver oppføring i henhold til MRI-databasen i MNI plass.
  2. Registrer dataene til anatomiske automatiske etiketter og Brodmann områder og registrere romlig informasjon av de fem elektroden peker på begge disse.
  3. Sammenlign koordinatene for stimulering i tidligere forskning med oppnådde koordinater20,29.
  4. Lag en liten kutt justert til de fem punktene som er merket på hetten, slik at plast casing er innebygd tett inn i hetten.

5. stimulering

  1. Sørg for at deltakeren ikke har noen kontraindikasjoner (dvs. historie med nevrologiske eller psykiatriske lidelser) for HD-tDCS1,3 og at de leverte skriftlig informert samtykke før studien (inkludert HS-tDCS stimulering).
  2. For enhetsinstallasjon, sørg for at alle nødvendige materialer er tilgjengelig (Figur 3). Installer enheten som beskrevet i publisert litteratur14. Du finner en kort beskrivelse nedenfor.
    1. Sett inn batteriene og kontroller at de er ladet.
    2. Koble den konvensjonelle tDCS og 4x1 stimulering adapter.
    3. Koble kablene til fem AG/AgCI Sintered ring elektroder til matchende mottakere på 4x1 adapter utgangskabel.
    4. Kontroller at alle materialene er riktig tilkoblet.
  3. Mål hodet på deltakeren og plasser hetten på hodet.
    1. Bygg inn de fem plast HD-foringsrør i badehette.
    2. Lokalisere cz, Fpz, og oz av faget13,14. Juster referansen på hetten slik at den samsvarer med det internasjonale 10-10-systemet for hode bunns steder22. Når hetten er på plass, må du sørge for at den ikke beveger seg.
    3. Samle posisjonsdata for de stimulert hjerne områdene ved hjelp av 3D-digitalisering. Foreta de tilsvarende justeringene i henhold til de genererte dataene.
  4. Dekk hodebunnen med elektrisk ledende gel. Først forsiktig skille håret gjennom åpningen av plast casing ved hjelp av enden av en plastsprøyte, til hodebunnen er eksponert. Deretter dekker den eksponerte hodebunnen med elektrisk ledende gel gjennom plast casing åpning på hodebunnen overflaten.
  5. Angi parametrene for tDCS enheten: kvalitet verdi, stimulans varighet, intensitet, og tilstand innstilling.
    1. Slå på 4x1-adapteren for flerkanals stimulering.
    2. Kontroller at standardinnstillingen er skanning, som viser en impedans på én elektrode om gangen i visningsvinduet ved å skanne elektrodene14,30,31. Her er impedans beskrevet som "kvalitet verdi". Verdier under 1,5 indikerer tilstrekkelig kvalitet14,30,31. I dette tilfellet var verdiene lavere enn 1.
      Merk: Hvis impedans verdien overstiger disse nødvendige grensene, åpne hetten på plast casing med høy impedans og justere hår og elektrode for å oppnå ønsket impedans verdi.
    3. Trykk på "Mode SELECT"-knappen og Bytt fra "Scan" til "pass", etter at impedans verdiene er akseptable.
    4. Velg Senter-anode eller midt bilde bilde ved å trykke på "polaritet"-knappen. "Central ANODE" er standardinnstillingen.
    5. Innstille avsetningene på tradisjonell tDCS apparat å inkludere stimulans varigheten (min), intensitet (mA) og humbug forfatning innfatning. I dette tilfellet var anodal aktiv stimulering 1,5 mA, og stimulans varte 20 min. Trykk deretter på "Relax"-spaken for å bytte til full strøm.
    6. Når alt er satt, starte stimulering. Trykk på "Start"-knappen, og Likestrøms intensitet vil rampen opp til målet strøm er nådd. Timeren vil deretter vise gjenværende tid.
      Merk: noen deltakere kan føle ubehag i perioder med økt DC-intensitet. I slike tilfeller kan strømmen være moderat redusert litt i noen sekunder ved å trekke ned "Relax" spaken. Deretter skyver du Dolly bar til full strøm, gradvis, når deltakerne føler seg komfortabel igjen.

6. etter stimulering

  1. Når stimulering er over, Drei spaken langsomt for å justere strømmen til null før du slår av strømmen. Ellers kan deltakerne oppfatter stikkende følelse eller svimmelhet når du slår av strømmen direkte.
  2. Etter stimulering, åpne plast lokket og fjern AG/AgCI Sintered ring elektroder fra kabinettet.
  3. Fjern badehette og rengjør materialene. Gi deltakerne verktøy til å rense håret.
  4. Be deltagerne fylle ut et spørreskjema etter hver stimulering, om nødvendig (f.eks. for å måle bivirkninger av screening etter HS-tDCS, deltaker toleranse for hjerne stimulering osv.; se tilleggsfil).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ved hjelp av metodene presentert, koordinater for rTPJ ble bestemt, noe som krever stimulering poeng utover 10-20 systemet. For det første bør omkretsen av headform være lik den faktiske hodet. Her var lengden på nasion til inion av headform ~ 36 cm, og lengden mellom den bilaterale preauricular var ~ 37 cm.

Trinnene for å produsere elektrode lokket veileder måle posisjonene til 10-20-systemet. Her, NZ, iz, cz, Fpz, Oz, PZ, T8, T7, C4, P8, O2, P4, C6, P6, og CP6 ble bestemt. Den omtrentlige plasseringen av RTPJ (om midtpunktet mellom CP6 og P6) ble funnet i hodebunnen. Avstanden mellom de sentrale og perifere elektrodene bør justeres basert på eksperimentelle mål. Tidligere forskning innhentet radius verdier varierer fra 3.5-7.5 cm11,14,30. Med forskjellige radius-verdier kan LIKESTRØMS intensitet og stimulering varighet generere ulike elektriske felt styrker. I denne protokollen ble avstanden mellom alle retur elektroder og den sentrale aktive elektroden festet til 3,5 cm.

Flere viktige referansepunkter på badehette ble beholdt, inkludert Fpz, cz, Oz, T8 og C4. The Vertex i hodebunnen var plassert før stimulering, og det er viktig at cz punkt på hetten nøyaktig justert med Vertex. Når hetten er i posisjon, bør hetten ikke flytte. En. mat-fil og to. CSV-filer etter at digitalisering ble innhentet (dvs. sub01_origin. csv, som inkluderte koordinat informasjonen for referansen [med emne nummer 01]), mens sub01_others. csv inkluderte koordinat informasjonen for de fem målrettede poeng [med emne nummer 01)].

Tre. txt-filer ble innhentet etter data konvertering og romlig registrering. I digitaliseringsprogram vare er det sender, detektor (mottaker) og kanalalternativer for å oppfylle kravene i fNIRS-eksperimenter. Koordinat data for senderen, detektoren eller kanalen skal være den samme. Imidlertid kan små driftsfeil oppstå, på grunn av laboratoriepersonell ferdigheter, penn holder gest, etc.

Ved hjelp av NIRS-SPM frittstående registrering funksjonen, den romlige registrering funksjonen genererer MNI koordinater. Tallene i den første linjen i tabell 1 representerer rekkefølgen i digitaliseringsenhet. I denne protokollen er dataene fra nummer fem posisjonsinformasjon om senter elektroden. I Brodmann områder (BA), den anatomiske etiketten og dens antall ble innhentet. Tallet etter hver linje angir prosentandelen av overlapping. I anatomiske automatiske etiketter (AAL), den anatomiske etiketten og prosent av overlapping ble oppnådd. For å redusere målingsfeil, ble gjennomsnittsverdien av tre datapunkter fra de siste MNI-koordinatene for fem elektroder beregnet. Som for AAL og BA, representerer verdien en prosentandel av overlapping med hjernebarken. Alle muligheter ble kombinert i endelige data (tabell 1).

I henhold til dataene fra MNI koordinater, AAL og ba, hvis differansen mellom verdien og målverdien er for stor, må badehette justeres til den relative plasseringen av de faktiske verdiene for X, Y, Z og målverdien, som forklart i avsnittene 2 – 411,14,30,31.

Figure 1
Figur 1: trinn for å opprette feste elektrode lokket. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2:3D-digitalisering. 3D-digitalisering er en kostnadseffektiv løsning for 3D-digitalisering. Det er en dobbel sensor bevegelse bane. Kilden er en magnetisk sender som avgir et elektromagnetisk dipol felt. Sensoren er en mottaker som registrerer feltet. Posisjonspekeren gir nøyaktige pinpointing av datapunkter av typen X, Y og Z. Kontrollboksen kobles til datamaskinen og overfører data. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3: nødvendige materialer for stimulering. Disse materialene inkluderer en tDCS enhet, 4x1 flerkanals stimulering adapter, fire 9 V-batterier, fem AG/AgCI natrium ring elektroder, fem HD plast foringsrør og deres respektive caps, elektrisk ledende gel, en sprøyte, en standard målebånd, og en badehette. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Tabell 1: lokalisering av stimuleringer i hjernen området. Vennligst klikk her for å se denne tabellen (Høyreklikk for å laste ned).

Tilleggsfil. Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Sammenlignet med tradisjonelle tDCS, øker HD-tDCS focality av stimulering. Typiske områder av stimulering er ofte basert på 10-20 EEG systemet. Det kan imidlertid være vanskelig å bestemme de presise stimulering punktene utover dette systemet. Dette papiret kombinerer en 3D-digitalisering med HD-tDCS for å fastslå stimulering av punkter utover 10-20-systemet. Det er viktig å tydelig definere trinnene og forholdsregler for å lage og bruke elektrode lokket i slike tilfeller.

Generelt er plasseringen av mål stimulering områder avledet fra resultatene av tidligere hjernen Imaging studier, og plasseringen av stimulering områder på 10-20 internasjonalt system eller MNI koordinater kan fås. Trinnene for å opprette elektrode korken guide for å måle posisjonene til 10-20-systemet er avgjørende. Det er viktig at referansen på hetten samsvarer med det internasjonale 10-20-systemet for hodebunnen steder når du plasserer hetten på hodet. Når 3D-digitalisering begynner å kjøre, bør ikke kilden og sensoren bevege seg, eller det vil føre til dataavvik.

I programvaren, referansepunktene er på hodebunnen og ikke på hetten, med mindre alle referansepunkter av hodebunnen og hetten er samsvarende. Hvis feilen mellom de målte resultatene og målverdiene er utenfor det akseptable området, bør plasseringen av de markerte punktene justeres litt. Etter justeringen skal målingene foretas på nytt. En gang brukernes presse det "måte velge" knapp og skru av fra "avsøke" å "admission card", det aktuelle ville starte forbikjøring fra det tradisjonell tDCS apparat igjennom det elektrodene inn i 4x1 flerkanals stimulering adapter.

Den modulære Elektroencefalogram opptaks deksel gir faste posisjoner for sonder. Det kan imidlertid være vanskelig å bestemme de presise stimulering punktene utover dette systemet. Posisjonene til elektroder utover 10-20 systemet kan bestemmes ved hjelp av protokollen som er beskrevet, samt koordinatene for stimulering poeng. RADIUS-innstillingen bør baseres på de eksperimentelle målene. Ved hjelp av metoden som er beskrevet her, kan radiusen til de fire retur elektrodene og senter elektroden fleksibelt justeres.

Det er mange programvarepakker for digitaliseringsenhet (for eksempel brainstorm-programvaren for en fNIRS-oppgave; her ble vpen-programvaren brukt)15. Ulike programvarepakker for datainnsamling understreker ulike funksjoner og bør velges i henhold til forsknings spørsmålet. Head omkrets varierer blant individer; Derfor kan bruk av samme hette produsere feil. Men den modulære Elektroencefalogram innspillingen cap også lider av dette problemet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Acknowledgments

Denne studien ble støttet av National Natural Science Foundation i Kina (31972906), entreprenørskap og Innovasjons program for Chongqing Overseas returnerte Scholars (cx2017049), grunnleggende forskningsmidler for sentrale universiteter (SWU1809003), Open Research Fund av nøkkel laboratorium for psykisk helse, Institutt for psykologi, kinesisk Academy of Sciences (KLMH2019K05), forskning Innovation prosjekter av graduate student i Chongqing (CYS19117), og forskningsprogrammet midler til Collaborative innovasjon Senter for vurdering mot grunnleggende utdannings kvalitet ved Beijing normal University (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003, og JCXQ-C-LA-1). Vi takker Prof. Ofir turel for hans forslag til det tidlige utkastet til dette manuskriptet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1X1 Low Intensity transcranial DC Stimulator Soterix Medical 1300A
3-dimensional Polhemus-Patriot Digitizer POLHEMUS 1A0453-001 PATRIOT system component
4X1 Multi-Channel Stimulation Interface Soterix Medical 4X1-C3
Dell desktop computer Dell CRFC4J2 Master computer to run 3D digitizer application

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. Journal of Physiology. 527, 633-639 (2000).
  2. Sellaro, R., Nitsche, M. A., Colzato, L. S. The stimulated social brain: effects of transcranial direct current stimulation on social cognition. Annals of the New York Academy of Sciences. 1369 (1), 218-239 (2016).
  3. Chen, W., et al. Sex-based differences in right dorsolateral prefrontal cortex roles in fairness norm compliance. Behavioural Brain Research. 361, 104-112 (2019).
  4. Sánchez-Kuhn, A., Pérez-Fernández, C., Cánovas, R., Flores, P., Sánchez-Santed, F. Transcranial direct current stimulation as a motor neurorehabilitation tool: an empirical review. BioMedical Engineering Online. 16 (1), 76 (2017).
  5. Dmochowski, J. P., Datta, A., Bikson, M., Su, Y., Parra, L. C. Optimized multi-electrode stimulation increases focality and intensity at target. Journal of Neural Engineering. 8 (4), 046011 (2011).
  6. Seo, H., Kim, H. I., Jun, S. C. The Effect of a Transcranial Channel as a Skull/Brain Interface in High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation-A Computational Study. Science Report. 7, 40612 (2017).
  7. Datta, A., et al. Gyri -precise head model of transcranial DC stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad. Brain Stimulation. 2, 201-207 (2009).
  8. Turski, C. A., et al. Extended Multiple-Field High-Definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) is well tolerated and safe in healthy adults. Restorative Neurology and Neuroscience. 35 (6), 631-642 (2017).
  9. Datta, A., Elwassif, M., Battaglia, F., Bikson, M. Transcranial current stimulation focality using disc and ring electrode configurations: FEM analysis. Journal of Neural Engineering. 5 (2), 163-174 (2008).
  10. Edwards, D., et al. Physiological and modeling evidence for focal transcranial electrical brain stimulation in humans: a basis for high definition tDCS. Neuroimage. 74, 266-275 (2013).
  11. Kuo, H. I., et al. Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4 x 1 ring tDCS: a neurophysiological study. Brain Stimulation. 6 (4), 644-648 (2013).
  12. Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., Dan, I. Spatial registration of multichannel multi-subject fNIRS data to MNI space without MRI. Neuroimage. 27 (4), 842-851 (2005).
  13. DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).
  14. Villamar, M. F., et al. Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). Journal of Visualized Experiments. (77), e50309 (2013).
  15. Jasinska, K. K., Guei, S. Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa. Journal of Visualized Experiments. (132), (2018).
  16. Logothetis, N. K. What we can do and what we cannot do with fMRI. Nature. 453 (7197), 869-878 (2008).
  17. Glover, G. H. Overview of functional magnetic resonance imaging. Neurosurgery Clinics of North America. 22 (2), 133-139 (2011).
  18. Zhu, H. The easy and stable marking method for registering fNIRS data to MNI space by using 10-20 system. , Beijing Normal University. Master's degree thesis (In Chinese) (2012).
  19. Young, L., Saxe, R. An fMRI Investigation of Spontaneous Mental State Inference for Moral Judgment. Journal of Cognitive Neuroscience. 21, 1396-1405 (2009).
  20. Young, L., Cushman, F., Hause, M., Saxe, R. The neural basis of the interaction between theory of mind and moral judgment. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 104, 8235-8240 (2007).
  21. Jurcak, V., Tsuzuki, D., Dan, I. 10/20, 10/10, and 10/5 systems revisited: their validity as relative head-surface-based positioning systems. Neuroimage. 34 (4), 1600-1611 (2007).
  22. Schestatsky, P., Morales-Quezada, L., Fregni, F. Simultaneous EEG monitoring during transcranial direct current stimulation. Journal of Visualized Experiments. (76), (2013).
  23. Klem, G. H., Lüders, H. O., Jasper, H. H., Elger, C. The ten-twenty electrode system of the International Federation. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Cleveland Clinic Foundation. Electroencephalography & Clinical Neurophysiology Supplement. 52, Suppl 52 3 (1999).
  24. Society, A. E. Guideline thirteen: Guidelines for standard electrode position nomenclature. Journal of Clinical Neurophysiology. 1, 111-113 (1994).
  25. Oostenveld, R., Praamstrac, P. The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements. Clinical Neurophysiology. 112, 713-719 (2001).
  26. Saturnino, G. B., Antunes, A., Thielscher, A. On the importance of electrode parameters for shaping electric field patterns generated by tDCS. Neuroimage. 120, 25-35 (2015).
  27. Shanghai Xinguo Photoelectric Technology Co. L. Real-time Recording System of Visual Head 3D Positioning Information (VPen). China patent. , (2014).
  28. Ye, J. C., Tak, S., Jang, K. E., Jung, J., Jang, J. NIRS-SPM: Statistical parametric mapping for near-infrared spectroscopy. Neuroimage. 44 (2), 428-447 (2009).
  29. Decety, J., Lamm, C. The role of the right temporoparietal junction in social interaction: how low-level computational processes contribute to meta-cognition. Neuroscientist. 13 (6), 580-593 (2007).
  30. Villamar, M. F., et al. Focal modulation of the primary motor cortex in fibromyalgia using 4x1-ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS): immediate and delayed analgesic effects of cathodal and anodal stimulation. The Journal of Pain. 14 (4), 371-383 (2013).
  31. Borckardt, J. J., et al. A pilot study of the tolerability and effects of high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) on pain perception. The Journal of Pain. 13 (2), 112-120 (2012).

Tags

Nevrovitenskap nevrovitenskap ikke-invasiv hjerne stimulering HD-tDCS 3D digitalisering den romlige registrering rTPJ
Besluttsomhet ved stimulering av posisjon ved hjelp av en 3D-digitaliseringsenhet med High-Definition Transkraniell direkte strøm stimulering
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chen, W., Chen, R., He, Q.… More

Chen, W., Chen, R., He, Q. Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (154), e60263, doi:10.3791/60263 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

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

Waiting X
Simple Hit Counter