Yöntem makalesi

İnsan Motor Fonksiyon Modülasyon Non-İnvaziv Elektrik beyin stimülasyonu Montajları

DOI:

10.3791/53367

⸱

4 Şubat 2016

 ,  , 
1Department of Neurology, Albert Ludwigs University Freiburg

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Non-invaziv elektrik beyin stimülasyonu hem araştırma ve klinik amaçlar için kortikal fonksiyonu ve davranışı, modüle edebilir. Bu protokol, insan motor sistemi modülasyonu için farklı beyin stimülasyonu yaklaşımlarını açıklar.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Non-invaziv elektrik beyin stimülasyonu (NEBS) hem araştırma ve klinik amaçlar için beyin fonksiyonu ve davranışı, modüle etmek için kullanılır. Özellikle, NEBS transcranially ya doğrudan akım uyarılması (TDC'ler), ya da alternatif akım stimülasyonu (TACS) halinde uygulanabilir. Bu uyarım çeşitleri, zaman uygulamayın doza ve sağlıklı bireylerde öğrenme, motor fonksiyon ve beceri TEKMER kutupluluk özel efektler durumunda. Son zamanlarda, TEKMER inme veya hareket bozukluğu olan hastalarda, motor engelli tedaviyi güçlendirmek için kullanılır olmuştur. Bu makalede, TEKMER ve transkranial rasgele gürültü stimülasyonu (Trns) ile primer motor korteks hedefleyen bir adım-adım protokolü, önceden tanımlanmış bir frekans aralığında rasgele uygulanan bir elektrik akımı kullanılarak TACS belirli bir form sağlar. İki farklı stimülasyon montajlanmasında kurulum açıklanmıştır. Her iki montages yayan elektrot (TEKMER için anot) ilgi primer motor korteksin üzerine yerleştirilir. İçinİkili motor korteks stimülasyonu için alıcı elektrot karşısında primer motor korteks üzerinde alınırken tek taraflı motor korteks stimülasyonu alan elektrot kontralateral alnına yerleştirilir. avantajları ve kortikal eksitabilite ve öğrenme dâhil motor fonksiyon modülasyonu için her montaj dezavantajları yanı sıra güvenlik, tolerabilite ve kör yönleri olarak ele alınmaktadır.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

3 - Non-invaziv elektrik beyin stimülasyonu (NEBS), bozulmamış kafatası yoluyla beyne elektrik akımları idaresi, beyin fonksiyonu ve davranışı 1 değiştirebilirsiniz. nörofizyolojik ve davranışsal etkilere yol açan altta yatan mekanizmalar hala ihtiyaç duyulmaktadır anlama NEBS stratejilerinin terapötik potansiyelini optimize etmek. farklı laboratuarlarda genelinde uygulama ve stimülasyon prosedürleri tam bir şeffaflık standardizasyonu eylem önerilen mekanizmalar sonuçları ve değerlendirilmesi güvenilir yorumunu destekleyen verilerin karşılaştırılabilir temelini oluşturur. Mevcut stimülasyon alternatif Transkraniyal akım stimülasyonu (TDC'ler), ya transkraniyal (TACS) uygulanan elektrik akımı parametrelerine göre değişir: TDC'ler iki elektrot (anot ve katot) 2 ile tek yönlü bir sabit akım akışı oluşur - 6 ise TACS uygulanan bir alternatif akım kullanan birbelirli frekans 7. Transkraniyal rasgele gürültü stimülasyonu (Trns) rasgele frekanslarda uygulanan bir alternatif akım kullanan TACS özel bir şeklidir (örneğin., 100-640 Hz) hızla değişen stimülasyon şiddetleri ile sonuçlanan ve kutupluluk ile ilgili etkileri 4,6,7 çıkarılması. Stimülasyon ayarı stimülasyon, örneğin, gürültü spektrumu rastgele (genellikle kullanılmaz) +1 mA temel yoğunluğunu etrafında değişen, ofset içeriyorsa Polarite sadece öneme sahiptir. Bu maddenin amacı için, biz yakından laboratuarımızda 6 yeni yayımı tarihinden itibaren, motorlu sistemde TEKMER ve TRNS efektleri kullanarak iş üzerinde durulacak.

TRNS etki altında yatan mekanizmaları daha az TEKMER daha anladım ama ikincisi gelen muhtemelen farklıdır. Teorik olarak, stokastik rezonans kavramsal çerçevede Trns th değiştirerek bir sinyal işleme yarar sağlayabilir bir nöronal sistem stimülasyonu kaynaklı gürültü tanıttıe sinyal-gürültü oranı 4,8,9. TRNS ağırlıklı zayıf sinyalleri yükseltmek olabilir ve böylece göreve özel beyin aktivitesini (endojen gürültü 9) optimize olabilir. Anot TEKMER saat dakika stimülasyon süresi outlasting etkileri ile kortikal eksitabilite (MEP) spontan nöronal ateşleme hızının 10 değiştirilmesi ile gösterilen veya artan motorlu uyarılmış potansiyel genlikleri 2 artar. Uzun süreli potansiasyon olarak bilinen sinaptik etkinliği uzun süreli artışlar öğrenme ve hafıza katkıda düşünülmektedir. Nitekim, anot TEKMER defalarca zayıf sinaptik giriş 11 aktive motor kortikal sinaps sinaptik etkinliğini arttırır. Ayrıca bu aktivite bağımlı sürecin bir gereği olarak sinaptik ko-aktivasyonu düşündüren, 13 - gereğince, gelişmiş motor fonksiyon / beceri edinimi genellikle uyarım, motor eğitimi 11 ile birlikte uygulandığında yalnızca ortaya çıkar. Bununla birlikte, C artış arasındaki ilişki testortical heyecanlanma bir yandan (ateş oranı veya MEP genlik artışı) ve geliştirilmiş sinaptik etkinliği diğer taraftan (LTP veya motor öğrenme gibi davranışsal fonksiyonu) ortaya konmamıştır.

NEBS insan motor işlevi 1 modüle güvenli ve etkili bir yöntem olarak artan ilgi gördü primer motor korteks (M1) uygulanır. 6,14,15 - Nörofizyolojik etkiler ve davranışsal sonuç stimülasyon stratejisi (örneğin, TEKMER polarite veya TRNS), elektrot boyutu ve montaj 4 bağlı olabilir. Kenara konu doğal anatomik ve fizyolojik faktörler elektrot montaj önemli ölçüde elektrik alan dağılımını etkiler ve korteks 16 içinde yayılan akım farklı desen neden olabilir - 18. Elektrot uygulanan akım büyüklüğü yoğunluğu ek olarak 3 iletilen akım yoğunluğunu belirler. Müşterek elektrotu montajlarıİnsan motorda sistem çalışmaları (Şekil 1) şunlardır: 1) anot TEKMER ilgi M1 ve kontralateral alnına yerleştirilmiş katot üzerinde konumlandırılmış anot ile tek taraflı M1 stimülasyon olarak; Bu yaklaşımın temel fikri ilgi 6,13,19 arasında M1 uyarılabilmenin upregülasyonu olduğunu - 22; 2) anot TDC'ler ikili M1 uyarılması (aynı zamanda ilgi M1 ve karşı M1 5,6,14,23,24 yerleştirilmiş katot üzerinde konumlandırılmış anotlu) "bihemispheric" ya da "çift" uyarılması olarak ifade gibidir; Bu yaklaşımın temel fikri karşısında M1 heyecanlanma aşağı regüle ederken ilgi M1 uyarılabilmenin upregülasyonu tarafından uyarılması faydalarını maksimize (yani, iki M1S arasındaki interhemisferik inhibisyon modülasyon); 3) Trns için, sadece yukarıda bahsedilen tek taraflı M1 stimülasyon montaj Investig olmuşturated 4,6; TRNS etkisini arttırmak için bu montaj uyarılma 100-640 Hz 4 frekans spektrumunda bulunamadı oylandı. beyin stimülasyonu stratejisi ve elektrot montaj seçimi klinik veya araştırma ayarlarında NEBS etkili ve güvenilir bir kullanım için kritik bir adımdır. insan motor sistemi çalışmalarında kullanılan yöntem ve kavramsal yönlerinin tartışıldığı gibi burada bu üç NEBS işlemleri ayrıntılı olarak tarif edilmiştir. Tek taraflı ya da çift taraflı TEKMER ve tek taraflı TRNS malzemeleri aynı (Şekil 2).

figure-introduction-1
Şekil 1. Elektrot montages ve farklı NEBS stratejileri akım yönü. Tek taraflı anot transkranial doğru akım stimülasyonu (TEKMER) için (A), anot t üzerinde konumlandırılmış ilgi primer motor korteks ve katot üzerinde ortalanırO-üstü yörünge alanı Kontrlateral. İkili motor korteks stimülasyonu, anot ve katot için (B) bir motor korteks üzerinde her yer almaktadır. anot pozisyonu anot TEKMER ilgi motor korteksin belirler. Tek taraflı transkranial rasgele gürültü uyarılması için (C) (Trns), bir elektrot motor korteks ve kontralateral üstü yörünge alana diğer elektrot üzerine yer almaktadır. elektrotlar arasında akım siyah okla gösterilmiştir. Anot (+, kırmızı), katot - Alternatif (mavi), (+/-, yeşil) geçerli. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Etik deyimi: İnsan çalışmalar çalışmaya girmeden önce katılımcıların yazılı onam gerektirir. Katılımcıların işe başlamadan önce ilgili etik kurul onayını. Emin olun çalışmalar Helsinki Bildirgesi ile uyumludur. Burada bildirilen temsilci bulgular (Şekil 4) 59 inci WMA Genel Kurulunda, Seul, Ekim 2008 ile değişik ve Freiburg Üniversitesi Yerel Etik Kurulu tarafından onaylanan Helsinki Bildirgesi uyarınca yapılan bir çalışmada dayanmaktadır. Tüm denekler çalışma başlangıcından 6 önce yazılı bilgilendirilmiş onam alındı.

1. Güvenlik Eleme

  1. Invaziv olmayan beyin stimülasyonu 3, örneğin potansiyel kontrendikasyonlar için katılımcıyı Ekran., Anket 25 ile.

2. Motor Cortex Yerelleştirme

  1. İki di biri tarafından katılımcının el motor korteks bulunya da bir ölçüm bandı 26 ile EEG 10/20 uluslararası sistemine dayalı standart M1 pozisyonu (C3 / C4) bularak MEP indüklenen transkranial manyetik stimülasyon (TMS) ile ilgi kas, beyin temsil bularak stinct yaklaşımlar, .
  2. TMS kaynaklı MEP kayıt için kredi kartları, cep telefonları ve genel olarak metal nesneler dahil, TMS manyetik alan etkisinde olabilir herhangi bir nesne kaldırmak için katılımcıdan.
  3. rahatça oturup katılımcıdan.
  4. EMG amplifikatör ve bir yazılım arayüzünü kullanırken sinyal yapılandırması ve edinimi için kullanılan bilgisayar arasındaki bağlantıları kontrol edin.
  5. EMG amplifikatör açın ve EMG elektrot kablolarını bağlayın.
  6. yumuşak elektrotlar alınacaktır elin bölgelerinde cilt hazırlığı macunu ile ovalayarak temizleyin katılımcının cilt. temiz gazlı bezle fazlalığı çıkarın.
  7. el kası üzerindeki bir göbek-tendon montaj EMG yüzey elektrotları takınilgi (örn., M. abductor pollicis sağ el brevis) ve toprak elektrot bağlayın (örn., önkol üzerine). Bu çalışmanın amacı kullanmak için hangi eli kas belirler.
    Not: yeniden elektrotlar için, katılımcı cildine eklemeden önce elektrod yüzeyi üzerinde iletken macun bir miktar uygulamak gerekir.
  8. MEP veri depolama isteniyorsa (opsiyonel adım) MEP edinimi için kayıt yazılımını başlatın.
  9. EMG empedans değerlerini kontrol edin. empedans 20
  10. manyetik uyarıcı açın ve ilgili "ücret" düğmesine basarak kondansatör şarj edin.
  11. interhemisferik fissür üzerindeki katılımcı kafa derisi üzerinde bir figür sekiz-TMS bobini yerleştirin ve motor korteks alanına taşımak (yaklaşık C3 / C4 EEG 10/20 uluslararası sistemin pozisyonları). Interhemisferik fissu referans 45 o -50 o açıda TMS bobini tutun27,28 yeniden, saplı 29 anterior posterior kortikal akımı üreten, geriye dönük.
    Not: İki farklı TMS bobinleri motor korteks lokalizasyonu için kullanılır: şekil-of-eight veya dairesel bobinler. Eğer mümkünse daha fokal beyin stimülasyonu 30 ve kortikal eksitabilite 31 ölçümlerinin daha fazla güvenilirlik sağlar, bir figür sekiz-bobin kullanın.
  12. Manyetik stimülatör (ekranda görünür) şarj olduğunda, tetik düğmesine basarak veya ayak pedalı ya da otomatik bir yazılım programı tarafından basarak ya uyarıcı boşaltın. Bu sonradan katılımcının kafa derisi üzerine yerleştirilen bağlı TMS bobin içinden tek bir TMS darbe teslim edecek. Standart TMS darbe ayarları (. Örn 100 s monofazik uyaranlara için oluşturduğu akım ve 800 us çürüme zaman zaman yükseliyor bifazik uyaranlara daha kısa çürüme kez) cihazın (firmware) özgüdür.
  13. Düşük uyarım yoğunluğu ile başlayın (örneğin., Stimülatörü uyarım şiddeti kontrolör düğmesini kullanarak% 45 çıkış yoğunluğunu ayarlamak) ve EMG amplifikatör görünür milletvekilleri izlemek için.
    1. Bir milletvekili açıkça mevcut olana kadar hiçbir milletvekili gözle görülür bir artış% 2-5 adımlarla stimülasyon yoğunluğu ise (örneğin., 0.5-1 mV genlik). Tetik düğmesine basarak veya darbe teslim otomatik değilse ayak anahtarı etkinleştirerek uyarılmasını tekrarlayın. uyarım biraz daha güçlü olacak katılımcıyı ve bacak hareketleri, yüz seğirme ve göz yanıp söner bilgilendirin bekleniyor.
      Not: beyin eksitabilite düşük frekanslı stimülasyon etkilerini önlemek için darbeler arasında 5 saniyelik minimum aralığı oluşturun.
  14. tek TMS bakliyat uygulanmasının ardından en büyük MEP yanıtı ile yer bulmak için başlangıçta uyarılmış site çevresinde 1 cm adımlarla radyal bobin hareket ettirin. Oradan, güvenli hareketli bobin tekrar başlamak"Hotspot" (maksimum MEP genlik ile kortikal alan).
    Not: Kapak NEBS elektrot yerleştirme ve hotspot pozisyon kaybolmuş olabilir için kaldırılması gerekiyor çünkü bir kafa kapağının kullanımı (. Örneğin ızgara işaretleme için kullanılır) yerelleştirme işlemi için tavsiye edilmez.
  15. (MEP hala mevcut olmalıdır) stimülatörü uyarım şiddeti kontrolör düğmesini kullanarak -steps yaklaşık% 2 stimülasyon yoğunluğunu azaltır. Bunun nedeni supramaksimal uyarılmaya yanlışlık önlemek olacaktır. hotspot yaklaşık 1 cm adımlarla radyal bobin hareketli ve MEP boyutu için kontrol ederek hotspot Reconfirm. hotspot hala en büyük ve en tutarlı MEP genlik karşılık gelmelidir.
    Not: hotspot bulmak zor ise gönüllü ilgi kas sözleşme katılımcıdan (., Örneğin yüksek stimülasyon şiddetleri hiçbir MEP mevcut). Böyle yaparak, uyarım şiddeti azalır MEP ortaya çıkarmak için gereklive ilgili kortikal stimülasyon siteleri belirlemek için daha kolay olabilir. Bu yöntem kullanılırsa, ilgili bir uyarım sitesi bulduktan sonra kas dinlenmek ve kas dinlenme olduğunda güvenilir milletvekilleri bulunabilir, böylece stimülasyon yoğunluğunu ayarlamak için katılımcıdan. hotspot bulmak için devam edin.
  16. kalıcı olmayan cilt işaretleyici ile hotspot konumu ve bobin yönünü işaretleyin.
  17. ikili M1 uyarılması için, tekrar 2.11 kontralateral bacak 2.16 için yineleyin.

3. NEBS Elektrot Hazırlanması

  1. Lastik elektrotlar kabloları bağlayın ve sünger çanta içine elektrotlar yerleştirin. Emin elektrot boyutu ve sünger çanta boyutu maç yapmak emin olun. Malzeme Standart boyutlu (örneğin., 5x5 cm2, 5x7 cm2) 'de ticari olarak temin edilebilir.
  2. izotonik NaCI çözeltisi ile her iki tarafta sünger torba Soak, ama tuz köprüleri önlenmesi ya da gönüllü üzerine damlayan aşırı nemlendirici önlemek.
    1. Bu adım seçeneğiniziâ olanl: yerine lastik bantlar bandaj kullanırken, NaCl çözeltisi sızmasını önlemek iletken olmayan kauçuk sünger kapakları içinde elektrotları ve sünger çanta yerleştirin.
      Not: değil sünger çanta ya da kauçuk sünger kapakları kullanarak, yani Alternatif olarak, iletken macun ile kauçuk elektrot kapağı ve katılımcının kafasına doğrudan koyun.

4. NEBS Elektrot Yerleştirme (Şekil 1)

  1. markalama kafası (ler) motor kortikal hotspot belirten bulun ve çevresi saç ayırın.
  2. iletkenlik hafifçe% 40-50 alkol veya cilt hazırlığı macun ile ıslatılmış bir bez ile baş işaretlemeler çevresindeki deri alanını sürterek elektrot yerleştirme önce cildi temizlemek geliştirmek. Cildi çizmeyin! izotonik NaCl çözeltisi ile tekrar bir çubukla ve temiz alana sahip aşırı çıkarın. Daha sonra bölgeyi kurutun.
    Not: görünür kalır (ler) işaretleme emin kafa olun; Gerekirse sözler.
    3. Çevrede M1 (ilgi el taraf) için işaretleme kafa izleyen bir elektrot yerleştirin. deri ile doğrudan temas halinde mümkün olduğu kadar sünger getirmek. uyarılması ve / veya görev yürütülürken rahatsızlık önlemek için katılımcının arkaya doğru elektrot kablosunu yerleştirin ve NEBS cihazına bağlantıyı kolaylaştırmak için.
    Not: elektrotun altında saç nemli almalısınız. aşırı saç nemlendirilmesi durumunda, aşırı emmek için kağıt veya el havlusu kullanın.
    Anot TEKMER, ilgi motor kortikal hotspot yerleştirilen elektrodun için (uyarılma artış isteniyorsa), genellikle kırmızı kabloya bağlı anot, karşılık Not:. Katot (genellikle mavi ya da siyah kabloya bağlı) karşısında Supraorbital alan veya M1 (aşağıya bakınız) yerleştirilir. Klasik protokolde hiçbir kutupluluk özgüllüğü olmasına rağmen geleneksel olarak, elektrot yerleştirme nedeniyle alternatif Curren için, Trns için aynıdırt akışı. stimülasyon ayarları ofset bir stimülasyon eklerseniz belirli yerleştirme önemli olabilir.
  3. Tek taraflı M1 stimülasyon yer (anot TEKMER için: katot) ikinci elektrod kontralateral üstü yörünge alana (EEG 10/20 uluslararası sistemde FP2 elektrot karşılık gelir). Kablo katılımcının arkasına doğru yönde olduğundan emin olunuz.
  4. Ikili M1 uyarılması için adım 4.4 atlayın. karşısında M1 çalışmada kullanılan uzuv ipsilateral işaretleme kafa şunlardır: (katot anot TEKMER için) ikinci elektrot yerleştirin. Kablo katılımcının arkasına doğru yönde olduğundan emin olunuz.
  5. Daha sonra her iki elektrot stabilize etmek için ön-arka yönünde dairesel baş kapağı kalan bandaj kullanarak M1 elektrot stabilize medial-yanal doğrultuda dairesel esnek bir bandaj ile iki kez baş örtüsü.
  6. Bandag sonunu düzeltmek için bir yapışkan bant kullanıne.
  7. katılımcının boyun veya gömlek bir yapışkan bant ile kabloları sabitleyin.
  8. NEBS cihaza elektrot kablolarını bağlayın.

figure-protocol-1
Non-invaziv elektrik beyin stimülasyonu protokolleri kullanılan NEBS protokolleri için kullanılan Şekil 2. Malzeme. Geleneksel malzemeler bir NEBS cihazı, elektrot kabloları, iletken kauçuk elektrotlar, delikli sünger çanta, kauçuk sünger kapağı (isteğe bağlı), izotonik NaCl çözeltisi ve bandaj. Içermektedir Lütfen Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.

5. Stimülasyon

  1. NEBS cihazda geçiş.
  2. Stimülasyon türü (TEKMER veya Trns), yoğunluk (örn., 1 mA, 1.5 mA veya 2 mA), süresi (örneğin., 10-40 m konusunda NEBS cihaz ayarlarınıolarak), (uyarılması ve maksimum yoğunluğu, tipik olarak 8-15 sn başlangıcı arasındaki zaman), ve stimülasyon tipi ile ilgili ek faktörler Trns için (örneğin, frekans spektrumu) aşağı yukarı rampa ve.
    Not: Geleneksel olarak, sahte stimülasyon hemen aşağı rampası ardından edinmiş bulunmaktadır. Bu duruma göre, bir katılımcı stimülasyon hissi vardır ama uyarım süresi beyin fonksiyonu üzerinde kalıcı etkilere neden için yeterli değildir. Bazı NEBS cihazlar çalışma belirli konu kodunu girerek katılımcı ve araştırmacının tıkanmasını sağlayan bir çalışma modu bulunmaktadır. kodu otomatik olarak stimülasyon ayarlarını belirler. Alternatif olarak, ikinci bir deneyci her seansta uyarım ayarlarını ve stimülasyon iletken deneyci gelen ekranı kaplayabilir.
  3. NEBS ile ilişkili potansiyel yan etkileri hakkında katılımcıyı bilgilendirin. Yaygın yan etkiler cilt kaşıntı / karıncalanma veya his un yanma dahilelektrotlar, baş ağrısı ve rahatsızlık 32 derneath. yanma hissi, deri ile yoksul elektrot temas bir işareti olabilir.
  4. uyarımı başlayın.
    Not: Ortak stimülasyon süresi kortikal eksitabilite değişiklikleri (temsilcisi sonuçları bölümüne bakınız) araştıran raporlara dayanarak yaklaşık 10-20 dakika sürer. Ampirik maksimum stimülasyon süresi 40 dakika 3 ayarlandı.
  5. yukarı ve stimülasyon rampada stimülasyon sürekliliği kontrol edin. empedans çok yüksek ya da elektrotlar deri ile kötü temas ederse, uyarım otomatik olarak feshedebilir.
    Not: empedans çok yüksek ya da uyarılma sırasında rahatsızlık artan katılımcı raporları daha iyi stimülasyon sitelerinde elektrotlar sabitleme ya da iletken ortam ekleyerek, örneğin, tarafından empedansını azaltmak için deneyin durumda. NaCl çözeltisi onların yerleştirme o sonra sünger doğrudan bir şırınga kullanılarak eklenebilirn kafa.
    Not: Güvenlik nedeniyle bazı cihazlar stimülasyon boyunca empedans bildirmektedir. Empedans belirli bir eşiğe ulaşırsa NEBS cihazı kapatmak (örn., 55 kohm).
  6. NEBS motor görevin yürütülmesi ile eş uygulanırsa uyarım hızlandırıldığını ve katılımcı stimülasyonu ile rahat duygu sonra, test / eğitim başlar. durumunda çalışma emin katılımcı stimülasyon döneminde oturan ve uyanık kalır yapmak ve stimülasyon bitene kadar bekleyin, stimülasyon sırasında motor görev içermez.
  7. , Stimülasyon yan etkiler açısından katılımcı ile kontrol örn., Katılımcıyı soran doğrudan standart anket 32 dağıtıp veya tarafından. stimülasyon birden fazla gün de dahil olmak üzere çalışmaların durumunda, günler arasında olası yan etkileri dikkat ediniz.
    Not: etkinliğini kör değerlendirilmesi, her uyarım sessio sonra katılımcıdan içinn katılımcı uygulanan hangi stimülasyon tipi (sahte / durumu) tahmin etmek. deneyci da kör ise, deneyci da katılımcının stimülasyon türü ile ilgili yaptığı tahmin not olabilir. Doğru tahminler 33 oranını doğrulamak için gerçek uyarım türü ile cevapları karşılaştırın.
  8. Böyle% 40-50 alkol gibi tehlikeli olmayan maddeler ile elektrotlar ve süngerleri dezenfekte edin. İyice sonradan suyla durulayın. malzemeler saklamadan önce kurumasını bekleyin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

insan motor sistemi üzerinde NEBS etkilerini araştırmak amacıyla uygun sonuç önlemleri dikkate almak önemlidir. Motor sisteminin bir avantajı elektrofizyolojik araçları tarafından kortikal temsillerin erişilebilirlik olduğunu. Motorlu potansiyelleri sık sık motor kortikal eksitabilite bir göstergesi olarak kullanılmaktadır uyarılmış. 29 uA / cm2 'lik bir akım yoğunluğunda anot TDC'ler 9 ya da daha fazla dakika uygulanmasından sonra, motor kortikal uyarılma sağlıklı gönüllülerd...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol NEBS, anot TEKMER için özel tek taraflı ve çift taraflı M1 stimülasyon ve tek taraflı TRNS kullanarak öğrenme tipik malzeme ve el motor fonksiyon modülasyonu ve beceri için prosedürel adımlar açıklanır. (Belirli bir beyin bölgesi üzerinde montaj veya mevcut tip spesifik etkileri) (, güvenlik, tolere kör) motor öğrenme, metodolojik açıdan bağlamında, örneğin., Bir insan motor sistemi çalışması için özel bir NEBS protokolü seçerek yanı sıra kavramsal yönü daha önce dikkate alınması gerekmektedir. Avan...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

MC ve JR Alman Araştırma Vakfı (DFG RE 2740 / 3-1) tarafından desteklenmektedir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
NEBS cihazı (DC Stimülatör plus)Neuroconn
Elektrot kablolarıNeuroconn
İletken kauçuk elektrotlarNeuroconn5x5 cm
Delikli sünger çantalarNeuroconn5x5 cm
İletken olmayan kauçuk sünger kılıfAmrex-ZetronFG-02-A103Lastik ped 3"*3"
NaCl izotonik çözelti B. Braun Melsungen AG A1151Ecoflac, %0,9
Pamuk krep bandajPaul Hartmann AG9310048x5m, tekstil elastikiyeti
Yapışkan bant (Leukofix)BSN medical02122-002,5cm*5m
Cilt hazırlama macunuWeaver10-30
Manyetik stimülatörMagstim3010-00Magstim 200
EMG iletken macunGE Medikal elektrotları 217083
, örneğin, Natus Medical Inc. Viking 4 
EMG amplifikatörü, örneğin, Natus Medical Inc. Viking 4 
EMG sinyal iletimi için kablo, örneğin, Natus Medical Inc. Viking 4
Veri toplama ünitesi Cambridge Electronic Design (CED)MK1401-3AD dönüştürücü
Sinyal kaydı ve çevrimdışı analiz
Signal 4.0.9Cambridge Electronic Design (CED)Yazılım
kalıcı olmayan cilt kalemiEdding80201 mm, mavi
EMG bipolar sistemleriçin bilgisayar

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Reis, J., Fritsch, B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr Opin Neurol. 24 (6), 590-596 (2011).
  2. Nitsche, M., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 527 (3), 633-639 (2000).
  3. Nitsche, M. A., Cohen, L. G., et al. Transcranial direct current stimulation: State of the art. Brain Stimul. 1 (3), 206-223 (2008).
  4. Terney, D., Chaieb, L., Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation. J Neurosci. 28 (52), 14147-14155 (2008).
  5. Kidgell, D. J., Goodwill, A. M., Frazer, A. K., Daly, R. M. Induction of cortical plasticity and improved motor performance following unilateral and bilateral transcranial direct current stimulation of the primary motor cortex. BMC Neurosci. 14 (1), 64(2013).
  6. Prichard, G., Weiller, C., Fritsch, B., Reis, J. Brain Stimulation Effects of Different Electrical Brain Stimulation Protocols on Subcomponents of Motor Skill Learning. Brain Stimul. 7 (4), 532-540 (2014).
  7. Antal, A., Paulus, W., Hunter, M. A. Transcranial alternating current stimulation ( tACS ). Front Hum Neurosci. 7, 1-4 (2013).
  8. Collins, J. J., Chow, C. C., Imhoff, T. T. Stochastic resonance without tuning. Nature. 376 (6537), 236-238 (1995).
  9. Miniussi, C., Harris, J. A., Ruzzoli, M. Modelling non-invasive brain stimulation in cognitive neuroscience. Neurosci Biobehav Rev. 37 (8), 1702-1712 (2013).
  10. Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. the Action of Brief Polarizing Currents on the Cerebral Cortex of the Rat (1) During Current Flow and (2) in the Production of Long-Lasting After-Effects. J Physiol. 172, 369-382 (1964).
  11. Fritsch, B., Reis, J., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: Potential implications for motor learning. Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).
  12. Galea, J. M., Celnik, P. Brain polarization enhances the formation and retention of motor memories. J Neurophysiol. 102 (1), 294-301 (2009).
  13. Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. Time- but Not Sleep-Dependent Consolidation of tDCS-Enhanced Visuomotor Skills. Cereb Cortex. (1), 1-9 (2013).
  14. Saiote, C., Turi, Z., Paulus, W., Antal, A. Combining functional magnetic resonance imaging with transcranial electrical stimulation. Front Hum Neurosci. 7 (8), 435(2013).
  15. Sehm, B., Kipping, J., Schäfer, A., Villringer, A., Ragert, P. A Comparison between Uni- and Bilateral tDCS Effects on Functional Connectivity of the Human Motor Cortex. Front Hum Neurosci Neurosci. 7 (4), 183(2013).
  16. Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. Electrode-distance dependent after-effects of transcranial direct and random noise stimulation with extracephalic reference electrodes. Clin Neurophysiol. 121 (12), 2165-2171 (2010).
  17. Bikson, M., Rahman, a, Datta, a Computational Models of Transcranial Direct Current Stimulation. Clin EEG Neurosci. 43 (3), 176-183 (2012).
  18. Opitz, A., Paulus, W., Will, A., Thielscher, A. Determinants of the electric field during transcranial direct current stimulation. Neuroimage. 109, 140-150 (2015).
  19. Nitsche, M., Paulus, W. Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans. Neurology. 57 (10), 1899-1901 (2001).
  20. Reis, J., Schambra, H. M., et al. Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (5), 1590-1595 (2009).
  21. Batsikadze, G., Moliadze, V., Paulus, W., Kuo, M. -F., Nitsche, M. a Partially non-linear stimulation intensity-dependent effects of direct current stimulation on motor cortex excitability in humans. J Physiol. 591 (7), 1987-2000 (2013).
  22. Wiethoff, S., Hamada, M., Rothwell, J. C. Variability in response to transcranial direct current stimulation of the motor cortex. Brain Stimul. 7 (3), 468-475 (2014).
  23. Mordillo-Mateos, L., Turpin-Fenoll, L., et al. Effects of simultaneous bilateral tDCS of the human motor cortex. Brain Stimul. 5 (3), 214-222 (2012).
  24. Tazoe, T., Endoh, T., Kitamura, T., Ogata, T. Polarity Specific Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Interhemispheric Inhibition. PLoS One. 9 (12), e114244(2014).
  25. Keel, J. C., Smith, M. J., Wassermann, E. M. A safety screening questionnaire for transcranial magnetic stimulation. Clin Neurophysiol. 112, 720(2000).
  26. Villamar, M. F., Volz, M. S., Bikson, M., Datta, A., Dasilva, A. F., Fregni, F. Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). J Vis Exp. (77), e50309(2013).
  27. Brasil-Neto, J. P., Cohen, L. G., Panizza, M., Nilsson, J., Roth, B. J., Hallett, M. Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J Clin Neurophysiol. 9 (1), 132-136 (1992).
  28. Mills, K., Boniface, S., Schubert, M. Magnetic brain stimulation with a double coil: the importance of coil orientation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 85 (1), 17-21 (1992).
  29. Rothwell, J., Hallett, M., Berardelli, A., Eisen, A., Rossini, P., Paulus, W. Magnetic stimulation motor evoked potentials. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl. 52, 97-103 (1999).
  30. Ueno, S., Tashiro, T., Harada, K. Localized stimulation of neural tissues in the brain by means of a paired configuration of time-varying magnetic fields. J Appl Phys. 64 (10), 5862-5864 (1988).
  31. Fleming, M. K., Sorinola, I. O., Newham, D. J., Roberts-Lewis, S. F., Bergmann, J. H. M. The effect of coil type and navigation on the reliability of transcranial magnetic stimulation. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 20 (5), 617-625 (2012).
  32. Brunoni, A. R., Amadera, J., Berbel, B., Volz, M. S., Rizzerio, B. G., Fregni, F. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. Int J Neuropsychopharmacol. 14 (8), 1133-1145 (2011).
  33. Palm, U., Reisinger, E., et al. Brain Stimulation Evaluation of Sham Transcranial Direct Current Stimulation for Randomized, Placebo-Controlled Clinical Trials. Brain Stimul. 6 (4), 690-695 (2013).
  34. Sehm, B., Schäfer, A., et al. Dynamic modulation of intrinsic functional connectivity by transcranial direct current stimulation. J Neurophysiol. 108 (12), 3253-3263 (2012).
  35. Nitsche, M. A., Schauenburg, A., et al. Facilitation of implicit motor learning by weak transcranial direct current stimulation of the primary motor cortex in the human. J Cogn Neurosci. 15 (4), 619-626 (2003).
  36. Antal, A., Begemeier, S., Nitsche, M. A., Paulus, W. Prior state of cortical activity influences subsequent practicing of a visuomotor coordination task. Neuropsychologia. 46 (13), 3157-3161 (2008).
  37. Kang, E. K., Paik, N. J. Effect of a tDCS electrode montage on implicit motor sequence learning in healthy subjects. Exp Transl Stroke Med. 3 (1), 4(2011).
  38. Kantak, S. S., Mummidisetty, C. K., Stinear, J. W. Primary motor and premotor cortex in implicit sequence learning - Evidence for competition between implicit and explicit human motor memory systems. Eur J Neurosci. 36 (5), 2710-2715 (2012).
  39. Nissen, M. J., Bullemer, P. Attentional requirements of learning: Evidence from performance measures. Cogn Psychol. 19 (1), 1-32 (1987).
  40. Stagg, C. J., Jayaram, G., Pastor, D., Kincses, Z. T., Matthews, P. M., Johansen-berg, H. Polarity and timing-dependent effects of transcranial direct current stimulation in explicit motor learning. Neuropsychologia. 49 (5), 800-804 (2011).
  41. Poreisz, C., Boros, K., Antal, A., Paulus, W. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Res Bull. 72 (4-6), 208-214 (2007).
  42. Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clin Neurophysiol. 117 (4), 845-850 (2006).
  43. Baudewig, J., Nitsche, M. A., Paulus, W., Frahm, J. Regional modulation of BOLD MRI responses to human sensorimotor activation by transcranial direct current stimulation. Magn Reson Med. 45 (2), 196-201 (2001).
  44. Venkatakrishnan, A., Sandrini, M. Combining transcranial direct current stimulation and neuroimaging: novel insights in understanding neuroplasticity. J Neurophysiol. 107 (1), 1-4 (2012).
  45. Neuling, T., Wagner, S., Wolters, C. H., Zaehle, T., Herrmann, C. S. Finite-element model predicts current density distribution for clinical applications of tDCS and tACS. Frontiers in Psychiatry. 3, 1-10 (2012).
  46. Bikson, M., Rahman, A. Origins of specificity during tDCS anatomical, activity-selective, and input-bias mechanisms. Front Hum Neurosci. 7, 1-5 (2013).
  47. Truong, D. Q., Hüber, M., et al. Brain Stimulation Clinician Accessible Tools for GUI Computational Models of Transcranial Electrical Stimulation BONSAI and SPHERES. Brain Stimul. 7 (4), 521-524 (2014).
  48. Caparelli-Daquer, E. M., Zimmermann, T. J., et al. A Pilot Study on Effects of 4x1 High-Definition tDCS on Motor Cortex Excitability. Proc Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc EMBS. , 735-738 (2012).
  49. Kuo, H. I., Bikson, M., et al. Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4 x 1 ring tDCS: A neurophysiological study. Brain Stimul. 6 (4), 644-648 (2013).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Transkraniyal Do ru Ak m Stim lasyonuTranskraniyal Rastgele G r lt Stim lasyonuPrimer Motor KorteksElektrot Yerle im Montajnilateral Motor Stim lasyonBilateral Motor Stim lasyonMotor Evoke PotansiyellerTranskraniyal Manyetik Stim lasyonKortikal Eksitabilite Mod lasyonu

İlgili makaleler