15 Şubat 2015
Beyincik üzerindeki transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS), prefrontal korteks üzerinde uzak bir etki yapar, bu da biliş ve performansı modüle edebilir. Bu, farklı karmaşıklıkta iki bilgi işleme görevi kullanılarak gösterildi, bu sayede görev zor olduğunda ancak kolay olmadığında yalnızca katodal tDCS performansı iyileştirdi.
Bu prosedürün genel amacı, serebellumun transkraniyal doğru akım stimülasyonu kullanılarak bilişin modüle edilmesine yönelik bir tekniği göstermektir. Bu işlem, öncelikle her biri serebellumun işlevini gerektiren farklı zorluk seviyelerindeki bilişsel görevler sırasında performansın ölçülmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım ise, üç ayrı katılımcı grubuna veya bir hafta ara ile aynı gruba, serebellum üzerine 20 dakika boyunca anodal, katodal veya sham transkraniyal doğru akım stimülasyonu uygulamaktır.
Ardından, serebellar transkranyal doğru akım stimülasyonu uygulamasından sonra tüm görevlerdeki performansı tekrar ölçün. Son adım, her bir görevden elde edilen verileri işleyip analiz etmek ve serebellar TDCS öncesi ve sonrası performansı karşılaştırmaktır. Sonuç olarak, serebellum üzerine uygulanan katot veya transkranyal doğru akım stimülasyonu, bilişsel işlevlerin görevler kolay olduğundan ziyade zor olduğunda nasıl kolaylaştırılabileceğini göstermek için kullanılır.
Bu tekniğin etkileri, nöral aktiviteyi uyarma veya baskılama, belirli davranışları artırma veya azaltma potansiyeline sahip olduğu için bilişsel veya motor bozuklukların tedavisine veya teşhisine kadar uzanmaktadır; prosedürün nasıl uygulanacağını laboratuvardan araştırma görevlisi Briney gösterecektir. Katılımcıyı karşıladıktan sonra, kendisinden bilgi formunu okumasını ve TDCS güvenlik anketini doldurmasını isteyin. TDCS uygulanması için herhangi bir kontrendikasyon yoksa, bu prosedür sırasında katılımcıdan onam formunu imzalamasını isteyin.
Dikkat dağıtıcı unsurları azaltmak ve işitsel yanıt sürelerinin doğru şekilde kaydedilmesine olanak tanımak için, hesaplama ve dil görevlerini stimülasyon döneminin öncesinde ve sonrasında sessiz bir odada, rastgele bir sırayla art arda uygulayın. Katılımcıyı bilgisayar ekranının önüne oturtun; kendilerine bir toplama görevi yapacaklarını, kulaklık aracılığıyla bir dizi sayı duyacaklarını, az önce duydukları sayıyı hemen öncesindeki sayıya eklemeleri gerektiğini, ardından cevabı sesli olarak söyleyip duydukları sayıyı bir öncekiyle toplamaya devam etmeleri gerektiğini ve kümülatif bir toplam vermemeleri gerektiğini açıklayın. Katılımcının rahat olduğundan emin olun.
Mikrofonu katılımcının ağzının önüne yerleştirin ve onlardan, yapıştırıcı işitsel seri düzenleme görevinin nasıl gerçekleştirileceğini resmi olarak açıklayan ekrandaki talimatları okumalarını isteyin. Katılımcı görevi anladığını ve yalnızca toplama görevinin cevabını seslendireceğini onayladığında, bir uygulama görevi gerçekleştirin ve uygulama oturumu sırasında sorular sorun.
Sayıların sunumuna başlayın ve uyaranlar arası aralığı 300 milisaniye azaltarak işitsel maddelerin sunum hızını artırın. 4,2 ile 1,8 saniye arasındaki aralık değerlerine sahip her beş maddelik bloktan sonra, araştırmacının puanlama amacıyla görevi takip edebilmesi için uyaranların duyulabilir olduğundan emin olun. Alıştırma oturumunu oluşturan 45 maddenin tamamını uygulayın.
Katılımcının üst üste üç hata yapmasına neden olan sunum hızını not edin ve uygulama oturumu sona erdikten sonra görev sırasında bu eşik noktasından önceki hızı kullanın; katılımcı için sunum hızını ayarlayın ve bu hızın stimülasyon öncesi oturum ile stimülasyon sonrası oturum arasında korunduğundan emin olun. Göreve yeniden başlamak için, katılımcının rahat bir şekilde oturduğundan, uyaranların ve yanıtların duyulabilir olduğundan emin olun. Görevi başlatın ve 60 maddeyi uygun hızda sunun.
Görev sırasında, daha sonra doğrulanması için her cevabı basılı puanlama formuna not edin. Katılımcı yanlış cevap verdiğinde veya yanıt vermediğinde puan vermeyin ve her doğru cevabı işaretleyin. Ardından, katılımcılara çıkarma görevi talimatlarının toplama göreviyle aynı olduğunu, ancak bu kez az önce duydukları sayıyı hemen öncesindeki sayıdan çıkararak cevabı seslendirmeleri gerektiğini ve ardından duydukları sayıyı tekrar bir önceki sayıdan çıkarmaya devam etmeleri gerektiğini söyleyin.
Mikrofonun katılımcının ağzından uzaklaşmadığından emin olun ve onlara bilgisayar ekranında sunulan talimatları okutun. Katılımcının talimatları anladığını onayladıktan ve hesaplamaları sözlü olarak veya parmak yardımıyla yapmamaları gerektiğini hatırlattıktan sonra, sunum hızını belirlemek için alıştırma görevini gerçekleştirin. Daha önce yapıldığı gibi.
İşitsel, seri çıkarma görevine başlayın ve cevapları daha önce olduğu gibi basılı skor sayfasına kaydedin. Deneyin bu bölümü için öncelikle katılımcıya, sunulan isme karşılık uygun bir fiil söylemesi gerektiğini açıklayın. Görevin başında katılımcılara bu isim-fiil ilişkisini netleştirin.
Kelimeleri bilgisayar ekranının merkezinde, bloklar halinde farklı rastgele sıralarda sunun; ilk beş blok tekrarlanan kelimelerden, altıncı blok ise yeni kelimelerden oluşmalıdır. Birinci ve ikinci oturumlardaki kelime listeleri birbirinden farklı olmalı ve katılımcılar arasında karşıdengeli şekilde dağıtılmalıdır. Görevi başlatın ve katılımcıdan, fiil üretme görevinin nasıl gerçekleştirileceğini resmi olarak açıklayan, bilgisayar ekranında sunulan standart talimatları okumasını isteyin.
Katılımcı görevi tamamen anladıktan sonra, mikrofonu ağzının önüne yerleştirin ve bilgisayar ekranında görünür görünmez kelimeleri telaffuz etmesini isteyin. Her kelimenin bir sonraki kelimeyle değiştirildiğinden emin olun. Mikrofon bir yanıt algıladığında, sonraki doğrulama işlemleri için katılımcı tarafından yüksek sesle söylenen her cevabı not edin veya kaydedin.
Herhangi bir hatayı veya cevaplanmamış yanıtı not edin. Kelimeleri, fiil üretme aşamasındakiyle aynı şekilde sunun. Görev katılımcıları, isim okuma görevindeki isimleri ve fiil okuma görevindeki fiilleri okusun.
Her iki okuma görevi için, mikrofonun katılımcının ağzına olan konumunun değişmediğinden emin olun. Katılımcıya, her kelime bilgisayar ekranında görünür görünmez yüksek sesle okumasını söyleyin. Kelimeler yüksek sesle okunurken ekrana bakarak, katılımcının her iki okuma görevi boyunca her kelimeyi doğru okuduğunu doğrulayın.
TDCS'nin insanlarda kullanımının güvenli olduğu kabul edilmektedir; ancak, özellikle katılımcının prosedür sırasında kendini kötü hissetmesi veya bayılması durumunda güvenliğinin tehlikeye girmemesini sağlamak için TDCS uygulanırken ilk yardım imkanlarının hazır bulundurulması tavsiye edilir. TDCS uygularken katılımcıyı asla gözetimsiz bırakmayın. İnhibitör katot veya sağ serebellar korteks üzerinden stimülasyon uygulamak için, 25 santimetrekare yüzey alanına sahip iki sünger elektrodu, doygun hale gelene kadar standart %0,9 sodyum klorür çözeltisinde önceden ıslatın. Mavi elektrodu, oksipital kemiğin en belirgin çıkıntısının bir santimetre altına ve dört santimetre sağına, yaklaşık olarak serebellar lob yedi konumuna yerleştirin.
Elektrot montajını tamamlamak için, kırmızı referans veya anodal elektrodu sağ omuzdaki deltoid kasının üzerine yerleştirin. Optimal bir elektrot-cilt arayüzü sağlamak için ıslak elektrotları kauçuk kayışlar veya sülfür Durant sargı ile başa ve üst kola sıkıca sabitleyin. Elektrotların saçların üzerine değil, saçlı deriye düz bir şekilde yerleştirildiğinden emin olun.
Elektrotlar sabitlendikten sonra planlanan konumların kaymadığını kontrol edin. Damlayan salin solüsyonunu temizlemek için katılımcının boynunun arkasına bir kağıt havlu yerleştirin. Stimülasyon yoğunluğunu iki miliamper olarak ayarlayın ve her stimülasyon müdahalesini sırasıyla başlatmak ve bitirmek için güvenilir, akım düzenlemeli bir DC stimülatörü kullanarak 20 dakika boyunca uygulayın.
Plasebo tDCS uygulamak için DC akımını 10 saniye boyunca rampa şeklinde artırarak 20 dakika boyunca plasebo stimülasyonu verecek şekilde parametreleri ayarlayın. Stimülasyon akımı yerine, katot veya plasebo stimülasyonunu üç ayrı katılımcı grubuna psödorastgele sırayla uygulayın. Beyin stimülasyonunun ardından, katılımcıların toplam sayısının, cinsiyetlerinin ve yaş ortalamalarının gruplar arasında karşılaştırılabilir olduğundan emin olun.
P-A-S-A-T ve P-A-S-S-T testlerini daha önce olduğu gibi karşıt dengeli sırada tekrarlayın. Ardından isim ve fiil okuma görevlerini ve fiil üretme görevini bu sırayla tekrarlayın. Hesaplama, görev deneyleri ve dil görevi deneylerini sözde rastgele sırada gerçekleştirin.
Bu görüntü, serebellar tDCS öncesi ve sonrası doğruluk skorlarını göstermektedir. Aşağıdaki görüntülerin her birinde, katot stimülasyonu sonrası doğru yanıt sayıları, toplama görevine kıyasla çıkarma görevinde seçici olarak iyileşmiştir. Yıldızlar, düzeltilmiş eşli karşılaştırmalarla ortaya konan 0,05'ten küçük P değeri ile anlamlı farkları göstermektedir.
Bu şekil, tekrarlanan bloklar arasındaki ortalama toplam öğrenmeyi göstermektedir; birinci ile beşinci bloklar arasındaki ortalama yanıtlar, fiil üretme görevi sırasında uygulanan TDCS sonrası, isim okuma ve fiil okuma görevlerine kıyasla daha hızlıdır. Son olarak, bu görüntü tekrarlanan bloklar arasındaki toplam öğrenme değişkenliğini göstermektedir. Birinci ile beşinci bloklar arasındaki yanıtların değişkenliği, fiil üretme görevi sırasında uygulanan TDCS sonrası, isim okuma veya fiil okuma görevlerine kıyasla daha tutarlıdır.
tDCS uygulaması konusuna hakim olunduğunda, elektrotların yerleştirilmesi dahil olmak üzere uygulama yaklaşık 30 ila 40 dakikada, çalışmanın tamamı ise düzgün bir şekilde yürütüldüğünde yaklaşık bir buçuk saatte tamamlanabilir. Bu prosedür uygulanırken, elektrotların doğru şekilde konumlandırıldığını ve farklı gruplar için doğru montajın kullanıldığını hatırlamak ve başarıyı sağlamak için uygun eğitimin verildiğinden emin olmak önemlidir.
Bu çalışma, serebelluma uygulanan transkraniyal doğru akım stimülasyonunun (tDCS), özellikle farklı zorluk seviyelerindeki görevlerde bilişsel performans üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Bulgular, katodal tDCS'nin zorlayıcı bilişsel görevlerde performansı artırdığını göstermekte ve bilişsel fonksiyonların modülasyonu için potansiyel bir yöntem olduğuna işaret etmektedir.
Serebellumun transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS), nöropsikiyatrik ve nörodejeneratif hastalık modelleriyle ilgili bilişsel fonksiyonların modülasyonu için yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Yüksek yüklemeli bilişsel görevlerde performansı seçici olarak artırma yeteneği, erken evre MSS ilaç keşfinde hedef doğrulaması ve öngörücü risk azaltma için mekanistik bir araç sağlar. Bu yöntem, serebellar-prefrontal devrelerin bilişele olan fonksiyonel katkısını netleştirerek portföy kararlarını destekler.
Bu prosedür, hipotez testi ve hedef etkileşimi doğrulaması için insani bir deneysel platform sağlayarak, keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürekliliğe entegre olur.