في وقت واحد عبر الجمجمة بالتناوب التحفيز الحالي والرنين المغناطيسي التصوير بالرنين الوظيفي

Behavior
 

Summary

عبر الجمجمة بالتناوب التحفيز الحالي (تاكس) هو أداة واعدة لتحقيق موسع من التذبذبات الدماغ، على الرغم من آثاره ليست مفهومة تماما. توضح هذه المقالة إعداد آمن وموثوق به لتطبيق تاكس في وقت واحد مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، والتي يمكن أن تزيد من فهم وظيفة دماغية متذبذبة وآثار تاكس.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Williams, K. A., Cabral-Calderin, Y., Schmidt-Samoa, C., Weinrich, C. A., Dechent, P., Wilke, M. Simultaneous Transcranial Alternating Current Stimulation and Functional Magnetic Resonance Imaging. J. Vis. Exp. (124), e55866, doi:10.3791/55866 (2017).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

عبر الجمجمة بالتناوب التحفيز الحالي (تاكس) هو أداة واعدة للتحقيق موسع من التذبذبات الدماغ. تاكس توظف التحفيز تردد محددة من الدماغ البشري من خلال تطبيق الحالي على فروة الرأس مع أقطاب السطح. ويستند معظم المعرفة الحالية لهذه التقنية على الدراسات السلوكية. وبالتالي، الجمع بين طريقة مع التصوير الدماغ يحمل القدرة على فهم أفضل لآليات تاكس. بسبب التحف الكهربائية وقابلية التأثر، والجمع بين تاكس مع تصوير الدماغ يمكن أن يكون تحديا، ومع ذلك، واحدة تقنية التصوير الدماغ التي هي مناسبة تماما ليتم تطبيقها في وقت واحد مع تاكس هو التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (الرنين المغناطيسي الوظيفي). في مختبرنا، قمنا بجمع بنجاح تاكس مع قياسات الرنين المغناطيسي الوظيفي في وقت واحد لإظهار أن الآثار تاكس هي الدولة، الحالية، والتردد تعتمد، وأن تعديل نشاط الدماغ لا يقتصر على المنطقة مباشرة تحت الأقطاب الكهربائية. توضح هذه المقالة مجموعة آمنة وموثوق بهامتابعة لتطبيق تاكس في وقت واحد مع مهمة مرئية وظائف الرنين المغناطيسي الوظيفي، والتي يمكن أن تقرض لفهم وظيفة الدماغ متذبذبة، فضلا عن آثار تاكس على الدماغ.

Introduction

عبر الجمجمة بالتناوب التحفيز الحالي (تاكس) هو تقنية تحفيز الدماغ موسع مع وعد للتحقيق التذبذبات العصبية ووظائف الدماغ تردد محددة في الأفراد الأصحاء وكذلك لدراسة وتعديل التذبذبات في السكان السريرية 1 . باستخدام اثنين أو أكثر من الأقطاب الكهربائية موضوعة على فروة الرأس، يتم تطبيق موجات الجيب منخفضة الحالية (1-2 أماه ذروة إلى ذروة) إلى الدماغ في التردد المطلوب للتفاعل مع التذبذبات العصبية الجارية. وقد تقاس الدراسات تاكس التحوير السلوكي أو المعرفي التردد والمهام محددة بما في ذلك ولكن لا تقتصر على وظيفة المحرك 2 ، أداء الذاكرة العاملة 3 ، سوماتوسنساتيون 4 ، والإدراك البصري 5 ، 6 ، 7 . وقد أدى تطبيق التيار المتناوب بطريقة غير موسع أيضا إلى وظيفيةوتحسين في المرضى العصبية، مثل الحد من الزلزال في مرض باركنسون 8 ، وتحسين الرؤية في الاعتلال العصبي البصري 9 ، وتحسين معدل الكلام، الحسية، والمحرك الانتعاش بعد السكتة الدماغية 10 . على الرغم من عدد متزايد من الدراسات باستخدام تاكس للبحوث والأدلة على إمكاناتها العلاجية في البيئات السريرية، وآثار هذه التقنية ليست كاملة تماما، وآلياتها ليست مفهومة تماما.

المحاكاة والدراسات الحيوانية يمكن أن توفر نظرة ثاقبة آثار التحفيز الحالي بالتناوب على مستوى الشبكة الخلوية أو العصبية تحت ظروف تسيطر 11 ، 12 ، ولكن نظرا لاعتماد الدولة من تقنيات التحفيز الفعالة 13 ، 14 ، مثل هذه الدراسات لا تكشف عن الصورة الكاملة . الجمع بين تاكس مع تقنيات التصوير العصبيمثل تخطيط كهربية الدماغ (إيغ) 15 ، 16 ، 17 ، ماغنيتنسيفالوغرافي (ميج) 18 ، 19 ، 20 ، أو وظيفية التصوير بالرنين المغناطيسي (الرنين المغناطيسي الوظيفي) 21 ، 22 ، 23 ، 24 يمكن أن تبلغ عن تعديل على مستوى النظم وظيفة الدماغ. ومع ذلك، فإن كل تركيبة تأتي مع التحديات التكنولوجية، ويرجع ذلك أساسا إلى التحف التي يسببها القطع الأثرية في قياس الترددات من الفائدة 15 . على الرغم من أن القرار الزمني للرنين المغناطيسي الوظيفي لا يمكن أن تتطابق مع قياسات إيغ أو ميج، التغطية المكانية والقرار في مناطق الدماغ القشرية تحت القشرية متفوقة.

في الآونة الأخيرة، في دراسة تاكس-الرنين المغناطيسي الوظيفي مجتمعة، أظهرنا أن آثار تاكس على مستوى الأكسجين في الدم د(بولد) إشارة قياسها مع الرنين المغناطيسي الوظيفي على حد سواء تردد ومهمة محددة، وأن التحفيز لا تمارس بالضرورة أكبر تأثير لها مباشرة تحت الأقطاب، ولكن في المناطق أكثر بعدا عن الأقطاب 22 . في دراسة تالية، قمنا بالتحقيق في تأثير موقف القطب تاكس وتواتر على وظيفة الشبكة باستخدام اتساع تقلبات التردد المنخفض والوظيفة وظيفية يستريح، بما في ذلك استخدام بذور الترابط من المناطق المحفزة بشكل مباشر، كما هو مشتق من كثافة الحالية القائمة على الموضوع المحاكاة. وعلى الأخص في هذه الدراسة، أثار التحفيز ألفا (10 هرتز) وغاما (40 هرتز) آثارا عكسية في اتصال الشبكة أو على التشكيل الإقليمي 23 . بالإضافة إلى ذلك، كانت شبكة استراحة الدولة الأكثر تضررا هي شبكة التحكم الأمامية الأمامية الجدارية. هذه الدراسات تسلط الضوء على إمكانية استخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي لتحديد المعلمات المثلى ل، ستي تسيطر فعالةmulation. أيضا، أنها تسهم في الأدلة على أنه، إلى جانب المعلمات التي تسيطر عليها، مثل حالة المهمة والتوقيت، وتيرة التحفيز، والمواقف القطب، وهناك عوامل محددة الموضوع التي تؤثر على نجاح تاكس. ومن أمثلة خصائص الخواص التي تترجم كمتغيرات غير قابلة للتحكم في تحسين معلمات التحفيز هي التوصيل الوظيفي الجوهري وتكرار ذروة التذبذب الداخلي (على سبيل المثال ، تردد ألفا فردي)، وسمك الجمجمة والجلد 25 . وبالنظر إلى الجسم الحالي من الأدب المتعلقة تاكس، والمزيد من الدراسات التي تجمع بين تاكس مع القياسات العصبية مثل التصوير العصبي مطلوبة لوضع إجراءات شاملة لتقنيات التحفيز الدماغ فعالة.

هنا، ونحن تصف الإعداد آمنة وموثوق بها للتجارب تطبيق تاكس في وقت واحد مع الرنين المغناطيسي الوظيفي للمهمة البصرية، مع التركيز على جوانب الإعداد والتنفيذ التي تسفر تاك متزامنة بنجاحS مع الحصول على قطعة أثرية خالية من البيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي.

Protocol

إجراء جميع التجارب وفقا للمبادئ التوجيهية لجنة الأخلاق المؤسسية. لجميع الدراسات المذكورة في هذه المخطوطة، تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا لإعلان هلسنكي واعتمادها من قبل لجنة الأخلاقيات المحلية للمركز الطبي الجامعي غوتنغن.

1. التحفيز وإعداد الكمبيوتر قبل التجربة

  1. إعداد المحفز
    ملاحظة: مشجعا المستخدمة في هذه التجربة الرنين المغناطيسي الوظيفي هو الرنين المغناطيسي المصممة خصيصا (مر) نظام متوافق مع مر مربع تصفية الداخلية آمنة، مربع فلتر الخارجي، المقاومات السلامة، إلى جانب الكابلات والمواد مر آمنة. وتتعلق بعض التعليمات تحديدا بتوجيهات الجهة المصنعة، وقد تختلف هذه عند استخدام مشجعا آخر، لذا يجب الحرص على اتباع تعليمات المعدات المقدمة من قبل الشركة المصنعة والتي قد تشكل استثناءات لهذا الإعداد. ويبين الشكل 1A مشجعاالمكونات المستخدمة في هذا الإعداد التجريبي.
    1. انتقل من خلال القائمة من مشجعا لبرمجة المعلمات التجريبية المطلوبة (الرجوع إلى دليل المستخدم لمزيد من التفاصيل). على سبيل المثال، للحصول على تردد التحفيز من 10 هرتز، برنامج 10 دورات لمنحدر أعلى / أسفل الوقت من 1 ثانية، 300 دورات جيبية لمدة 30 ثانية من التحفيز، والقوة الحالية تساوي 1000 μA، ووضع الزناد المتكررة، كما أجريت لدينا التجارب ما لم يذكر خلاف ذلك. حفظ البرنامج لتحميل لكل مرة يتم تشغيل التجربة بعد ذلك.
    2. توصيل الحوافز العرض الزناد الكمبيوتر الناتج إلى مشجعا باستخدام كابل بنك.
    3. وضع كابل شبكة محلية غير محمية (لان) محمية من خلال التردد الراديوي (رف) أنبوب الدليل الموجي من داخل غرفة الماسح الضوئي. لتجنب اقتران بالسعة الرنانة، تأكد من أن الكابل خالية من الحلقات ووضعها على طول جدار الغرفة، مما يؤدي إلى الجزء الخلفي من المغناطيس تتحمل وعلى طول الجانب الأيمن الماسح الضوئي سرير رايلينز داخل تتحمل، مما يؤدي إلى موقف مربع فلتر الداخلية (انظر الشكل 1C وملاحظة السلامة في الخطوة 2.4 بشأن موقف الكابل). تأمين الكابل مع الشريط وضعت بشكل متقطع على طول طوله.
  2. قم بتحميل برنامج التحفيز البصري على كمبيوتر عرض مخصص منفصل عن كمبيوتر التحكم في الماسحة الضوئية. كما هو مبين في الشكل 1C ، قم بتوصيل الكمبيوتر العرض إلى الناتج الزناد الماسح الضوئي عن طريق تحويل البصرية إلى الكهربائية وجهاز الإخراج ( أي العرض) التي يتم وضعها في حالة محمية أو خارج غرفة المغناطيس. استخدام المرايا غير المغناطيسية لتوجيه الإسقاط على شاشة داخل تتحمل الماسح الضوئي.

2. الموضوع وصول والتحضير

  1. تم تعيين ما قبل الشاشة المواضيع لأي موانع لمسح مر (على سبيل المثال ، لا زرع المعادن، لا رهاب الخوف، المتطلبات التجريبية موضوع معين) كماوكذلك ل تاكس (على سبيل المثال ، تاريخ المضبوطات، والصداع المزمن، والحمل) 26 ، 27 .
  2. عندما يصل الموضوع، وإرشاد الموضوع حول تجربة التجربة الرنين المغناطيسي الوظيفي ووصف تجربة للتوقع (على سبيل المثال ، التحفيز البصري، وخز أو فوسفهينس من تاكس، تعليمات مهمة خاصة).
  3. مكان الأقطاب وفقا لنظام 10-20 إيغ وإعداد مشجعا.
    1. باستخدام قياس الشريط، وقياس المسافة على رأس الموضوع من ناسيون إلى البصل، ومن الأذن إلى الأذن، فوق رأس الرأس. تقاطع كل من أطوال يعطي الموقف على رأس ل تشيكوسلوفاكيا، وفقا لنظام 10-20 إيغ. بمناسبة بقعة تشيكوسلوفاكيا على فروة الرأس باستخدام علامة.
    2. وضع غطاء إيغ دون أقطاب على رأس الموضوع، مع تشيكوسلوفاكيا الانحياز للعلامة على فروة الرأس هذا الموضوع، وتحديد الموقع المطلوب من الأقطاب ووضع علامة عليها.
      ليسه: من المهم أن يستخدم جميع المجربين نظام المواضع نفسه لضمان الاتساق من خلال جميع التجارب؛ و 10-20 نظام إيغ، والذي يستخدم عادة في التجارب التحفيز عبر الجمجمة، لديها مبادئ توجيهية محددة للحفاظ على وضع القطب دقيقة 26 ، 28 .
    3. استخدام منصات الكحول والقطن، وتنظيف الشعر والجلد على وحول البقع ملحوظ على فروة الرأس هذا الموضوع. إزالة الزيوت ومنتجات الشعر.
    4. انتشار بعض هلام على الأقطاب المطاطية واضغط على كل قطب بقوة على المواقع ملحوظ وتنظيفها على فروة الرأس هذا الموضوع، وضمان اتصال كامل من القطب إلى هلام موصل لفروة الرأس مع الحد الأدنى من مقاومة.
    5. باستخدام كابل محمية محمية لان، قم بتوصيل صناديق التصفية وكابلات مر آمنة إلى مشجعا والأقطاب المطاط كما هو مبين في الشكل 1A .
    6. بدوره على مشجعا واختبار مقاومة (الرجوع إلى المستخدمدليل لمزيد من التفاصيل). إذا كانت المعاوقة لا تقل عن 20 كيلوواط، اضغط على أقطاب على فروة الرأس أو إضافة هلام القطب حسب الضرورة حتى يتم استيفاء هذا المبدأ التوجيه مقاومة.
    7. عندما تكون المعاوقة أقل من 20 كيلوواط، والسماح للمشجعين لإخراج الحالي لبضع ثوان لتعريف الموضوع مع التجربة الحسية. نسأل هذا الموضوع عن الإدراك الحسي خلال هذا الاختبار، بما في ذلك ما إذا كان الإحساس وخز ويمكن صمدت، ومدى أو موقع فوسفهينس أثناء التحفيز.
    8. عند هذه النقطة، يتم إعداد هذا الموضوع للانتقال إلى السرير الماسح الضوئي. ترك الكابل الكهربائي موصول الأقطاب المطاطية على هذا الموضوع، وقطع مشجعا، وكابل لان احتياطية، وصناديق فلتر الخارجي والداخلي.
    9. قم بتوصیل مربع التصفیة الخارجي بکبل لان الذي یمر عبر دلیل الموجات إلی الماسح الضوئي مر، تاركا کابل شبکة لان ضعیفة خارج الدلیل الموجي قدر الإمکان (انظر الشکل 1B ). ربطمشجعا على مربع فلتر الخارجي باستخدام كابل مشجعا ومزدوجة تحقق من أن مشجعا متصلا الانتاج الزناد الكمبيوتر العرض.
  4. إعداد الموضوع داخل الماسح الضوئي مر.
    ملاحظة: ويبين الشكل 1C الإعداد الكامل تاكس-الرنين المغناطيسي الوظيفي خلال التجربة. من الأهمية بمكان ترتيب الكابلات ومربع التصفية الداخلية كما هو محدد، مع كابل كهربائي مرتبة في زاوية 90 درجة تقريبا إلى مستوى السرير الماسح الضوئي وصندوق التصفية الداخلي يستريح على الماسح الضوئي السرير حديدي على الجانب الأيمن من الماسح الضوئي تجويف. إهمال للقيام بذلك يمكن أن تضر دائرة السلامة من كابل الكهربائي؛ ينطبق هذا التكوين على كل من لفائف رف مفتوحة ومغلقة.
    1. بعد التأكد من أن هذا الموضوع خال من المواد المغناطيسية وعلى استعداد لتجربة التصوير بالرنين المغناطيسي، يؤدي هذا الموضوع في غرفة الماسح الضوئي.
    2. أعط سدادات الأذن لحماية السمع للموضوع، وأوعز الموضوع بالكذبعلى السرير الماسح الضوئي، ووضع الوسائد حول وتحت الرأس وتحت الساقين للراحة والحد من الحركة. عند وضع الوسائد خلف رأس الموضوع، وإيلاء اهتمام خاص لوضع الكابل الكهربائي شقة وفي وضع مريح لهذا الموضوع على أن تستمر لمدة التجربة.
    3. إعطاء الكرة التنبيه ومر آمنة زر استجابة مربع لهذا الموضوع لعقد مثل هذا الحد الأدنى من الحركة المطلوبة لدفع زر للرد في التجربة.
    4. تأمين لفائف رأس الترددات اللاسلكية على رأس الموضوع مع مرآة المرفقة بحيث يمكن للموضوع رؤية شاشة العرض تنعكس في الاتجاه الصحيح.
    5. تأمين مؤقتا نهاية خالية من كابل الكهربائي القادمة من الأقطاب المطاطية إلى مكان في لفائف الرأس بحيث لا يمسك عندما يتحرك السرير. ويبين الشكل 1D رأس الموضوع المتمركزة في لفائف الرأس مع الوسائد، مرآة، وكابل تاكس في مكان بإيفور تتحرك السرير إلى مركز لفائف الرأس للتصوير. يتم عرض مربع التصفية أيضا موضوعة على حجيرة سرير الماسح الضوئي، كمثال على المكان الذي يجب أن يجلس بالنسبة لفائف الرأس عندما يكون السرير الماسح الضوئي في موقف القياس.
    6. حرك سرير الماسحة الضوئية إلى موضع القياس. من الطرف الخلفي من تتحمل الماسح الضوئي، وربط كابل الكهربائي من الأقطاب المطاطية إلى مربع فلتر الداخلي الذي يربط إلى كابل لان، كما هو مبين في الشكل 1C . لمنع الحركة الزائدة أثناء المسح الضوئي، قم بتأمين الكابلات ومربع التصفية على طول حاجز سرير الماسحة الضوئية إلى يمين الحامل مع الشريط وأكياس الرمل. وضع شاشة العرض في الطرف الخلفي من تتحمل الماسح الضوئي.
    7. اختبار مقاومة على مشجعا مرة أخرى للتأكد من أن جميع الاتصالات بين الكابلات، وصناديق فلتر، ومحفز مصنوعة بشكل صحيح.

3. مر المسح والتجربة

  1. قبل بدء الفحص، اختبار أنيسجل الكمبيوتر العرض عندما يدفع الموضوع أزرار الاستجابة.
  2. (T): 3.26 مللي ثانية، زمن التكرار (تر): 2،250 مللي ثانية، زمن الانعكاس: 900 مللي ثانية، زاوية الوجه 9 °، إيزوتروبيك من 1 × 1 × 1 مم 3 ).
    1. بعد الاستحواذ، وضبط التباين والنافذة على التصوير بالرنين المغناطيسي التشريحية إلى الحد الأدنى والعالي القصوى للكشف بصريا الضوضاء أثناء المسح الضوئي التي قد تنتج عن الإعداد مشجعا. مواصلة هذا الرصد البصري للضوضاء في وقت واحد مع اكتساب صورة وظيفية.
  3. بدء التجربة على الكمبيوتر العرض، وعلى استعداد للبدء مع الزناد الماسح الضوئي، وبدء مشجعا إلى الانتظار للعرض الزناد الكمبيوتر الكمبيوتر. ترك مشجعا على وتوصيلها في جميع أنحاء التجربة الرنين المغناطيسي الوظيفي لتجنب الاختلافات في نسبة الإشارة إلى الضوضاء الزمنية (تسنر) بين مشجعاظروف التشغيل والخروج 22 .
  4. بدء التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (على سبيل المثال ، ثنائي الأبعاد T2 * وزنها التدرج صدى التصوير صدى مستو؛ تي: 30 مللي ثانية، تر: 2،000 مللي ثانية، زاوية الوجه 70 درجة، 33 شرائح من سمك 3 ملم، لا توجد فجوة بين شرائح في قرار في الطائرة من 3 × 3 مم 2 ، 210 مجلدات لمدة سبع دقائق من المسح الضوئي)، مما يؤدي بدء التجربة على الكمبيوتر العرض. مراقبة عرض مشجعا لضمان أن يتم إرسال التيار في الأوقات المطلوبة في جميع أنحاء تشغيل التجريبية.

4. تجربة الاستنتاج

  1. بعد تشغيل التجربة والانتهاء من المسح الضوئي، افصل مربع الترشيح الداخلي من الكابل المتصل بالأقطاب المطاطية قبل تحريك سرير الماسحة الضوئية، وإزالة الموضوع من الماسحة الضوئية، وإزالة الأقطاب الكهربائية، وترك الموضوع مجانا لغسل شعرهم.
  2. إيقاف مشجعا، والمكونات في لإعادة شحن. تنظيف الأقطاب المطاطية بالماء ل نيكسر استخدام.

Representative Results

الشكل 2 والشكل 3 تظهر الصور التمثيلية المكتسبة لاختبارات الضوضاء المعدات في الوهمية وفي موضوع الإنسان، على التوالي. في كل صف، الشكل 2 والشكل 3 عرض شرائح محورية تمثيلية من حجم المكتسبة أو خريطة محسوبة، المسمى وفقا لذلك فوق الصف. الصورة أقصى اليمين على كل صف هو تمثيل سهمي من حجم المقابلة أو خريطة محسوبة، مشيرا إلى مواقع شريحة المحورية مع خطوط زرقاء. وبصرف النظر عن الصف الأول، الذي يوضح التنسيب الكهربائي باللون الأبيض، يتم مضافه حجم على صورة T1 المرجحة في كل شخصية. لاحظ أنه لا يوجد أي تشويه أو تسرب إشارة من الأقطاب في الصور T1 المرجحة. يظهر الصف الثاني من الشكل 2 ممثل بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي وظيفية المكتسبة مع الإعداد تاكس في مكان وتحولتعلى. في الشبح في الشكل 2 ، لاحظ هناك بعض التسرب إشارة وتشويه بسبب الأقطاب، ومع ذلك، الصف 2 من الشكل 3 يدل على أن هذه التشوهات لا تمتد خارج فروة الرأس في الموضوع. ويظهر الصفان الثالث والرابع من الشكل 2 قياسات الضوضاء في الحجم، التي يتم الحصول عليها باستخدام نفس معلمات بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي، ولكن بدون نبض إثارة الترددات الراديوية. تظهر الصور مستوى الضوضاء في غرفة الماسح الضوئي وأجهزة مر أثناء الفحص. الصف الثالث هو قياس الضوضاء مع تاكس قبالة، والصف الرابع هو واحد مع تاكس على. في الصف الخامس والسادس من الشكل 2 هي خرائط تسنر لتشغيل يعمل مع الإعداد تاكس ومحفز قبالة وعلى التوالي، تسنر الخرائط المحسوبة من البيانات المكتسبة في موضوع الإنسان تظهر في الشكل 3 الصفوف الثلاثة، مع تاكس قبالة، وأربعة، مع تاكس على. لاحظ أنه لا يوجد فرق واضحفينس في كثافة عند المقارنة بين ظروف التحفيز. كما أظهرنا في دراسة سابقة، وتنتج المعدات تاكس حوالي 5٪ انخفاض في تسنر في الصور مقارنة تلك التي تم الحصول عليها دون إعداد تاكس، ولكن ينبغي أن تظل تسنر مستقرة عبر التحفيز وإيقاف الظروف 22 .

الشكل 4 يمثل سلسلة من الصور التي توضح تسرب التسرب التي يمكن أن تحدث عندما يتم استخدام الأقطاب الكهربائية غير مر. شرائح من حجم الرنين المغناطيسي الوظيفي المكتسبة من موضوع مع الأقطاب الكهربائية التي قد يكون لها بعض التلوث المعادن تظهر تسرب التسرب تحت القطب وضعت تقريبا على القشرة الحركية الأولية، كما هو مبين مع الدوائر الحمراء.

ويبين الشكل 5 نتائج تجربة اختبار آثار القوة الحالية من 16 هرتز تش-أوز تاكس على إشارة بولد في المواضيع التي ر فقط نسأل هو المركزية عبر التثبيت. خلال التجربة، كانت فترات 12 ثانية من تاكس متشابكة مع فترات عدم التحفيز تتفاوت من 24 - 32 ثانية. في النظام كاذبة، تم تطبيق تاكس مع قوة الحالية المختلفة (500 μA، 750 μA، 1000 μA، 1500 μA) في كل من أربع أشواط. ويبين الشكل 5A متوسطات ذات صلة بالحدث لإشارة بولد لمجموعات ذات دلالة إحصائية، مع زيادة التأثير على إشارة بولد مع زيادة القوة الحالية. بالإضافة إلى ذلك، يبين الشكل 5B خرائط القوة الحالية T- نقاط محددة توضح خصوصية إقليمية من الآثار، فضلا عن زيادة التأثير المكاني مع زيادة القوة الحالية. ومن الجدير بالذكر أيضا أن نشاط بولد في المناطق الأمامية تم تغييره بشكل ملحوظ، مما يدل على أن التشكيلات لم تكن دائما تحت الأقطاب مباشرة. لمزيد من التفاصيل، يرجى الرجوع إلى كابرال-كالديرين وزملاؤه 22 .

e_content "فو: كيب-together.within-بادج =" 1 "> يعرض الشكل 6 نتائج تمثيلية لتجربة اختبار الاعتماد على ترددات تاكس أثناء مهمة الإدراك البصري، حيث ذكرت المواضيع الاتجاه المتصور للكرة الدوارة القابلة للكسر، في الوقت نفسه، تم تطبيق تاكس مع أقطاب وضعت في تشيكوسلوفاكيا وعوز في واحدة من ثلاثة ترددات التحفيز (10 هرتز، 60 هرتز، أو 80 هرتز) في كل من ثلاث جلسات منفصلة الشكل 6A يوضح توقيت التجربة مع العرض البصري وفترات تاكس بين كتل من تثبيت الصليب المركزي.تاكس حالة وتكرار تأثير التفاعل خرائط وكتلة بعد الاختبارات الخاصة تظهر آثار محددة التردد في القشرة الجداري، مع 10 هرتز تاكس تنخفض و 60 هرتز إشارة زيادة ( الشكل 6B ) الشكل 6C يظهر T- النتيجة خرائط آثار محددة من 60 هرتز تاكس تمتد إلى ما وراء القشرة الجداري لتشمل بعض أوكيبيتال والجبهة. للحصول على تفاصيل التجربة والتحليل، يرجى الرجوع إلى كابرال-كالديرين، إت آل. 22-

شكل 1
الشكل 1: إعداد تاكس في الماسح الضوئي. ( A ) إعداد تاكس مع جميع العناصر اللازمة. يتم توصيل مشجعا والكابلات خارج الغرفة مر محمية. كما تظهر هي غطاء إيغ، قياس الشريط، وهلام موصل تستخدم لوضع القطب. ( B ) مربع تصفية الخارجي ومحفز وضعت خارج غرفة الماسح الضوئي. كابل الشبكة المحلية (غير مرئي في الشكل) يأتي من غرفة الماسح الضوئي من خلال أنبوب الموجة الراديوية رف ويربط إلى مربع فلتر الخارجي، مع وجود القليل من كابل لان يتعرض خارج غرفة الماسح الضوئي ممكن. وينبغي أن تكون مرتبطة مشجعا إلى مربع فلتر الخارجي وكذلك إلى الكمبيوتر العرض الزناد كابل الانتاج. ( ج )بيئة الماسح الضوئي مع الإعداد التجريبي. تصوير الإعداد تاكس، بما في ذلك الكمبيوتر العرض، الكمبيوتر الماسح الضوئي وإخراج الزناد، والعرض. ( D ) موضوع تحديد المواقع للتجربة. وتشمل العناصر الهامة الوسائد، وضع الكابل، مرآة الرؤية، وفائف الرأس. يتم وضع مربع تصفية على الماسح الضوئي السرير حديدي كمثال على التنسيب داخل تتحمل. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2: تقييم الجودة مر الصور المكتسبة من فانتوم. الصف 1: عالية الدقة التشريحية T1 المرجحة الصور المحورية شرائح مع مواقعها تشير إلى خطوط زرقاء على شريحة سهمي إلى اليمين (كما يرى في كل صف التالي). على المستوى السهمي، والمواقف القطب هي التوضيح تصنيف، إلى داخل، أبيض. الصف 2: T2 * وزنها صدى صورة مستو شرائح، مع السهام أرجواني تشير إلى انقطاع إشارة وتشويه بسبب الأقطاب الكهربائية و / أو هلام الكهربائي. على المستوى السهمي، يتم عرض المواقع من حجم المقابلة كما تراكب (ينظر أيضا في كل صف التالي). الصف 3: شرائح صورة الضوضاء المكتسبة مع المعلمات التجريبية الرنين المغناطيسي الوظيفي وليس نبض الإثارة رف في حين الإعداد تاكس في مكان وتشغيله، ولكن لا تحفيز. الصف 4: لا رف-الإثارة صورة المكتسبة مع الإعداد تاكس في مكان وتحفيز على وتحفيز في 16 هرتز. الصف 5: تسنر خريطة محسوبة من البيانات المكتسبة مع الإعداد تاكس في مكان وتشغيلها، ولكن لا تحفيز. الصف 6: تسنر خريطة محسوبة من البيانات المكتسبة مع الإعداد تاكس في مكان وتحفيز في 16 هرتز. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3 "كلاس =" زفيجيمغ "سرك =" / فيليز / ftp_upload / 55866 / 55866fig3.jpg "/>
الشكل 3: تقييم الجودة مر الصور المكتسبة من الموضوع. الصف 1: عالية الدقة شرائح تشريحية صورة التشريحية مع مواقفها تشير إلى خطوط زرقاء على شريحة سهمي إلى اليمين (كما رأينا في كل صف). وتظهر مواقف القطب باللون الأبيض على وجهة نظر سهمي. الصف 2: T2 * وزنها شرائح صورة صدى مستو تظهر أي تسرب التسرب بسبب الأقطاب الكهربائية و / أو هلام القطب. على المستوى السهمي، يتم عرض المواقع من حجم المقابلة كما تراكب (ينظر أيضا في كل صف التالي). الصف 3: تسنر خريطة محسوبة من البيانات المكتسبة مع الإعداد تاكس في مكان وتشغيلها، ولكن لا تحفيز. الصف 4: تسنر خريطة محسوبة من البيانات المكتسبة مع الإعداد تاكس في مكان وتحفيز في 16 هرتز. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

سس = "jove_content" فو: كيب-together.within-بادج = "1"> الشكل 4
الشكل 4: تسرب التسرب بسبب القطب الملوث. شرائح من حجم الرنين المغناطيسي الوظيفي المكتسبة من موضوع باستخدام القطب الملوثة وضعت تقريبا على مقبض الباب من القشرة الحركية. الدوائر الحمراء تشير المناطق تحت القطب مع تسرب التسرب. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5
الشكل 5: تأثير القوة الحالية على تاكس تعديل إشارة بولد. ( A ) خرائط F- النتيجة عرض التأثير الرئيسي للقوة الحالية على تأثير 16 هرتز تاكس. تأثير رئيسي كبير من القوة الحالية في اتجاه واحد رانوفا [داخل عامل: القوة الحالية (500، 750، 1،000، 1،500 μA)] هو واضح. وتظهر المؤامرات دورة متوسط ​​الوقت ذات الصلة بالحدث للإشارة بولد لفترات تاكس على كل قوة الحالية. تشير المناطق المظللة إلى خطأ قياسي للمتوسط ​​عبر المواضيع. ميديالفغ = التلفيف الجبهي الإنسي، إيبس = التلم داخل الجنين، إفغ = التلفيف الجبهي السفلي، برك = التلفيف قبل المركزي، L = يسار، R = يمين، * لم يتم تصحيح الكتلة لمقارنات متعددة. ( B ) T-سكور مابس عرض بولد أكتيفيتي تشانجس خلال 16 هرتز تاكس لكل قوة الحالية. لم يتم العثور على تأثير كبير مع تاكس 500 μA. ل = نصف الكرة الأيسر؛ ر = نصف الكرة الأيمن. تم تعديل هذه الصورة من كابرال-كالديرين وآخرون. 29 . الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

إمغ "سرك =" / فيليز / ftp_upload / 55866 / 55866fig6.jpg "/>
الشكل 6: تأثير تاكس على إشارة بولد في مهمة الإدراك البصري. ( أ ) التمثيل التخطيطي للتجربة. تم تطبيق التحفيز البصري و تاكس في تصميم كتلة، مع 30 ثانية كتل تاكس على الخروج تحدث خلال 120 ثانية كتل من العرض التحفيز البصري. تم اختبار كل تردد في جلسة مختلفة. سفم = ستروكتور-فروم-موشن. ( B ) تاكس حالة والتفاعل تأثير التردد. F-إحصائية تبين أهمية في اتجاهين رانوفا [ضمن العوامل: تاكس (على، قبالة)، تردد (10 هرتز، 60 هرتز، 80 هرتز)] وتقديرات بيتا لمجموعتين ممثلتين في التلفيف ما بعد المركزي. تسجل الخطوط المستمرة والنجمة السوداء اختلافات كبيرة للمقارنات اللاحقة لتفاعلات تفاعل تاكس على 10 هرتز مقابل 60 هرتز و 10 هرتز مقابل 80 هرتز، كما تشير النجمة الحمراء إلى وجود فرق كبير ل تاكس مقابل الاختبارات اللاحقة. بوك = التلفيف بعد المركز، Iبس = التلم داخل الجراب. ( C ) T- درجة خريطة 60 هرتز تاكس. فروق كبيرة مقارنة 60 هرتز تاكس مقابل مقابل. وقد أعيد طبع هذه الصورة من كابرال-كالديرين وآخرون. 29 . الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

هنا، وصفنا الإجراء لتزامن تاشس-فمري إعداد التجربة والتنفيذ باستخدام نظام تاكس مر متوافق. تتطلب بعض الخطوات في هذا الإجراء اهتماما خاصا، وخاصة فيما يتعلق بإعداد الموضوع. إن جهاز التشبيه والإعداد المتوافق مع مر المستخدم في هذه التجربة له مقاومة أدنى تبلغ حوالي 12 كيلوواط مع الكابلات وصناديق الترشيح والأقطاب الكهربائية فقط، وتوصي الشركة المصنعة بمقاومة 20 كيلووات كحد أدنى مع أقطاب كهربائية متصلة بالموضوع؛ هذا الشرط يعتمد على منتج مشجعا والشركة المصنعة. عند تطبيق الأقطاب الكهربائية لهذا الموضوع، إذا كانت مقاومة عالية جدا، ويمكن اتخاذ بعض الخطوات للحد من هذه القيمة جانبا من الضغط على الأقطاب. على سبيل المثال، قد يكون من الأسهل أولا تغطية المواقع ملحوظ وتنظيفها على فروة الرأس مع هلام القطب، بما في ذلك الشعر، قبل الضغط على القطب على فروة الرأس. وهذا يضمن انتشار الحالي عبر المواد غير الموصلة. ومع ذلك،كن حذرا للحد من تغطية هلام الكهربائي إلى ما يقرب من نفس المساحة السطحية مثل الأقطاب لتوجيه الانتشار الحالي إلى المنطقة المطلوبة من التحفيز. إيلاء اهتمام خاص لهذا إذا الأقطاب هي قريبة من بعضها البعض، لأن التحول الحالي بين الأقطاب قد تحدث من خلال الزائدة القطب اتصال هلام. إذا كان القطب هو على الجزء الخلفي من الرأس حيث سيتم وضع هذا الموضوع مباشرة على ذلك، يجب إيلاء عناية خاصة لوضع الوسائد وراء الرأس بحيث أن هذا الموضوع لن تنمو غير مريحة مع استمرار التجربة. هذا الانزعاج قد لا يكون مشكلة في البداية لهذا الموضوع، ولكن التجربة تظهر أن الألم ينشأ ويزيد مع مرور الوقت. بالإضافة إلى ذلك، كما هو الحال مع جميع التجارب الرنين المغناطيسي الوظيفي، حركة الموضوع يدخل كونفوندز إشكالية، لذلك فمن المهم أن هذا الموضوع هو مريح مع جميع الكابلات والأقطاب في المكان.

الجانب الأكثر أهمية من الإعداد للنظر هو الضوضاء التي يحتمل إدخالها فيإلى بيئة مر التي يمكن أن تحفز التحف الصورة والتشوهات. قبل التجربة، فمن الحكمة لاختبار التحف الصورة مع الإعداد تاكس كله في المكان. ويمكن استخدام فانتوم كروية طبيعية، وتأمين الأقطاب الكهربائية مع هلام الكهربائي. من المهم أن توفر بعض الطريق للحالي للسفر بين الأقطاب الكهربائية، والتي يمكن أن يتحقق عن طريق تطبيق كمية سخية من هلام القطب في مسار من قطب واحد إلى الآخر. تشغيل التجربة بأكملها، كما هو مخطط لهذا الموضوع، بما في ذلك الاختلافات المعلمة مثل التردد والتيار. خلال جلسة المسح الضوئي، وضبط التباين والنوافذ إلى أقصى الحدود في عارض الصور على جهاز الكمبيوتر الماسح الضوئي السيطرة مر يسمح أسهل البصرية الكشف عن الضوضاء. عند الرصد البصري للضوضاء قبل وأثناء التجربة، قد تحدث الضوضاء كمسامير في الصورة ذات كثافة عالية، وأنماط حيث لا ينبغي قياس إشارة، أو كثافة متفاوتة مع مرور الوقت، على سبيل المثال. الحصول على بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي مع إكسيتاتيو رفنبض إيقاف يعطي معلومات حول ضوضاء بيئة الماسح الضوئي أثناء المسح دون الحصول على إشارة الصورة الفعلية (انظر الشكل 2 ). ويمكن إجراء اختبار الضوضاء هذا في كل جلسة مسح. إذا كان هناك اختلافات في الضوضاء، تحقق من أن جميع الكابلات سليمة ومتواصلة بشكل جيد إلى مشجعا، أقطاب، وصناديق التصفية. لا ينبغي أن الكابلات الجلوس في الحلقات. يمكن أن تنشأ الضوضاء أو التشويه من الكابلات المكسورة والأقطاب الكهربائية الملوثة بالمعدن في المطاط (على الرغم من بيعها على أنها متوافقة مع مر)، والاتصالات الخاطئة، من بين الاحتمالات الأخرى. مشجعا هو يحركها البطارية للحد من الضوضاء الكهربائية في الإعداد. تأكد من أنه مشحونة بالكامل قبل كل تجربة وأنه يبقى على وتوصيل طوال التجربة. تسنر في الصور الوظيفية سوف تنخفض حوالي 5٪ مع مشجعا متصلا، ومع ذلك، يجب أن تكون القيم مستقرة عبر ظروف التحفيز 22 . في وقت واحد عبر الجمجمة التحفيز الكهربائي-الرنين المغناطيسي الوظيفي الاختبارات سوقد أظهرت ن كادافيرس أنه لا توجد القطع الأثرية المرتبطة بالتناوب التحفيز الحالي، وهو ميزة مقارنة التحفيز الحالي المباشر 30 . نظريا، وهذا النقص في التحف يمكن تفسيرها من قبل صافي الحالي من الصفر في الوقت الذي يتم الحصول على الصورة 30 . ومع ذلك، بالنسبة لبعض التجارب التي أجريت في مختبرنا، ووقت الاستحواذ أو تر ليست متعددة من تردد التحفيز. بعد إجراء اختبارات الضوضاء المذكورة في هذا البروتوكول وفحص الصور عن التحف، والتي لم تكن مرئية، خلصنا إلى أن أي اختلاف في صافي الحالي من الصفر هو صغير ولا يكاد يذكر للحث على التحف.

نقطة حاسمة أخرى للتجارب الناجحة هو أن الكمبيوتر العرض يتلقى الناتج الزناد من الماسح الضوئي وأن المشجعا يتلقى الزناد من الكمبيوتر العرض. قبل التجربة، برنامج التحفيز البصري تصميم وتوقيت باستخدام ثه البرنامج المطلوب. هذا البرنامج يجب استخدام مشغلات لمزامنة العرض التحفيزي البصري مع الماسح الضوئي مر ومحفز. فإنه يبدأ مع الزناد الذي هو الناتج من الماسح الضوئي مر ويرسل أيضا مشغلات الإخراج إلى مشجعا في أوقات التحفيز المطلوب. طريقة سهلة للتحقق من الاتصالات الزناد أثناء الإعداد هو استخدام الذبذبات المرفقة مع كابل بنك إلى الناتج الزناد الماسح الضوئي وكذلك إخراج الكمبيوتر العرض. في الإعداد لدينا، ماسح ضوئي مر يخرج الزناد (تبديل) لكل حجم وظيفي المكتسبة، والكمبيوتر العرض يخرج إشارة كما مبرمجة من خلال برنامج العرض التقديمي. ويستند تحليل تجربة مصممة تصميما جيدا بشكل حاسم على التحفيز توقيت مناسب.

قد يتم تكييف بعض خطوات هذه التجربة حسب الضرورة لمتطلبات إعداد المختبر. على سبيل المثال، يصف هذا الإعداد باستخدام جهاز العرض والمرايا للعرض التحفيز البصري، ولكن التحفيز البصري أويمكن أن يكون جهاز نقطية مر آمنة شاشات الكريستال السائل عرض أو رصد مر آمنة، التي تم اختيارها على أساس التجربة والمختبرات تفضيلات أو قيود. أيضا، ينبغي أن تكون مصممة المعلمات مسح التصوير بالرنين المغناطيسي إلى التجربة. ومن الجدير بالذكر أنه ينبغي إيلاء الاهتمام لاختيار مناسب من السيطرة التجريبية ل تاكس، على الرغم من أن الإجابة واضحة لا وجود لها. A تحفيز قصيرة من 30 ثانية يمكن أن تحاكي سوماتوسنساتيون الناجم عن تاكس أن يقلل في نهاية المطاف مع التحفيز لفترات طويلة. ومع ذلك، فإن بعض الدراسات تبين أن حتى فترات قصيرة من التحفيز يمكن أن تحفز إنتراينمنت 12 التذبذب. وثمة عنصر تحكم محتمل آخر يمكن استخدامه لتاكس هو تحفيز استخدام تردد غير فعال، أو بعبارة أخرى، تردد مختلف عن الاهتمام. الاستثناء هنا سيكون أن سوماتوسنساتيون وفوسفين الإدراك تختلف وفقا للتردد التحفيز 31 . وأخيرا، فيما يتعلق تجارب ذاتية من التحفيزulation، الناجم جان التقييم التقني-phosphenes تختلف باختلاف الأفراد، وذلك من أجل التقاط أفضل تقلب الموضوع، والنظر في استخدام نظام تصنيف مفصل عن تصور بصة، وقضاء بعض الوقت مع هذا الموضوع يصف ميزات مختلفة من phosphenes (على سبيل المثال، والموقع، وكثافة) التي يمكن أن تنشأ بحيث يمكن للموضوع تقييم باهتمام له أو لها تجربة أثناء التحفيز 32 ، 33 .

وتشير النتائج التمثيلية المعروضة هنا إلى أن تأثيرات تاكس تعتمد على التردد الحالي، وأن التشكيل لا يقتصر على المناطق الواقعة تحت الأقطاب، بل يمتد إلى مناطق بعيدة ومحتملة وظيفيا محتملة. واحد الحد من هذه التقنية هو القرار الزمني من الرنين المغناطيسي الوظيفي، وكذلك من استجابة بولد. الحصول على البيانات والاستجابة الدورة الدموية ليست بأسرع وتيرة التحفيز أو النشاط الكهربائي للدماغ، لذلك التفاعلات المباشرة مع الترددلا يمكن قياس آثار محددة من تاكس. ومع ذلك، وبالنظر إلى أن أكبر حصة من المؤلفات العلمية لتأثيرات تاكس هي من الدراسات السلوكية، وأن تاكس يؤثر بشكل واضح على كل شيء، ونظام عصبي معقد، فمن الواضح أن تجارب تاكس-فمري في وقت واحد لديها الكثير لتقدمه لإعلامنا حول آثار تاكس في الدماغ. إيغ و ميج تقدم رؤى حول مستوى القرارات الزمنية التي تطابق تلك من النشاط العصبي. ومع ذلك، إيغ و ميج يعانون من القرار المكاني والقيود عمق القشرية أو تقنيات حسابية إعادة الإعمار مصدر مكثفة. تردد التحفيز والتحف التوافقي تجاوز إشارات الدماغ من الفائدة المسجلة في نفس الترددات مزيد من تعقيد تحليل إيغ و ميج. وقد تم تطبيق حلول مبتكرة لمعالجة بعض هذه التحديات. هلفريش وآخرون. توظيف تقنية جديدة لإزالة قطعة أثرية تاكس من البيانات إيغ باستخدام قالب قطعة أثرية الطرح والتحليل مكون المبدأ 15 34 . بهدف تطبيق تاكس في البحث لفهم أفضل وظيفة الدماغ العادية وغير طبيعية، وفي نهاية المطاف سريريا للتشخيص أو العلاجات، ينبغي أن تدمج جنبا إلى جنب مع تاكس جنبا إلى جنب مع إيغ، ميج، والرنين المغناطيسي الوظيفي لتكملة أفضل الممارسات للآثار المرجوة المحددة التي يمكن أن تكون مصممة وتحديدا للأفراد. وعند إنشاء مثل هذه الممارسات، يمكن إجراء تحقيقات فعالة لفهم وظيفة التذبذبات العصبية بشكل أفضل ( مثل تحديد الأدوار الوظيفية والعلاقات بين نطاقات التردد المختلفة) وتعديلها مع نظام تاكس (على سبيل المثال ،على سبيل المثال، ما إذا كانت الآلية تحدث من خلال إنتراينمنت أو التغييرات البلاستيكية 35 ).

وبالنظر إلى الاتجاهات المستقبلية، تم تصميم الإعداد الموصوف هنا لتجارب الرنين المغناطيسي الوظيفي التي تدرس الإدراك أو الإدراك، كما أظهرت الدراسة من بنية من الحركة الموصوفة هنا وغيرها. أظهر كابرال-كالديرين وزملاؤه أن التنشيط في مناطق القشرة القذالية يعتمد على تردد المهمة و تاكس في تجربة مشاهدة الفيديو مقابل التنصت على الإصبع 22 . في دراسة الترابط بالرنين المغناطيسي الوظيفي-يستريح الدولة تاكس-يستريح في وقت واحد، أظهرت كابرال-كالديرين وزملاؤه آثار تعتمد على تردد تاكس على الاتصال الوظيفي الجوهري واستراحة شبكات الدولة 23 . فوسكوهل إت آل . جنبا إلى جنب تاكس والرنين المغناطيسي الوظيفي لإظهار انخفاض بولد خلال مهمة اليقظة البصرية في الفردية ألفا تحفيز التردد 24 . وأظهر ألكسيتشوك وزملاؤه أن التأثيرات الفورية من 10 هرتز تاكس تعديل إشارة بولد خلال التصور البصري من حلقات متقلب وأوتاد، مما يدل على تغيير في التمثيل الغذائي العصبي من مهمة التصور السلبي 36 . وقد وضعت هذه الدراسات مرحلة دراسات تاكس-فمري المتزامنة للتحقيق في آليات وظيفية على العديد من المستويات، بدءا من عملية التمثيل الغذائي إلى الإدراك. في مثل هذه المرحلة المبكرة في استخدام تاكس للبحوث متعدية، وهناك الكثير من الإمكانات لتجارب تاكس-فمري في وقت واحد لإضافة إلى فهم كل من تقنية التحفيز وإسهام التذبذبات إلى الوظائف المعرفية.

Disclosures

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgments

نشكر إيلونا بفهلرت و بريتا بيرل للمساعدة التقنية خلال تجارب التصوير الوظيفي وسيفرين هيومولر لدعم الكمبيوتر ممتازة. وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة هيرمان وليلي شيلينغ ومركز المجهري النانوي وعلم وظائف الأعضاء الجزيئية للدماغ (نمب).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
None
DC-Stimulator MR NeuroConn, Ilmenau, Germany includes: inner filter box, outer filter box, MR-safe electrode and stimulator cables (1 each), stimulator, 2 surface electrodes, and one shielded LAN cable; NOTE: This manuscript describes tACS-fMRI setup with NeuroConn's MR-safe stimulator, but such a stimulator from another manufacturer would be acceptable, with adaptations made based on manufacturer specifications.
3 tesla Tim Trio MR scanner Siemens, Erlangen, Germany
presentation computer
presentation software (e.g.;, Matlab) The Mathworks, Natick, USA
shielded LAN cable
projector InFocus Corporation, Wilsonville, USA IN-5108
Ten20 Electrode Paste Weaver and Co., Aurora, USA
EEG cap - EASYCAP 32-channel system Brain Products GmbH, Germany
tape measure
marker
pillows
button response box Current Designs, Philadelphia, USA
isopropyl alcohol
cotton pads
tape
MR-safe sand bags Siemens, Erlangen, Germany
MR-safe mirrors Siemens, Erlangen, Germany
MR-safe screen can be built in local machine shop to fit site-specific parameters
E-A-Rsoft ear plugs 3M, Bracknell, UK

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Thut, G. Modulating brain oscillations to drive brain function. PLoS Biol. 12, (12), e1002032 (2014).
  2. Joundi, R. A., Jenkinson, N., Brittain, J. S., Aziz, T. Z., Brown, P. Driving Oscillatory Activity in the Human Cortex Enhances Motor Performance. Current Biology. 22, (5), 403-407 (2012).
  3. Jausovec, N., Jausovec, K. Increasing working memory capacity with theta transcranial alternating current stimulation (tACS). Biological Psychology. 96, 42-47 (2014).
  4. Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. Frequency specific modulation of human somatosensory cortex. Frontiers in Psychology. 2, (2011).
  5. Laczo, B., Antal, A., Niebergall, R., Treue, S., Paulus, W. Transcranial alternating stimulation in a high gamma frequency range applied over V1 improves contrast perception but does not modulate spatial attention. Brain stimulation. 5, (4), 484-491 (2012).
  6. Cabral-Calderin, Y., Schmidt-Samoa, C., Wilke, M. Rhythmic Gamma Stimulation Affects Bistable Perception. Journal of Cognitive Neuroscience. 27, (7), 1298-1307 (2015).
  7. Kanai, R., Chaieb, L., Antal, A., Walsh, V., Paulus, W. Frequency-dependent electrical stimulation of the visual cortex. Curr Biol. 18, (23), 1839-1843 (2008).
  8. Brittain, J. S., Probert-Smith, P., Aziz, T. Z., Brown, P. Tremor Suppression by Rhythmic Transcranial Current Stimulation. Current Biology. 23, (5), 436-440 (2013).
  9. Sabel, B. A., et al. Non-invasive alternating current stimulation improves vision in optic neuropathy. Restorative Neurology and Neuroscience. 29, (6), 493-505 (2011).
  10. Fedorov, A., Chibisova, Y., Gall, C., Sabel, B. A. Non-Invasive Alternating Current Stimulation Induces Recovery From Stroke. Brain Injury. 26, (4-5), 634 (2012).
  11. Reato, D., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. Low-Intensity Electrical Stimulation Affects Network Dynamics by Modulating Population Rate and Spike Timing. Journal of Neuroscience. 30, (45), 15067-15079 (2010).
  12. Reato, D., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. Effects of weak transcranial alternating current stimulation on brain activity-a review of known mechanisms from animal studies. Front Hum Neurosci. 7, 687 (2013).
  13. Herrmann, C. S., Rach, S., Neuling, T., Struber, D. Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes. Front Hum Neurosci. 7, 279 (2013).
  14. Alagapan, S., et al. Modulation of Cortical Oscillations by Low-Frequency Direct Cortical Stimulation Is State-Dependent. PLoS Biol. 14, (3), e1002424 (2016).
  15. Helfrich, R. F., et al. Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation. Curr Biol. 24, (3), 333-339 (2014).
  16. Neuling, T., Zaehle, T., Herrmann, C. Simultaneous recording of EEG and transcranial electric stimulation. International Journal of Psychophysiology. 77, (3), 312 (2010).
  17. Zaehle, T., Rach, S., Herrmann, C. S. Transcranial alternating current stimulation enhances individual alpha activity in human EEG. PLoS One. 5, (11), e13766 (2010).
  18. Neuling, T., et al. Friends, not foes: Magnetoencephalography as a tool to uncover brain dynamics during transcranial alternating current stimulation. Neuroimage. 118, 406-413 (2015).
  19. Ruhnau, P., Keitel, C., Lithari, C., Weisz, N., Neuling, T. Flicker-Driven Responses in Visual Cortex Change during Matched-Frequency Transcranial Alternating Current Stimulation. Front Hum Neurosci. 10, 184 (2016).
  20. Witkowski, M., et al. Mapping entrained brain oscillations during transcranial alternating current stimulation (tACS). Neuroimage. 89-98 (2016).
  21. Alekseichuk, I., Diers, K., Paulus, W., Antal, A. Transcranial electrical stimulation of the occipital cortex during visual perception modifies the magnitude of BOLD activity: A combined tES-fMRI approach. Neuroimage. 110-117 (2016).
  22. Cabral-Calderin, Y., et al. Transcranial alternating current stimulation affects the BOLD signal in a frequency and task-dependent manner. Hum Brain Mapp. 37, (1), 94-121 (2016).
  23. Cabral-Calderin, Y., Williams, K. A., Opitz, A., Dechent, P., Wilke, M. Transcranial alternating current stimulation modulates spontaneous low frequency fluctuations as measured with fMRI. Neuroimage. 141, 88-107 (2016).
  24. Vosskuhl, J., Huster, R. J., Herrmann, C. S. BOLD signal effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) in the alpha range: A concurrent tACS-fMRI study. Neuroimage. 140, 118-125 (2016).
  25. Krause, B., Cohen Kadosh,, R, Not all brains are created equal: the relevance of individual differences in responsiveness to transcranial electrical stimulation. Frontiers in Systems Neuroscience. 8, (25), (2014).
  26. DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. J Vis Exp. (51), (2011).
  27. Nitsche, M. A., et al. Safety criteria for transcranial direct current stimulation (tDCS) in humans. Clinical Neurophysiology. 114, (11), 2220-2222 (2003).
  28. Poeppl, T. B., et al. Connectivity and functional profiling of abnormal brain structures in pedophilia. Hum Brain Mapp. 36, (6), 2374-2386 (2015).
  29. Cabral-Calderin, Y., et al. Transcranial Alternating Current Stimulation Affects the BOLD Signal in a Frequency and Task-dependent Manner. Human Brain Mapping. 37, (1), 94-121 (2016).
  30. Antal, A., et al. Imaging artifacts induced by electrical stimulation during conventional fMRI of the brain. Neuroimage. 85, (Pt 3), 1040-1047 (2014).
  31. Turi, Z., et al. Both the cutaneous sensation and phosphene perception are modulated in a frequency-specific manner during transcranial alternating current stimulation. Restor Neurol Neurosci. 31, (3), 275-285 (2013).
  32. Kanai, R., Paulus, W., Walsh, V. Transcranial alternating current stimulation (tACS) modulates cortical excitability as assessed by TMS-induced phosphene thresholds. Clinical Neurophysiology. 121, (9), 1551-1554 (2010).
  33. Schutter, D. J., Hortensius, R. Retinal origin of phosphenes to transcranial alternating current stimulation. Clinical Neurophysiology. 121, (7), 1080-1084 (2010).
  34. Witkowski, M., et al. Mapping entrained brain oscillations during transcranial alternating current stimulation (tACS). Neuroimage. (2015).
  35. Vossen, A., Gross, J., Thut, G. Alpha Power Increase After Transcranial Alternating Current Stimulation at Alpha Frequency (alpha-tACS) Reflects Plastic Changes Rather Than Entrainment. Brain Stimul. 8, (3), 499-508 (2015).
  36. Alekseichuk, I., Diers, K., Paulus, W., Antal, A. Transcranial electrical stimulation of the occipital cortex during visual perception modifies the magnitude of BOLD activity: A combined tES-fMRI approach. Neuroimage. (2015).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics