Bepaling van de stimulatie locatie met behulp van een 3D-digitizer met high-definition Transcraniële directe stroom stimulatie

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

Hier gepresenteerd is een protocol om een hogere nauwkeurigheid te bereiken bij de bepaling van de stimulatie locatie, waarbij een 3D-digitizer wordt gecombineerd met high-definition Transcraniële directe stroom stimulatie.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

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).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

De overvloed aan neuroimaging data en snelle ontwikkeling van machine learning heeft het mogelijk gemaakt om hersenactivatiepatronen te onderzoeken. Echter, causaal bewijs van de activering van hersengebied leidt tot een gedrag blijft vaak ontbreken. Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS), die tijdelijk de corticale prikkelbaarheid en activiteit van de hersenen kan veranderen, is een niet-invasief neurofysiologisch hulpmiddel dat wordt gebruikt om causale relaties in het menselijk brein te bestuderen. High-Definition Transcraniële directe stroom stimulatie (HD-tDCS) is een niet-invasieve hersenstimulatie (NIBS)-techniek die een meer focale stroom produceert in vergelijking met conventionele tDCS. Traditioneel, de stimulatie locatie is ruwweg bepaald door het 10-20 EEG systeem, omdat het bepalen van precieze stimulatie punten moeilijk kan zijn. Dit protocol maakt gebruik van een 3D-digitizer met HD-tDCS om de nauwkeurigheid bij de bepaling van de stimulatie punten te verhogen. De methode wordt gedemonstreerd met behulp van een 3D-digitizer voor een nauwkeurigere lokalisatie van stimulatie punten in de rechter temporo-pariëtale junctie (rTPJ).

Introduction

Transcraniële directe stroom stimulatie (tDCS) is een niet-invasieve techniek die corticale prikkelbaarheid moduleert met zwakke directe stromingen over de hoofdhuid. Het is bedoeld om causaliteit tussen neurale prikkelbaarheid en gedrag in gezonde mensen1,2,3vast te stellen. Bovendien, als een motorische neurorehabilitatie tool, tDCS wordt veel gebruikt in de behandeling van de ziekte van Parkinson, beroerte, en cerebrale parese4. Uit bestaand bewijs blijkt dat traditionele op pad gebaseerde tdcs de stroomtoevoer door een relatief groter hersengebied van5,6,7produceert. High-Definition Transcraniële directe stroom stimulatie (HD-tdcs), waarbij de middelste ring elektrode over een doel corticale regio wordt omringd door vier terugkeer elektroden8,9, verhoogt de focaliteit door het bezoedelen van vier ring gebieden5,10. Bovendien, veranderingen in prikkelbaarheid van de hersenen geïnduceerd door HD-tDCS hebben aanzienlijk grotere magnitudes en langere duur dan die gegenereerd door traditionele tDCS7,11. Daarom wordt HD-tDCS veel gebruikt in onderzoek7,11.

Niet-invasieve hersenstimulatie (NIBS) vereist gespecialiseerde methoden om ervoor te zorgen dat een stimulatie plaats aanwezig is in de standaard MNI en Talairach Systems12. Neuronavigation is een techniek die het mogelijk maakt om interacties tussen Transcraniële stimuli en het menselijk brein in kaart te brengen. De visualisatie en 3D-beeldgegevens worden gebruikt voor precieze stimulatie. In zowel tdcs als HD-tdcs is een gemeenschappelijke beoordeling van stimulatie sites op de hoofdhuid meestal het EEG 10-20-systeem13,14. Deze meting wordt veel gebruikt voor het plaatsen van de tdcs-pads en optode-houders voor functionele near-infraroodspectroscopie (fnirs) in de beginfase13,14,15.

Het bepalen van de precieze stimulatie punten bij het gebruik van het 10-20-systeem kan moeilijk zijn (bijv. in de temporo-pariëtale junctie [TPJ]). De beste manier om dit op te lossen is om structurele beelden van deelnemers te verkrijgen met behulp van magnetische resonantie imaging (MRI), en vervolgens de exacte sonde positie te verkrijgen door doelpunten te matchen met hun structurele afbeeldingen met behulp van digitaliserende producten15. MRI biedt een goede ruimtelijke resolutie, maar is duur om15,16,17te gebruiken. Bovendien kunnen sommige deelnemers (bijv. personen met metaal implantaten, claustrofobische mensen, zwangere vrouwen enz.) niet worden blootgesteld aan MRI-scanners. Daarom is er een sterke behoefte aan een handige en efficiënte manier om de bovengenoemde beperkingen te overwinnen en de nauwkeurigheid bij het bepalen van stimulatie punten te vergroten.

Dit protocol maakt gebruik van een 3D-digitizer om deze beperkingen te overwinnen. Vergeleken met MRI zijn de belangrijkste voordelen van een 3D-digitizer lage kosten, eenvoudige toepassing en draagbaarheid. Het combineert vijf referentiepunten (d.w.z. cz, FPZ, Oz, linker preauriculaire punt en rechter preauriculaire punt) van individuen met locatie-informatie van de doel stimulatie punten. Vervolgens produceert het een 3D-positie van elektroden op het hoofd van het onderwerp en schat hun corticale posities door te passen met de enorme gegevens uit de structurele afbeelding12,15. Deze probabilistische registratiemethode maakt de presentatie van Transcraniële toewijzingsgegevens in het MNI-coördinatensysteem mogelijk zonder opname van de magnetische resonantie beelden van een onderwerp. De aanpak genereert anatomische automatische labels en Brodmann gebieden11.

De 3D digitizer, gebruikt om ruimte coördinaten te markeren op basis van de gegevens uit structurele beelden, werd voor het eerst gebruikt om de positie van optodes in de fNIRS Research18te bepalen. Voor degenen die HD-tDCS gebruiken, breekt een 3D-digitizer de eindige stimulatie punten van het EEG 10-20-systeem. De afstand van de vier retour elektroden en de middelste elektrode is flexibel en kan zo nodig worden aangepast. Bij gebruik van de 3D-digitizer met dit protocol, werden de coördinaten van de rTPJ verkregen, die buiten het 10-20-systeem ligt. Ook getoond zijn de procedures voor targeting en het stimuleren van de juiste temporo-pariëtale kruising (rTPJ) van het menselijk brein.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Het protocol voldoet aan de richtlijnen van de institutioneel beoordelings Raad van de Southwest University.

1. bepaling van de locatie van de stimulatie

  1. Bekijk de literatuur en bevestig de stimulatie locatie (hier, de rtpj)19,20,21.

2. bereiding van de dop van de Elektrodehouder

Opmerking: de volgende stappen worden weergegeven in afbeelding 1.

  1. Zorg ervoor dat alle benodigde materialen beschikbaar zijn: de 3D digitizer (Figuur 2), standaard meetlint, een markeerstift, het hoofdformulier en een badmuts.
  2. Zet het GLB op het hoofdformulier en markeer de punten op het GLB.
    1. Lokaliseer het hoekpunt (CZ). Om dit te doen, markeert u eerst het middelpunt van de afstand tussen de neus en INION met behulp van een skin marker13,14,22. Meet vervolgens de afstand tussen de Pre-auriculaire punten en markeer het middelpunt. Het punt waarop beide punten elkaar kruisen is de CZ.
    2. Controleer de locatie van de middelste elektrode en de retour elektroden. Hier werd de stimulatie toegepast op rTPJ. De rtpj komt ruwweg overeen met het middelpunt tussen CP6 en P6 in het 10-10 EEG systeem19,20,21.
    3. Vind CP6 en P622,23,24,25. Volgens de proportionele vereisten van het 10-10-systeem, zoek de geschatte locatie van de rTPJ op de hoofdhuid en markeer deze op de dop.
    4. Pas de straal van de vier retour elektroden aan op basis van de doelstellingen11,14,26. Markeer na deze beslissing de middelste elektrode en plaats de elektrode locaties terug op de dop.

3. meting van 3D-digitizers

  1. Scan met de metalen scanner om ervoor te zorgen dat de omgeving voor 3D digitizer Metaalvrij is.
  2. Plaatsing van de dop op het hoofd van het onderwerp
    1. Zorg ervoor dat de referenties (CZ, FPZ, Oz, linker preauricular punt, en rechter preauricular punt) op de dop uitlijnen met het internationale 10-10-systeem voor de hoofdhuid locatie22. Lokaliseer bijvoorbeeld het hoekpunt (CZ) op de hoofdhuid en plaats de dop op het hoofd van het onderwerp, waarbij de CZ van de dop op de proefpersonen wordt uitgelijnd.
  3. Het inrichten van de 3D digitizer apparatuur
    1. Sluit de 3D-digitizer aan op de computer met behulp van de USB-interface (Universal Serial Bus) en zorg ervoor dat de digitizersoftware beschikbaar en klaar is27.
    2. Zet de bron voor het onderwerp en bevestig het elastische touw van de sensor rond het hoofd. Belangrijk, zorg ervoor dat noch de bron noch de sensor beweegt tijdens het meten van de 3D-digitizer.
      Opmerking: de bron is een magnetische transmitter die een elektromagnetisch dipool veld uitzendt. De sensor is een ontvanger die het veld detecteert.
    3. Open de digitizersoftware op de computer en zorg ervoor dat het 3D digitizer-systeem communiceert met de software.
    4. Test de nauwkeurigheid van de stylus. Zoek een lengte van 10 cm op de liniaal en noteer de nul afstuderen en tien afstuderen, respectievelijk, met behulp van de stylus.
      Opmerking: de meet afstand tussen de twee opname punten van de 3D-digitizer moet worden vastgelegd. Vergelijk de fout met het lezen van de 3D-tracker.
    5. Selecteer het pictogram Nieuw en maak een nieuw onderwerpbestand. Selecteer het vak sessies en vervolgens referentie.
      Opmerking: met de 3D digitizer Stylus worden de referentiepositie gegevens (CZ, INION, nasion, linker oor, rechter oor) van het onderwerp verzameld volgens de aanwijzingen van de software.
    6. Gebruik de opties zender, detector en kanaal om tegemoet te komen aan de eis van de fnirs-experimenten. Verzamel de positiegegevens van de middelste elektrode en vier retour elektroden 3x voor de zender, detector en het kanaal, om de fout te verminderen. Zorg ervoor dat vijf elektroden zijn genummerd en lokaliseren op zijn beurt.
    7. Sla de drie gegenereerde bestanden op.

4. data conversie en ruimtelijke registratie

  1. Selecteer de drie bestanden in de NIRS-SPM om de echte coördinaten registratie in MNI Space28te bereiken. Affine transformeren de referentiepunten en vijf elektrode punten in deelnemers tot de corresponderende punten in elke vermelding volgens de MRI-database in MNI-ruimte.
  2. Registreer de gegevens in de anatomische automatische labels en Brodmann gebieden en registreer de ruimtelijke informatie van de vijf elektrode punten aan beide.
  3. Vergelijk de coördinaten van stimulatie in eerder onderzoek met de verkregen coördinaten20,29.
  4. Maak een kleine snede uitgelijnd op de vijf punten gemarkeerd op de dop, zodat de kunststof behuizing is ingebed in de dop.

5. stimulatie

  1. Zorg ervoor dat de deelnemer geen contra-indicaties heeft (d.w.z. een voorgeschiedenis van neurologische of psychiatrische stoornissen) voor de zvh-tdcs1,en dat zij voorafgaand aan de studie schriftelijke geïnformeerde toestemming hebben gegeven (inclusief stimulatie van de zvh-tdcs).
  2. Voor de installatie van het apparaat moet u ervoor zorgen dat alle benodigde materialen beschikbaar zijn (Figuur 3). Installeer het apparaat zoals beschreven in de gepubliceerde literatuur14. Hieronder vindt u een korte beschrijving.
    1. Installeer de batterijen en controleer of ze zijn opgeladen.
    2. Sluit de conventionele tDCS en 4x1 stimulatie adapter aan.
    3. Sluit de kabels van vijf AG/AgCI gesinterde ring elektroden aan op de bijpassende ontvangers op de 4x1 adapter uitgang kabel.
    4. Controleer of alle materialen correct zijn aangesloten.
  3. Meet het hoofd van de deelnemer en plaats de dop op het hoofd.
    1. Sluit de vijf plastic HD-omhulsels in de badmuts.
    2. Lokaliseer de CZ, FPZ en oz van het onderwerp13,14. Pas de referentie op de dop aan in overeenstemming met het internationale 10-10-systeem voorhoofd huid locaties22. Als het GLB eenmaal in positie is, zorg er dan voor dat het niet beweegt.
    3. Verzamel de positiegegevens van de gestimuleerde hersengebieden met behulp van de 3D digitizer. Breng de bijbehorende aanpassingen aan op basis van de gegenereerde gegevens.
  4. Bedek het oppervlak van de hoofdhuid met elektrisch geleidende gel. Eerst de haren voorzichtig scheiden door de opening van de plastic behuizing met behulp van het uiteinde van een plastic spuit, totdat de hoofdhuid wordt blootgesteld. Bedek vervolgens de blootgestelde hoofdhuid met de elektrisch geleidende gel door de kunststof behuizing die op het oppervlak van de hoofdhuid wordt geopend.
  5. Stel de parameters van het tDCS-apparaat in: kwaliteitswaarde, stimulus duur, intensiteit en conditie instelling.
    1. Schakel de 4x1 multichannel stimulatie adapter in.
    2. Zorg ervoor dat de standaardinstelling is Scan, die toont de impedantie van één elektrode tegelijk in het scherm venster door het scannen van deelektroden 14,30,31. Hier wordt de impedantie beschreven als "kwaliteitswaarde". Waarden onder 1,5 geven voldoende kwaliteit aan14,30,31. In dit geval waren de waarden lager dan 1.
      Opmerking: als de impedantie waarde deze vereiste limieten overschrijdt, open dan de dop van de kunststof behuizing met hoge impedantie en stel het haar en de elektrode in om de gewenste impedantie waarde te verkrijgen.
    3. Druk op de knop "Mode Select" en schakel van "Scan" naar "Pass", nadat de impedantie waarden aanvaardbaar zijn.
    4. Selecteer het midden-anode of centrum-kathode door op de knop "polariteit" te drukken. "Centrale ANODE" is de standaardinstelling.
    5. Pas de instellingen op het conventionele tDCS-apparaat aan, inclusief stimulus duur (min), intensiteit (mA) en Sham-conditie instelling. In dit geval was anodale actieve stimulatie 1,5 mA, en de stimulus duurde 20 min. Druk vervolgens op de "Relax" hendel om over te schakelen naar de volledige stroom.
    6. Zodra alles is ingesteld, initieert u de stimulatie. Druk op de knop "Start" en de DC-intensiteit gaat omhoog totdat de doel stroom is bereikt. De timer geeft vervolgens de resterende tijd weer.
      Opmerking: sommige deelnemers kunnen zich ongemakkelijk voelen tijdens perioden van verhoogde DC-intensiteit. In dergelijke gevallen kan de stroming lichtjes gedurende enkele seconden enigszins afnemen door de "Relax" hendel naar beneden te trekken. Duw de Dolly Bar dan geleidelijk naar de volledige stroom, wanneer deelnemers zich weer comfortabel voelen.

6. na stimulatie

  1. Wanneer de stimulatie voorbij is, draait u de hendel langzaam om de stroom aan te passen tot nul voordat u de stroom uitschakelt. Anders kunnen deelnemers een gevoel van stekende sensatie of duizeligheid waarnemen bij het direct uitschakelen van het vermogen.
  2. Na de stimulatie, open de plastic dop en verwijder de AG/AgCI gesinterde ring elektroden uit de behuizing.
  3. Verwijder de badmuts en reinig de materialen. Voorzie de deelnemers van tools om hun haar schoon te maken.
  4. Vraag de deelnemers om een vragenlijst in te vullen na elke stimulatie sessie, indien nodig (bijv. om nadelige effecten van screening te meten na de ZVH-tDCS, de tolerantie van de deelnemer aan de hersenstimulatie, enz .).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Met behulp van de gepresenteerde methoden werden coördinaten van de rTPJ bepaald, waarvoor stimulatie punten buiten het 10-20-systeem vereist zijn. Ten eerste moet de omtrek van het hoofdformulier vergelijkbaar zijn met het eigenlijke hoofd. Hier was de lengte van de neus naar INION van de botslichaam ~ 36 cm, en de lengte tussen de bilaterale preauricular was ~ 37 cm.

De stappen voor het produceren van de elektrode-dop begeleiden de meet posities van het 10-20-systeem. Hier werden NZ, iz, CZ, FPZ, Oz, PZ, T8, T7, C4, P8, O2, P4, C6, P6 en CP6 bepaald. De geschatte locatie van de RTPJ (over het middelpunt tussen CP6 en P6) werd gevonden op de hoofdhuid. De afstand tussen de centrale en perifere elektroden moet worden aangepast op basis van experimentele doelstellingen. Eerder onderzoek verkregen RADIUS waarden variërend van 3.5 – 7.5 cm11,14,30. Met verschillende RADIUS-waarden kunnen de DC-intensiteit en de stimulatie duur verschillende elektrische veldsterktes genereren. In dit protocol werd de afstand tussen alle retour elektroden en de centrale actieve elektrode vastgesteld op 3,5 cm.

Verschillende belangrijke referentiepunten op het badmuts werden bewaard, waaronder FPZ, CZ, Oz, T8 en C4. Het hoekpunt op de hoofdhuid lag vóór de stimulatie, en het is van cruciaal belang dat het CZ punt op de dop exact overeenkomt met het hoekpunt. Zodra het GLB in positie is, mag het GLB niet bewegen. Een. mat-bestand en twee. CSV-bestanden na het digitaliseren zijn verkregen (dat wil zeggen, sub01_origin. CSV, die de coördinaten informatie van de verwijzing bevatte [met onderwerp nummer 01]), terwijl sub01_others. CSV de coördinaten informatie bevatte van de vijf beoogde punten [met onderwerp nummer 01)].

Drie. txt-bestanden werden verkregen na gegevensconversie en ruimtelijke registratie. In de digitizer-software zijn er zender-, detector-(ontvanger)-en Kanaalopties voor het voldoen aan de eisen van de fNIRS-experimenten. De coördinaten gegevens van de zender, detector of het kanaal moeten hetzelfde zijn. Echter, kleine operationele fouten kunnen optreden, als gevolg van laboratoriumpersoneel vaardigheden, pen Holding gebaar, enz.

Met behulp van de NIRS-SPM stand-alone registratiefunctie, genereert de functie ruimtelijke registratie MNI coördinaten. De getallen in de eerste regel in tabel 1 staan voor de volgorde in de digitizer. In dit protocol is de gegevens van nummer vijf de positie-informatie over de middelste elektrode. In Brodmann gebieden (BA) werden het anatomische label en het aantal verkregen. Het getal na elke regel geeft het overlappingspercentage aan. In anatomische automatische labels (AAL), het anatomische label en het percentage van overlap zijn verkregen. Om meetfouten te reduceren, werd de gemiddelde waarde van drie gegevenspunten uit de laatste MNI-coördinaten van de vijf elektroden berekend. Zoals voor AAL en BA, de waarde vertegenwoordigt een percentage van overlapping met de hersenschors. Alle mogelijkheden werden samengevoegd in de uiteindelijke gegevens (tabel 1).

Volgens de gegevens van de MNI-coördinaten, aal en BA, als het verschil tussen de waarde en de streefwaarde te groot is, moet de badmuts worden aangepast aan de relatieve positie van de werkelijke waarden van X, Y, Z en de streefwaarde, zoals uitgelegd in de paragrafen 2 – 411,14,30,31.

Figure 1
Figuur 1: stappen voor het maken van de elektrode dop van het bedrijf. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 2
Afbeelding 2:3D-digitizer. De 3D digitizer is een kosteneffectieve oplossing voor het digitaliseren van 3D. Het is een dubbele sensor bewegings tracker. De bron is een magnetische transmitter die een elektromagnetisch dipool veld uitzendt. De sensor is een ontvanger die het veld detecteert. Met de stylus kunnen X-, Y-en Z-gegevenspunten nauwkeurig worden gepinwijs. Het Bedieningskastje maakt verbinding met de computer en brengt gegevens over. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Figure 3
Figuur 3: noodzakelijke materialen voor stimulatie. Deze materialen omvatten een tDCS-apparaat, 4x1 multichannel stimulatie adapter, vier 9 V-accu's, vijf AG/AgCI-natrium ring-elektroden, vijf HD-kunststof behuizingen en hun respectieve doppen, elektrisch geleidende gel, een spuit, een standaard meetlint en een badmuts. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Tabel 1: lokalisatie van stimulaties in het hersengebied. Klik hier om deze tabel te bekijken (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden).

Aanvullend bestand. Klik hier om dit bestand te bekijken (Klik met de rechtermuisknop om te downloaden).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

In vergelijking met traditionele tDCS verhoogt HD-tDCS de focaliteit van stimulatie. Typische sites van stimulatie zijn vaak gebaseerd op het 10-20 EEG systeem. Het bepalen van de precieze stimulatie punten buiten dit systeem kan echter moeilijk zijn. Dit artikel combineert een 3D-digitizer met HD-tDCS om stimulatie punten te bepalen buiten het 10-20-systeem. Het is belangrijk om in dergelijke gevallen de stappen en voorzorgsmaatregelen voor het maken en gebruiken van de elektrode dop duidelijk te definiëren.

Over het algemeen is de positie van doel stimulatie gebieden afgeleid van de resultaten van eerdere hersen beeldvormings studies, en de positie van de stimulatie gebieden op 10-20 internationaal systeem of MNI-coördinaten kan worden verkregen. De stappen voor het maken van de elektrodendop geleider voor het meten van posities van het 10-20-systeem zijn essentieel. Het is belangrijk dat de referentie op de dop overeenkomt met het internationale 10-20-systeem voor hoofdhuid locaties bij het plaatsen van de dop op het hoofd. Zodra de 3D-digitizer wordt gestart, moeten de bron en de sensor niet bewegen of wordt de gegevens afwijking veroorzaakt.

In de software zijn de referentiepunten op de hoofdhuid en niet op de dop, tenzij alle referentiepunten van hoofdhuid en dop overeenkomen. Als de fout tussen de gemeten resultaten en de streefwaarden buiten het acceptabele bereik ligt, moet de positie van de gemarkeerde punten enigszins worden aangepast. Na het afstellen moeten de metingen opnieuw worden uitgevoerd. Zodra gebruikers op de knop "MODE SELECT" drukken en overschakelen van "SCAN" naar "PASS", zal de stroom overgaan van het conventionele tDCS-apparaat via de elektroden naar de 4x1-multichannel stimulatie adapter.

De modulaire elektro-encefalogram opname-Cap biedt vaste posities van sondes. Het bepalen van de precieze stimulatie punten buiten dit systeem kan echter moeilijk zijn. De posities van de elektroden buiten het 10-20-systeem kunnen worden bepaald met behulp van het beschreven protocol, evenals de coördinaten van de stimulatie punten. De RADIUS-instelling moet worden gebaseerd op de experimentele doelstellingen. Met behulp van de hier beschreven methode kan de straal van de vier retour elektroden en de middelste elektrode flexibel worden afgesteld.

Er zijn veel digitizer softwarepakketten (bijvoorbeeld de brainstorm software voor een fNIRS-taak; hier werd de Vpen-software gebruikt)15. Verschillende softwarepakketten voor het verzamelen van gegevens benadrukken verschillende functies en moeten worden geselecteerd op basis van de onderzoeksvraag. Hoofd omtrek varieert tussen individuen; Daarom kan het gebruik van dezelfde dop fouten opleveren. Echter, de modulaire elektro-encefalogram opname Cap lijdt ook aan dit probleem.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Deze studie werd gesteund door de National Natural Science Foundation of China (31972906), het ondernemerschap en innovatieprogramma voor Chongqing Overseas geretourneerde geleerden (cx2017049), fundamentele onderzoeksfondsen voor centrale universiteiten (SWU1809003), open Onderzoeksfonds van het sleutel laboratorium voor geestelijke gezondheid, Instituut voor psychologie, Chinese Academie van Wetenschappen (KLMH2019K05), onderzoek innovatieprojecten van Graduate student in Chongqing (CYS19117), en het onderzoeksprogramma fondsen van de collaboratieve innovatie Centrum van de beoordeling naar basisonderwijs kwaliteit aan Beijing Normal University (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003, en JCXQ-C-LA-1). We willen Prof. Ofir Turel graag bedanken voor zijn suggesties over het vroege ontwerp van dit manuscript.

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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics