PS erhielt finanzielle Unterstützung von CAPES, Brasilien. Diese Arbeit wurde teilweise mit einem Zuschuss von CIMIT unterstützt. Die Autoren sind auch dankbar, dass Uri Fligil für seine technische Unterstützung und Olivia Gozel und Noelle Chiavetta für ihre Hilfe bei der Bearbeitung dieses Manuskript.

1. Materialien <ol><li> Überprüfen Sie, dass, wenn alle Materialien sind (Abbildung 1), bevor Sie die folgenden Schritte. </li><li> Es gibt 3 Größen aus Neopren Kappen, abhängig von der Größe des Probanden Kopf (klein, mittel und groß). Die Kappe hat 27 Löcher, die EEG Positionen auf dem 10/20 zugrunde: präfrontalen (F8, AF8, FP2, Fpz, FP1, AF7, F7), frontal (F4, Fz, F3), Zentralverriegelung (C3, C1, Cz, C2, C4), parietal (P7, P3, Pz, P4, P8), zeitliche (T7, T8) und occipital (PO7, O1, Oz, O2, PO8). </li><li> Die Elektroden 2 verschiedenen Verwendungen, sie können für die EEG (sechs Kanäle) und tDCS (zwei Kanäle für Schwamm-Elektroden, die Anode und die Kathode) verwendet werden. In einigen Fällen können mehr als zwei Seiten der Stimulation verwendet werden. In diesem Fall vier Schwamm-Elektroden erforderlich und werden daher nur 4 Kanäle für EEG-Aufzeichnungen bleiben. </li><li> Die Variation der tDCS Elektroden Größe führt zu einer Variation der Brennweite Auswirkungen 11. With einer Abnahme der Elektrode Dimension kann eine fokale Stimulation erreicht werden. Auf der anderen Seite, durch Erhöhung Elektrodengröße ist es möglich, eine funktionell unwirksam Elektrode haben. Die am häufigsten verwendeten Proportionen 25 cm 2 (5 cm x 5 cm) oder 35 cm 2 (5 cm x 7 cm). In diesem Beitrag wird schwammartigen Elektroden von 25 cm 2 verwendet werden. </li><li> Alle Elektroden haben, um auf das Steuergerät Vorrichtung durch die Drähte angeschlossen werden. Dieses Gerät muss geladen regelmäßigen Abständen mit dem Control Box Batterieladegerät werden. Aus Sicherheitsgründen ist es nicht möglich, die Control Box während der aktiven Stimulation aufzuladen. </li><li> Der USB-Anschluss für Bluetooth-Verbindung wird benötigt, um die Control Box an den Laptop / Computer (siehe unten) zu koppeln. </li></ol> 2. Vorbereitung der Haut <ol><li> Untersuchen Sie die Haut für alle bereits bestehenden Läsionen - Vermeidung von elektrischen Stimulation / EEG-Aufzeichnung über geschädigte Haut oder über Schädel Läsionen. </li><li> Um Leitfähigkeit zu erhöhen, ziehen das Haar ausder Ort der elektrischen Stimulation / EEG Registrierung und Ort Kunststoff Haarspangen, Haare fern zu halten, reinigen Sie die Oberfläche der Haut, um irgendwelche Anzeichen von Lotion, Schmutz, Fett usw. zu entfernen und trocknen lassen. </li></ol> 3. Leiter Messungen <ol><li> Suchen und markieren Sie die Lokalisation des Vertex oder Cz (Abbildung 2), durch Messung des Abstands von nasion zu inion und Kennzeichnung auf halbem Weg mit einem Haut-Marker 11. </li></ol> 4. Elektroden Positionierung im Cap <ol><li> Setzen Salzlösung auf die tDCS Schwamm-Elektroden. Die Schwamm-Elektroden sollten mit Kochsalzlösung 11 vor dem Tragen des Kopfes Kappe eingeweicht werden. Eine 25-35 cm 2 Schwamm sollte etwa 6 ml Lösung pro Seite ausreichend. Es ist wichtig, periodisch nachzufüllen Schwamm-Elektrode mit einer Salzlösung bei einer längeren Stimulationsprotokoll. </li><li> Das EEG und die tDCS Elektroden müssen in der Kappe vor dem Gegenstand befestigt ist physically trägt. </li><li> Für weitere Details über die allgemeine tDCS Elektroden Vorbereitung und Positionierung sehen 11. </li></ol> 5. Tragen Sie die Kappe und Befestigung der Control Box darauf <ol><li> Stellen Sie sicher, das Thema bequem sitzt. </li><li> Setzen Sie die Kappe in einer Weise, dass die Vertex (gemessen auf dem Kopf) die Cz Punkt auf der Kappe wichtige Spiele:. Gilt dies nur für durchschnittliche Größe Köpfe. Drei verschiedene Kappe Größen sind erhältlich, wenn nötig. </li><li> Füllen Sie die EEG-Elektroden mit Gel unter Verwendung eines gekrümmten Spritze. </li><li> Verbinden EEG und tDCS Elektroden an die Control Box Drähte. Die Control Box hat auf dem hinteren Teil der Kappe befestigt werden. Die Kanäle 1 und 2 für die Stimulation und die übrigen (3 bis 8) für die EEG-Aufzeichnung. Ihre Position in der Kappe wird auf die gewünschte experimentelle Ansatz für Aufnahme und Stimulation (Tabelle 1) ab. Als Demonstration, setzen die klassischen linken anodale tDCS up wird displa seinyed: Anode = M1, Kathode = supraorbital Gegenseite. Aus diesem montage, verbinden die Anode (rote Schwamm-Elektrode) auf der C3 und der Kathode (schwarz Schwamm-Elektrode) auf Fp2. </li><li> Setzen Sie die Referenz-Elektroden zu einem der Mastoide dafür, dass sie sich nicht berühren einander und befestigt sie an den Drähten (CMS, Common Mode Sense und DRL, Driven Rechtes Bein) von der Control Box. </li></ol> 6. Stimulation und Recording Set Up <ol><li> Um Parameter der Stimulation und Kontrolle der Aufnahme zu konfigurieren, muss die Software richtig installiert nach der Anleitung des Herstellers. </li><li> Drücken Sie auf &quot;Stimulation&quot; in der horizontalen Leiste am oberen Bildschirm (Abbildung 3). </li><li> Wählen Sie die Option &quot;EDIT&quot; im oberen Bildschirmbereich und wählen Sie &quot;tDCS&quot; oder &quot;Schein&quot; von anderen elektrischen Stimulation Techniken, wie &quot;transkranielle Wechselstrom-Stimulation (TAC)&quot; und &quot;transkranielle Stimulation Rauschen&quot; (tRNS) (Abbildung 3a ). Die detschmerzt solcher Ansätze ist aus dem Rahmen dieser Arbeit und sind besser an anderer Stelle diskutiert 12, 13. </li><li> Wählen Sie die Gesamtdauer der elektrischen Stimulation, in der Regel 20 Minuten (Abbildung 3b) und Intensität der 2mA. Hinweis: Das Gerät stimulieren kann elektrisch und Aufzeichnen von EEG-Signalen für bis zu 1 Stunde, wenn nötig. </li><li> Wählen Sie die Positionierung der Elektroden nach Kanälen (Abbildung 3c). </li><li> Konfigurieren tDCS und EEG-Kanäle (Abbildung 3d) nach dem experimentellen Ansatz (Tabelle 1). Die Referenz-Elektroden als DRL und CMS bezeichnet. Achten Sie darauf, die richtige Funktion für jeden Kanal wählen. Wichtig: Etikett die aktive Stimulation Elektrode als &quot;Anode&quot; oder &quot;Kathode&quot; und seine Referenz als &quot;return&quot; (Abbildung 3d). </li><li> In der Bar-Menü befindet sich im unteren Teil des Bildschirms wählen Sie die Dauer der Rampe nach unten und hochfahren Zeitraum, in der Regel 30 sec (Figure 3e). In diesem Schritt werden Sie auch wählen Sie die Dauer der Pre-und Post EEG-Aufnahmen (Abbildung 3f). Die EEG-Aufnahme ist nicht abhängig von der Stimulation und programmiert werden, um vor dem Start, während oder nach dem Ende der tDCS werden. </li><li> Um Elektrodenimpedanzen Presse &quot;Stimulation&quot; im oberen Teil des Bildschirms zu überprüfen und dann &quot;mount&quot; in der linken Seite des Bildschirms und dann auf &quot;START IMPEDANCE CHECK&quot; (Abbildung 4). </li></ol> 7. Starten Sie den Geräte- <ol><li> Das Thema sollten entspannt, komfortabel und wach während des Verfahrens. </li><li> Drücken Sie auf &quot;START&quot; im unteren Teil des Bildschirms (Abbildung 5a). </li><li> Prüfen Sie, ob die vertikale graue Balken vorwärts bewegt vor (5b), während (5c) und nach (5d) der tDCS. </li><li> Überprüfen Sie erneut Elektrodenimpedanzen (Abbildung 5e). </li><li> Drücken Sie auf &quot;Abbruch&quot;, um die Stimulation jederzeit aussetzen, wenn nötig (5f). </li&gt; </ol> 8. Notieren EEG Daten <ol><li> Drücken Sie auf &quot;EEG&quot; in der oberen Bildschirm zu überprüfen, ob die EEG-Signale sichtbar und ohne Artefakte (Abbildung 6, gelb Klammer) sind. Die Signale können von 2 bis 15 Hz gefiltert werden, um die EEG Spuren zu klären. </li><li> EEG wird die Aufnahme automatisch, sobald das Symbol LAUNCH gedrückt wird starten. </li><li> Während der Stimulation der laufenden EEG kann in drei verschiedenen Panels, bei der vertikalen Menüleiste (Abbildung 6) lokalisiert überprüft werden. <ol><li> Zeitbereich (Abbildung 6): sehen Sie die Daten, wie sie empfangen wird, die Wahl von Zeit und Spannung Skalen. </li><li> Spectrum (Abbildung 7): Wählen Sie einen Kanal aus und visualisieren das Leistungsspektrum Online, dh der Bildschirm zeigt die Leistung der einzelnen EEG Frequenz durch Echtzeit-Fast-Fourier-Transformation (FFT). </li><li> Spektrogramm (Abbildung 8): visualisieren die Macht Spektrogramm Online, indem sie die Informationention über den Frequenzinhalt des aufgezeichneten EEG als Funktion der Zeit (Zeit-Frequenz-Analyse). </li></ol></li><li> In jeder der oben genannten Möglichkeiten der Forscher ist in der Lage, um die EEG-Aktivität (Abbildung 6, gelbes Rechteck) in bestimmte Frequenzbänder (Tabelle 2) filtern. Die meisten Studien, in denen die Auswirkungen der tDCS auf EEG-Aktivität haben diesen Ansatz für die Datenanalyse (Tabelle 3). </li></ol>

<ol>
	<li>Fregni, F., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technology+insight:+noninvasive+brain+stimulation+in+neurology-perspectives+on+the+therapeutic+potential+of+rTMS+and+tDCS.">Technology insight: noninvasive brain stimulation in neurology-perspectives on the therapeutic potential of rTMS and tDCS.</a> Nat. Clin. Pract. Neurol. 3, 383-393 (2007).</li><li>Nitsche, M. A., Cohen, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation:+State+of+the+art.">Transcranial direct current stimulation: State of the art.</a> Brain Stimul. 1, 206-223 (2008).</li><li>Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+excitability+elevations+induced+by+transcranial+DC+motor+cortex+stimulation+in+humans.">Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans.</a> Neurology. 57, 1899-1901 (2001).</li><li>Kwon, Y. H., Ko, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+motor+cortex+activation+by+transcranial+direct+current+stimulation+in+the+human+brain.">Primary motor cortex activation by transcranial direct current stimulation in the human brain.</a> Neurosci. Lett. 435, 56-59 (2008).</li><li>Ardolino, G., Bossi, B., Barbieri, S., Priori, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-synaptic+mechanisms+underlie+the+after-effects+of+cathodal+transcutaneous+direct+current+stimulation+of+the+human+brain.">Non-synaptic mechanisms underlie the after-effects of cathodal transcutaneous direct current stimulation of the human brain.</a> J. Physiol. 568, 653-663 (2005).</li><li>Marshall, L., Kirov, R., Brade, J., M&#246;lle, M., Born, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+electrical+currents+to+probe+EEG+brain+rhythms+and+memory+consolidation+during+sleep+in+humans.">Transcranial electrical currents to probe EEG brain rhythms and memory consolidation during sleep in humans.</a> PLoS One. 6, 16905 (2011).</li><li>Brunoni, A. R., Nitsche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+research+with+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS):+challenges+and+future+directions.">Clinical research with transcranial direct current stimulation (tDCS): challenges and future directions.</a> Brain Stimul. 5, 175-195 (2012).</li><li>Nuwer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+digital+EEG,+quantitative+EEG,+and+EEG+brain+mapping:+report+of+the+American+Academy+of+Neurology+and+the+American+Clinical+Neurophysiology+Society.">Assessment of digital EEG, quantitative EEG, and EEG brain mapping: report of the American Academy of Neurology and the American Clinical Neurophysiology Society.</a> Neurology. 49, 277-292 (1997).</li><li>Morrell, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNS+System+in+Epilepsy+Study+Group.+Responsive+cortical+stimulation+for+the+treatment+of+medically+intractable+partial+epilepsy.">RNS System in Epilepsy Study Group. Responsive cortical stimulation for the treatment of medically intractable partial epilepsy.</a> Neurology. 77, 1295-1304 (2011).</li><li>Ber&#233;nyi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzs&#225;ki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Closed-loop+control+of+epilepsy+by+transcranial+electrical+stimulation.">Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation.</a> Science. 337, 735-737 (2012).</li><li>DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode+positioning+and+montage+in+transcranial+direct+current+stimulation.">Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation.</a> J. Vis. Exp. (51), e2744 (2011).</li><li>Antal, A., Boros, K., Poreisz, C., Chaieb, L., Terney, D., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparatively+weak+after-effects+of+transcranial+alternating+current+stimulation+(tACS)+on+cortical+excitability+in+humans.">Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans.</a> Brain Stimul. 1, 97-105 (2008).</li><li>Terney, D., Chaieb, L., Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+human+brain+excitability+by+transcranial+high-frequency+random+noise+stimulation.">Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation.</a> J. Neurosci. 28, 14147-14155 (2008).</li><li>Boggio, P. S., Rigonatti, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+randomized,+double-blind+clinical+trial+on+the+efficacy+of+cortical+direct+current+stimulation+for+the+treatment+of+major+depression.">A randomized, double-blind clinical trial on the efficacy of cortical direct current stimulation for the treatment of major depression.</a> Int. J. Neuropsychopharmacol. 11, 249-254 (2008).</li><li>Loo, C. K., Alonzo, A., Martin, D., Mitchell, P. B., Galvez, V., Sachdev, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+for+depression:+3-week,+randomised,+sham-controlled+trial.">Transcranial direct current stimulation for depression: 3-week, randomised, sham-controlled trial.</a> Br. J. Psychiatry. 200, 52-59 (2012).</li><li>Boggio, P. S., Rocha, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+brain+stimulation+with+high-frequency+and+low-intensity+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+treatment+for+posttraumatic+stress+disorder.">Noninvasive brain stimulation with high-frequency and low-intensity repetitive transcranial magnetic stimulation treatment for posttraumatic stress disorder.</a> J. Clin. Psychiatry. 71, 992-999 (2010).</li><li>Goldman, R. L., Borckardt, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+cortex+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+temporarily+reduces+food+cravings+and+increases+the+self-reported+ability+to+resist+food+in+adults+with+frequent+food+craving.">Prefrontal cortex transcranial direct current stimulation (tDCS) temporarily reduces food cravings and increases the self-reported ability to resist food in adults with frequent food craving.</a> Appetite. 56, 741-746 (2011).</li><li>Boggio, P. S., Zaghi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+risk-taking+in+marijuana+users+by+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+of+the+dorsolateral+prefrontal+cortex+(DLPFC).">Modulation of risk-taking in marijuana users by transcranial direct current stimulation (tDCS) of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC).</a> Drug Alcohol Depend. 112, 220-225 (2010).</li><li>Boggio, P. S., Sultani, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+cortex+modulation+using+transcranial+DC+stimulation+reduces+alcohol+craving:+a+double-blind,+sham-controlled+study.">Prefrontal cortex modulation using transcranial DC stimulation reduces alcohol craving: a double-blind, sham-controlled study.</a> Drug Alcohol Depend. 92, 55-60 (2008).</li><li>Fregni, F., Liguori, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+stimulation+of+the+prefrontal+cortex+with+transcranial+direct+current+stimulation+reduces+cue-provoked+smoking+craving:+a+randomized,+sham-controlled+study.">Cortical stimulation of the prefrontal cortex with transcranial direct current stimulation reduces cue-provoked smoking craving: a randomized, sham-controlled study.</a> J. Clin. Psychiatry. 69, 32-40 (2008).</li><li>Fregni, F., Gimenes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+randomized,+sham-controlled,+proof+of+principle+study+of+transcranial+direct+current+stimulation+for+the+treatment+of+pain+in+fibromyalgia.">A randomized, sham-controlled, proof of principle study of transcranial direct current stimulation for the treatment of pain in fibromyalgia.</a> Arthritis Rheum. 54, 3988-3998 (2006).</li><li>Fregni, F., Marcondes, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transient+tinnitus+suppression+induced+by+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+and+transcranial+direct+current+stimulation.">Transient tinnitus suppression induced by repetitive transcranial magnetic stimulation and transcranial direct current stimulation.</a> Eur. J. Neurol. 13, 996-1001 (2006).</li><li>Antal, A., Kriener, N., Lang, N., Boros, K., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cathodal+transcranial+direct+current+stimulation+of+the+visual+cortex+in+the+prophylactic+treatment+of+migraine.">Cathodal transcranial direct current stimulation of the visual cortex in the prophylactic treatment of migraine.</a> Cephalalgia. 31, 820-828 (2011).</li><li>Fregni, F., Otachi, P. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+randomized+clinical+trial+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+in+patients+with+refractory+epilepsy.">A randomized clinical trial of repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with refractory epilepsy.</a> Ann. Neurol. 60, 447-455 (2006).</li><li>Benninger, D. H., Lomarev, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+for+the+treatment+of+Parkinson's+disease.">Transcranial direct current stimulation for the treatment of Parkinson's disease.</a> J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 81, 1105-1111 (2010).</li><li>Boggio, P. S., Nunes, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated+sessions+of+noninvasive+brain+DC+stimulation+is+associated+with+motor+function+improvement+in+stroke+patients.">Repeated sessions of noninvasive brain DC stimulation is associated with motor function improvement in stroke patients.</a> Restor. Neurol. Neurosci. 25, 123-129 (2007).</li><li>Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bihemispheric+brain+stimulation+facilitates+motor+recovery+in+chronic+stroke+patients.">Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients.</a> Neurology. 75, 2176-2184 (2010).</li><li>Fregni, F., Boggio, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodal+transcranial+direct+current+stimulation+of+prefrontal+cortex+enhances+working+memory.">Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory.</a> Exp. Brain Res. 166, 23-30 (2005).</li><li>Shafi, M. M., Westover, M. B., Fox, M. D., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploration+and+modulation+of+brain+network+interactions+with+noninvasive+brain+stimulation+in+combination+with+neuroimaging.">Exploration and modulation of brain network interactions with noninvasive brain stimulation in combination with neuroimaging.</a> Eur. J. Neurosci. 35, 805-825 (2012).</li><li>Wirth, M., Rahman, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+on+behaviour+and+electrophysiology+of+language+production.">Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on behaviour and electrophysiology of language production.</a> Neuropsychologia. 49, 3989-3998 (2011).</li><li>Keeser, D., Padberg, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prefrontal+direct+current+stimulation+modulates+resting+EEG+and+event-related+potentials+in+healthy+subjects:+a+standardized+low+resolution+tomography+(sLORETA)+study.">Prefrontal direct current stimulation modulates resting EEG and event-related potentials in healthy subjects: a standardized low resolution tomography (sLORETA) study.</a> Neuroimage. 55, 644-657 (2011).</li><li>Zaehle, T., Sandmann, P., Thorne, J. D., J&#228;ncke, L., Herrmann, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+of+the+prefrontal+cortex+modulates+working+memory+performance:+combined+behavioral+and+electrophysiological+evidence.">Transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex modulates working memory performance: combined behavioral and electrophysiological evidence.</a> BMC Neurosci. 12, 979-984 (2011).</li><li>Polan&#237;a, R., Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+functional+connectivity+patterns+and+topological+functional+organization+of+the+human+brain+with+transcranial+direct+current+stimulation.">Modulating functional connectivity patterns and topological functional organization of the human brain with transcranial direct current stimulation.</a> Hum. Brain Mapp. 32, 1236-1249 (2011).</li><li>Maeoka, H., Matsuo, A., Hiyamizu, M., Morioka, S., Ando, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+transcranial+direct+current+stimulation+of+the+dorsolateral+prefrontal+cortex+on+pain+related+emotions:+a+study+using+electroencephalographic+power+spectrum+analysis.">Influence of transcranial direct current stimulation of the dorsolateral prefrontal cortex on pain related emotions: a study using electroencephalographic power spectrum analysis.</a> Neurosci. Lett. 512, 12-16 (2012).</li><li>Isley, M. R., Edmonds, H. L., Stecker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=American+Society+of+Neurophysiological+Monitoring.+Guidelines+for+intraoperative+neuromonitoring+using+raw+(analog+or+digital+waveforms)+and+quantitative+electroencephalography:+a+position+statement+by+the+American+Society+of+Neurophysiological+Monitoring.">American Society of Neurophysiological Monitoring. Guidelines for intraoperative neuromonitoring using raw (analog or digital waveforms) and quantitative electroencephalography: a position statement by the American Society of Neurophysiological Monitoring.</a> J. Clin. Monit. Comput. 23, 369-390 (2009).</li><li>Faria, P., Leal, A., Miranda, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+different+electrode+configurations+using+the+10-10+international+system+in+tDCS:+a+finite+element+model+analysis.">Comparing different electrode configurations using the 10-10 international system in tDCS: a finite element model analysis.</a> Conf Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 1596-1599 (2009).</li><li>Dmochowski, J. P., Datta, A., Bikson, M., Su, Y., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+multi-electrode+stimulation+increases+focality+and+intensity+at+target.">Optimized multi-electrode stimulation increases focality and intensity at target.</a> J. Neural. Eng. 8, 046011 (2011).</li><li>Flink, R., Pedersen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+the+use+of+EEG+methodology+in+the+diagnosis+of+epilepsy.">Guidelines for the use of EEG methodology in the diagnosis of epilepsy.</a> International League Against Epilepsy: commission report. Acta Neurol. Scand. 106, 1-7 (2002).</li></ol>

Diese Arbeit wurde teilweise durch neuroelektrischen, Barcelona Spanien, die das Instrument in diesem Artikel verwendet produziert unterstützt.

Sicherheitsfragen Zunächst sollte für alle Themen Kontraindikationen für tDCS 11 gescreent werden. Prüfen Sie auch für Hautläsionen oder Krankheiten, da es Anzeichen für tDCS induzierten Läsionen nach Integrität der Haut. Wenn tDCS stark über einen verletzten Bereich angedeutet, ist es möglich, bei niedrigeren Intensität, dh 0,5-1,0 mA tun. Es ist jedoch nicht gewährleistet, dass dies Hautirritationen oder Läsionen zu verhindern. Somit sollte der Zustand der Haut unter den Elektroden vor und nach tDCS 2 kontrolliert werden. Impedanz und Elektroden Elektrodenimpedanzen sollte so niedrig wie möglich. Dies verringert das Risiko für interne und externe Störgeräusche oder verzerrte Signale. Impedanzen sollte auch nochmals zu überprüfen, wenn es irgendein Artefakt in dem Signal 37. Alle Elektroden müssen von guter Qualität mit intakten Flächen sein. Renutzbare Elektroden mit inkonsistenten Oberflächen können ungleichmäßig Stromdichten. Alle Oberflächenelektroden sollte mit ausreichend leitendes Gel aufgetragen werden, um niedrige Impedanzen zu gewährleisten, und die Impedanzen sollte für Artefakte 37 überprüft werden. Closed-Loop-Systeme Ein Closed-Loop-System ist ein System, das zur Diagnose und Behandlung von Anomalien elektrophysiologischen sie unverzüglich 8, 10. Ein anschauliches Beispiel ist die EEG-Spike-Detektor für eines entgegenkommenden Beschlagnahme. Dieses Prinzip wurde erfolgreich bei Patienten mit schwerer Epilepsie angewendet. Morrell und Kollegen 9 behandelten 191 Patienten mit schwer behandelbarer Epilepsie mit einem Gehirn implantierten Stimulator und beobachteten eine signifikante Reduktion der Anfallshäufigkeit sowie Verbesserungen in der Lebensqualität. Trotz des Erfolgs, sind invasive Verfahren mit Risiken und Komplikationen wie lokale Infektion oder unerwünschte Stimmung oder kognitiven Wirkungen und damit verbunden einer alterntive, nicht-invasive Ansatz wünschenswert. Daher kann die vorliegende Gerät stellen eine interessante Option für jene Patienten, die eine schnelle Diagnose und neurophysiologischen sofortige Behandlung, wie zum Beispiel Patienten mit Epilepsie müssen. Die Closed-Loop-System Anwendung kann nicht bei Patienten mit Epilepsie nur beschränkt werden. Eine Reihe von neueren Studien haben vorgeschlagen, dass EEG Veränderungen können Markierungen verschiedener neuropsychiatrischen Erkrankungen 30 sein. Mit einer Kombination von tDCS und EEG könnte auch nützlich sein für die Optimierung der Parameter der Stimulation. Solche Algorithmen sind noch unbebauten, aber die Kombination von Erkenntnissen aus EEG und tDCS Studien kann in einer solchen Entwicklung zu helfen. Im Vergleich zu TMS, die andere nicht-invasive Stimulation des Gehirns Technik ist, wird tDCS als viel mehr für therapeutische Zwecke geeignet vor allem wegen seiner geringen Kosten und relativ Portabilität. Darüber hinaus ein System, das einen Kopf mit Kappe verwendet vorgegebenen elektrode Standorte standardisieren Ort der Stimulation und die Ergebnisse verbessern. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht die Möglichkeit, mehr als einen Ort zur gleichen Zeit, die gefunden wurde, als klinisch überlegen, als herkömmliche Stimulation nach einigen Autoren 38, 39 zu fördern. Obwohl das Gerät zeigt klare Vorteile, müssen einige Einschränkungen zu berücksichtigen, um das Gerät für die Zukunft zu verbessern. Erstens kann das Gerät nicht stimulieren und notieren EEG-Signale an der gleichen Stelle gleichzeitig (siehe Abbildung 9). Zweitens ist die Zahl der verfügbaren Kanäle zu erfassen EEG gering. Die übliche Empfehlung ist, mindestens 16-Kanäle für eine ausreichende EEG Studie 40 und noch mehr Kanäle für elektrooptische Okulographie zu Augenbewegung Artefakte erkennen verwenden. In der Tat, in den letzten Jahren gab es eine Tendenz, die Zahl von Kanälen in EEG / tDCS Untersuchungen (Tabelle 3) zu erhöhen. Obwohl die geringe Anzahl von Kanälen miGHT beeinflussen Sensibilität bei der Aufdeckung von dynamischen Veränderungen in kortikalen Erregbarkeit, kann ein solches System noch nützlich für die Suche nach Algorithmen für bestimmte Elektrode Standorten.

Transkranielle Gleichstrom-Stimulation (tDCS) ist eine Technik, die schwach und direkte elektrische Ströme kontinuierlich durch die Kopfhaut geliefert verwendet, um Veränderungen der kortikalen Erregbarkeit 1, 2 zu induzieren. Mit motorisch evozierte Potentiale als Marker der motorischen Cortex Erregbarkeit zeigten Nitsche und Paulus 3, dass die Richtung der tDCS Wirkungen auf das Gehirn-spezifischen Polarität ist: kathodische Stimulation induziert eine Abnahme der kortikalen Erregbarkeit, während die anodische Stimulation induziert eine Zunahme der kortikalen Erregbarkeit . Dieser Effekt auf die kortikale Erregbarkeit kann für mehr als eine Stunde nach Stimulation dauern. Diese tDCS-induzierte Veränderungen der kortikalen Erregbarkeit können erhebliche Auswirkungen auf das Verhalten führen. Ein wichtiger Punkt ist die Variabilität der tDCS Auswirkungen auf das Verhalten. Es gibt mehrere Gründe für diese Variabilität zu erklären. Studien über fMRI 4 und Elektroenzephalographie (EEG) 5,6 zeigen, dass obwohl tDCS hat die meisten aktivierenden effect auf die zugrunde liegende Hirnrinde, evoziert die Stimulation verbreitete Änderungen in anderen Regionen des Gehirns. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass tDCS Auswirkungen auf den Zustand der Grundlinie 7 kortikalen Aktivität abhängen. Daher, da diese Quellen der Variabilität, ist die Verwendung von besser Surrogate, um die Auswirkungen von tDCS messen wünschenswert. In diesem Zusammenhang schlagen wir die Verwendung der begleitenden EEG-Monitoring in Echtzeit Daten über die Auswirkungen der tDCS auf die kortikale Erregbarkeit stellen aus mehreren Gründen. Erstens, die Optimierung der Parameter der Stimulation tDCS. Zweitens, um Einblicke in neue Ziele für Therapien. Drittens, um die Sicherheit während Hirnstimulation zu gewährleisten, vor allem bei Kindern. Viertens, in der Früherkennung und Behandlung von Anfällen bei Patienten mit hartnäckigen Epilepsie dh Closed-Loop-System zu unterstützen. Schließlich könnte dieses Gerät auch über eine mögliche Anwendung in Brain-Computer-Interface-Systeme. Wegen der entscheidenden RolleÜberwachung von kortikalen Erregbarkeit Änderungen in Bezug auf nicht-invasive Hirnstimulation, ist der Zweck dieses Artikels, um zu demonstrieren, wie die Verwendung von tDCS mit EEG durch eine neue Vorrichtung (StarstimÒ kombinieren - Neuroelectrics Instrument Controller, v 1.0; Rev 2012-08 -01, Neurolelectrics, Barcelona, ​​Spanien). Es sei darauf hingewiesen, dass dieser Artikel nicht liefern Details tDCS Anwendung werden. Für ein umfassendes Verständnis der Anwendung dieser Technik, die wir empfehlen, lesen Sie den Artikel über tDCS von DaSilva et al. 11

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td>Name</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Material</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Neoprene HeadCap </td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE019 </td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Neoprene Headband</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE020</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Frontal dry electrode front-end</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE021</td>
 <td>4</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gel electrode front-end</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE022</td>
 <td>8</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gel Bottle 60cl</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE016</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Stimulation electrode Pi cm2</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE024</td>
 <td>8</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Saline solution bottle 100ml</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE033</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sponge electrode fron-end 25 cm2</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE026</td>
 <td>4</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Adhesive Electrode Front-end</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE025</td>
 <td>25</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>USB Bluetooth Dongle</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE031</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>USB card with software</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE015</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Curved Syringe</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE014</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>microUSB NECBOX charger</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE013 </td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Electrode cable</td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE017 10</td>
 <td>1</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Material Name</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>StarStim NECBOX </td>
 <td>Neuroelectrics</td>
 <td>NE012 </td>
 <td>1</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

simultaneous eeg monitoring during transcranial direct current stimulation

Transkranielle Gleichstrom-Stimulation (tDCS) ist eine Technik, die schwache elektrische Ströme liefert durch die Kopfhaut. Diese konstanten elektrischen Strom induziert Veränderungen in neuronalen Erregbarkeit Membran, was zu sekundären Veränderungen der kortikalen Aktivität. Obwohl tDCS hat die meisten seiner neuromodulatorischen Auswirkungen auf die zugrunde liegende Hirnrinde, können tDCS Effekte auch in fernen neuronalen Netzen beobachtet werden. Daher kann die gleichzeitige EEG-Monitoring der Auswirkungen der tDCS liefern wertvolle Informationen über die Mechanismen der tDCS. Darüber hinaus kann ein wichtiger Befund EEG Surrogat-Marker für die Auswirkungen der tDCS sein und kann daher verwendet werden, um die Parameter zu optimieren. Diese kombinierte EEG-tDCS System kann auch zur vorbeugenden Behandlung von neurologischen Erkrankungen, die durch abnorme Gipfeln der kortikalen Erregbarkeit, wie Anfälle gekennzeichnet werden. Ein solches System wäre die Basis für eine nicht-invasive geschlossene Vorrichtung sein. In diesem Artikel stellen wir ein neues Gerät, das in der Lage ist utilizing tDCS und EEG gleichzeitig. Dafür beschreiben wir in einer Schritt-für-Schritt-Mode die wichtigsten Verfahren der Anwendung dieses Gerät mit schematischen Abbildungen, Tabellen und Video-Demonstrationen. Darüber hinaus bieten wir eine Literaturrecherche zu klinischen Anwendungen von tDCS und seiner kortikalen Auswirkungen von EEG-Techniken gemessen.

tDCS wird derzeit als ein therapeutisches Instrument für vielfältige neurologische Erkrankungen, die Depression 14, 15, post-traumatische Belastungsstörung 16, Verlangen nach Essen 17, 18 Marihuana, Alkohol und Rauchen 19 20, sowie Schmerzen 21, Tinnitus beinhaltet untersucht 22, 23 Migräne, Epilepsie 24, Parkinson-Krankheit 25, 26, Schlaganfall-Rehabilitation 27, 28 und kognitiver Dysfunktion 6, 29. Tabelle 1 zeigt die evidenzbasierte tDCS Elektrode Montagen als Behandlung für verschiedene Krankheitsbilder eingesetzt werden. In den meisten Fällen wird eine klinische Besserung nach tDCS hauptsächlich seiner kortikalen Effekte zurückzuführen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, um kortikale Veränderungen zu quantifizieren und die am häufigsten verwendeten sind funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRI), TMS-indizierten kortikalen Erregbarkeit und die electroencephalographie (EEG). Im Vergleich mit fMRI, EEG hat schlechtere räumliche Auflösung, aber überlegene Zeitauflösung 30, was zeitlichen Abfolge der neuronalen Aktivität genauer. Darüber hinaus, wie mit TMS-indizierten kortikalen Erregbarkeit Vergleich bietet EEG eine größere räumliche Auflösung. Zum Beispiel werden unter Verwendung der tDCS / EEG Vorrichtung ist es möglich, fortlaufend Änderungen im EEG in Reaktion auf tDCS erkennen. 9 zeigt die Dämpfung der kortikalen Aktivität, vor allem auf dem parietalen Region, nachdem die tDCS auf (Kanäle C3 eingeschaltet wurde und C4). Beachten Sie, dass während der Stimulation ist es nicht möglich, Gehirnaktivität in den gleichen Kanälen zur Stimulation verwendet aufzuzeichnen. Die Auswirkungen der tDCS auf EEG wurden kürzlich von mehreren Autoren untersucht (siehe Tabelle 3), aber nur einer hat tDCS und EEG gleichzeitig 31 angelegt. Die meisten Studien zeigten eine signifikante EEG-Veränderungen nach tDCS durch die Analyse der EEG-Leistungsspektrum in Reaktion auf aktiven gegenüberSchein-tDCS. Mit Leistungsspektrumsanalyse können EEG-Signale in eine Summe von reinem Frequenzkomponenten mit FFT-Analyse zerlegt werden. Auf diese Weise können die Signale in Bezug auf ihre Leistungsspektrums, der Angaben von der Signalstärke Leistung bei jeder Frequenz (Tabelle 2) analysiert. Abbildung 7 zeigt ein repräsentatives Beispiel eines laufenden EEG-Aktivität während tDCS (rote Klammer auf der Unterseite) und nach FFT-Analyse (roter Kreis). Der erste Peak Aktivität entspricht theta (5-7 Hz) und die zweite auf alpha (8-10 Hz) Band-Frequenzen. Die Amplitude des EEG Peaks wird in uV 2 gemessen. Ein weiteres Beispiel kommt aus der Studie von Maeoka et al. 36, in dem die Autoren fanden eine lokale Abnahme der Alpha-und eine Zunahme der Beta Band Amplituden nach anodischer Stimulation des dorsolateralen präfrontalen Kortex mit emotionalem Stress verbunden. Abbildung 10 </strong&gt; zeigt ein anschauliches Beispiel für die Auswirkungen der tDCS auf quantitative EEG (Leistungsspektrum). Die Größe des frontalen alpha Amplitude war signifikant höher als Reaktion auf active-tDCS wenn zur Schein-tDCS des linken dorsolateralen präfrontalen Kortex verglichen. Daher ist die Verwendung der automatischen FFT-Analyse (Abbildung 7) der Prüfer ist in der Lage zu bestimmen, und messen Sie die Amplitude der vorherrschenden Frequenz EEG Aktivitäten (Delta, Theta, Alpha, Beta, Gamma) während und nach der tDCS. Abhängig von der Region der Stimulation und anderen experimentellen Bedingungen wird die Amplitude des EEG spezifische Frequenzbänder voraussichtlich nach tDCS (Tabelle 3) zu ändern. In der Tat, indem sie das FFT-Analyse der EEG-Aufzeichnung während tDCS bietet eine einzigartige Gelegenheit, um die kortikale neuromodulatorischen Effekte in Echtzeit zu verstehen. Schließlich können EEG-Signale mit einer Technik, die eine Zeit-Frequenz-basierte oder Spektrogramm IMA analysierendenge. Diese Technik wurde als vielversprechend für die Forschung, jedoch ist diese Art von EEG-Analyse noch nicht vollständig validiert für diagnostische Absichten und sollten mit Vorsicht zu diesem Zweck 8 interpretiert werden. 8 zeigt ein veranschaulichendes Beispiel eines EEG-Spektrogramm von der gleichen Vorrichtung verarbeitet werden. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig1.jpg" /> Abbildung 1. Liste der benötigten Materialien für die simultane EEG-Monitoring während tDCS: Neopren Kappe, Control Box, Kabel, Elektroden, Maßband, Kochsalzlösung und Bluetooth USB. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig2.jpg" /> Abbildung 2. Lokalisierung von Vertex (Cz) auf der Kopfhaut 11: Messen Sie den Abstand von nasion zu inion und Mark halbwegs mit einer HautMarker. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig3.jpg" /> Abbildung 3. Stimulation Screenshot: a) Die elektrische Stimulation Modus (tDCS, tACS, tRNS, Schein), b) Gesamtdauer der elektrischen Stimulation, c) Elektrodenanlage nach Kanälen; d) tDCS und EEG-Kanal-Konfiguration; e) tDCS Rampen Dauer; f) EEG Aufnahmedauer. <img alt="Fig. 4" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig4.jpg" /> Abbildung 4. Montieren Screenshot: Elektroden überprüfen Impedanz vor der Stimulation beginnt. <img alt="Abbildung 5" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig5.jpg" /> Abbildung 5. Starten Screenshot: a) LAUNCH Hintern<html> auf, b) Vertikale graue Balken vor tDCS, c) Vertikale graue Leiste während tDCS, d) Vertikale grauen Balken nach tDCS, e) Impedanz neu zu überprüfen; f) Abbruch-Taste. <img alt="Abbildung 6" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig6.jpg" /> Abbildung 6. EEG Zeitbereich: überprüfen Sie die Grundlinie laufenden EEG-Aktivität und wählen EEG Band-Frequenzen bei Bedarf (gelber Pfeil rechts unten). <img alt="Abbildung 7" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig7.jpg" /> Abbildung 7. EEG-Leistungsspektrum: Überprüfen Sie die vorherrschende EEG Frequenzband (roter Kreis) nach automatischer Fast-Fourier-Transformation (FFT) Analyse über den rohen laufenden EEG-Aktivität (rotes Rechteck auf dem Boden). oad/50426/50426fig8.jpg &quot;/&gt; Abbildung 8. EEG Spektrogramm: EEG-Signale (rotes Rechteck auf dem Boden) kann auch in Bildern (roter Kreis) mit einer Technik namens Zeit-Frequenz-Basis umgewandelt werden. <img alt="Abbildung 9" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig9.jpg" /> Abbildung 9. Dämpfung des parietalen EEG-Aktivität in Reaktion auf anodale tDCS (Anode = C3; Cathode = C4). Beachten Sie, dass während der Stimulation nicht möglich Hirnaktivität in den gleichen Kanälen zur Stimulation verwendet aufzeichnen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50426/50426fig9large.jpg" target="_blank">Klicke hier, um eine größere Abbildung anzuzeigen</a> . <img alt="Abbildung 10" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig10.jpg" /> Abbildung 10. tDCS Auswirkungen auf EEG-Leistungsspektrum: Note Unterschiede in frontalen alpha (a) und beta (b) </strong&gt; Amplitude in Reaktion auf active-tDCS wenn zur Schein-tDCS über dem linken dorsolateralen präfrontalen Kortex verglichen. <table border="1"><tbody><tr><td> Krankheit </td><td> Autoren </td><td> Anode Elektrode Positionierung </td><td> Kathode Elektrode Positionierung </td></tr><tr><td> Depression </td><td> Boggio et al, 2008;. Loo et al 2012. </td><td> DLPFC </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td> Schmerz </td><td> Fregni et al., 2006, </td><td> M1 </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td rowspan="3"> Stroke </td><td> Lindenberg et al., 2010, </td><td> M1 </td><td> M1 </td></tr><tr><td rowspan="2"> Boggio et al., 2007, </td><td> M1 (betroffene Seite) </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td> Supraorbital </td><td> MI (nicht betroffene Seite) </td></tr><tr><td> Tinnitus </td><td> Fregni et al., 2006, &lt;/ Td&gt; <td> LTA </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td rowspan="2"> Parkinson </td><td> Benninger et al., 2010, </td><td> M1/DLPFC </td><td> Mastoid </td></tr><tr><td> Fregni et al., 2006, </td><td> M1 </td><td> Supraorbital </td></tr><tr><td> Migräne </td><td> Antal et al., 2011, </td><td> V1 </td><td> Oz </td></tr><tr><td> Der Missbrauch von Alkohol </td><td> Boggio et al., 2008, </td><td> R / L - DLPFC </td><td> L / R - DLPFC </td></tr></tbody></table> Tabelle 1. tDCS Elektrode Montagen in verschiedenen klinischen Bedingungen Legends: LTA, links temporoparietalen Bereich; V1, Sehrinde; DLPFC, dorsolateralen präfrontalen Kortex, M1, Motor Cortex, R, Rechts, L, links.. <table border="1"><tbody><tr><td> Bands </td><td> Symbol </td><td> Frequenz (Hz) </td><td> Beste Aufnahme Website </td><td><strong&gt; Weitere prominente während ... </td></tr><tr><td> Delta </td><td> δ </td><td> 1-4 </td><td> Frontal (Erwachsene), Posterior (Kinder) </td><td> Tief Stadien des Schlafes (3 und 4) </td></tr><tr><td> Theta </td><td> θ </td><td> 5-7 </td><td> Diffuse in der Kopfhaut </td><td> Schläfrigkeit </td></tr><tr><td> Alpha </td><td> α </td><td> 8-12 </td><td> Posterior Regionen </td><td> Erwacht, mit geschlossenen Augen </td></tr><tr><td> Beta </td><td> β </td><td> 13-30 </td><td> Frontal </td><td> Geistige Anstrengung, tiefen Schlaf </td></tr><tr><td> Gamma </td><td> γ </td><td> 31-45 </td><td> Somato-sensorischen Kortex </td><td> Kurzzeitgedächtnis Aufgaben und taktile Stimulation </td></tr></tbody></table> Tabelle 2. EEG-Frequenzbänder. <table border="1"><tbody><tr><td> Autoren </td><td> Anode Elektrode Positionierung </td><td&gt; Kathode Elektrode Positionierung </td><td> EEG-Kanäle (Anzahl) </td><td> Hauptergebnisse </td></tr><tr><td> Ardolino et al., 2005, </td><td> Fp1 </td><td> C4 </td><td> 4 </td><td> Bilaterale Zunahme des frontalen Delta-und Theta-Bands. </td></tr><tr><td> Keeser et al., 2011, </td><td> F3 </td><td> Fp2 </td><td> 25 </td><td> Abnahme der frontalen und präfrontalen delta Band. </td></tr><tr><td> Marshall et al., 2011, </td><td> F3/F4 </td><td> Mastoide </td><td> 7 </td><td> - Non-REM-Schlaf: frontal Abnahme der Delta-Band. - REM-Schlaf: weltweite Zunahme von Gamma-Band. </td></tr><tr><td> Wirth et al., 2011, </td><td> F3 </td><td> Rechte Schulter </td><td> 52 </td><td> Globale Rückgang in Delta-Band. </td></tr><tr><td> Zaehle et al., 2011, </td><td> F3 </td><td> Mastoide </td><td> 32 </td><td> - Anodal: lokale Erhöhung von theta und alpha-Bands. - Kathodischer: lokale Abnahme der Theta-und Alpha-Bands. </td></tr><tr><td> Jacobson et al., 2011, </td><td> Zwischen T4-Fz </td><td> Fp1 </td><td> 27. </td><td> Abnahme der rechten frontalen Theta-Band. </td></tr><tr><td> Polania et al., 2011, </td><td> C3 </td><td> Fp3 </td><td> 62 </td><td> - Globale Synchronisation aller untersuchten Bands. </td></tr><tr><td> Maeoka et al., 2012, </td><td> F3 </td><td> Fp2 </td><td> 128 </td><td> Lokale Anhebung in Beta-und Alpha-Bands verringert. </td></tr></tbody></table> Tabelle 3. Studien zur Analyse der Auswirkungen von tDCS auf EEG-Aufzeichnungen.

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation at JoVE.com

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transkranielle Gleichstrom-Stimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive Hirnstimulation Technik, die anfängliche therapeutische Effekte in verschiedenen neurologischen Erkrankungen gezeigt hat. Der wichtigste Mechanismus zugrunde liegenden therapeutischen Wirkungen ist die Modulation der kortikalen Erregbarkeit. Daher würde Online-Überwachung der kortikalen Erregbarkeit Hilfefunktion Stimulationsparametern und Optimierung seiner therapeutischen Wirkungen. Im vorliegenden Artikel werden wir überprüfen die Verwendung eines neuartigen Gerät, das gleichzeitige tDCS und EEG-Monitoring in Echtzeit kombiniert.

Simultane EEG Überwachung Während transkranielle Gleichstrom-Stimulation

Transcranial  direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric  currents through the scalp. This constant electric current ...

simultaneous-eeg-monitoring-during-transcranial-direct-current

Research

JoVE Journal

Behavior

39.4K Aufrufe.  Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Transkranielle Gleichstrom-Stimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive Hirnstimulation Technik, die anfängliche therapeutische Effekte in verschiedenen neurologischen Erkrankungen gezeigt hat. Der wichtigste Mechanismus zugrunde liegenden therapeutischen Wirkungen ist die Modulation der kortikalen Erregbarkeit. Daher würde Online-Überwachung der kortikalen Erregbarkeit Hilfefunktion Stimulationsparametern und Optimierung seiner therapeutischen Wirkungen. Im vorliegenden...

Serie: Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Method for Simultaneous fMRI/EEG Data Collection during a Focused Attention Suggestion for Differential Thermal Sensation

In the present work, we demonstrate a method for concurrent collection of EEG/fMRI data. In our setup, EEG data are collected using a high-density 256-channel sensor net. The EEG amplifier itself is contained in a field isolation containment system (FICS), and MRI clock signals are synchronized with EEG data collection for subsequent MR artifact characterization and removal. We demonstrate this method first for resting state data collection. Thereafter, we demonstrate a protocol for EEG/fMRI data recording, while subjects listen to a tape asking them to visualize that their left hand is immersed in a cold-water bath and referred to, here, as the cold glove paradigm. Thermal differentials between each hand are measured throughout EEG/fMRI data collection using an MR compatible temperature sensor that we developed for this purpose. We collect cold glove EEG/fMRI data along with simultaneous differential hand temperature measurements both before and after hypnotic induction. Between pre and post sessions, single modality EEG data are collected during the hypnotic induction and depth assessment process. Our representative results demonstrate that significant changes in the EEG power spectrum can be measured during hypnotic induction, and that hand temperature changes during the cold glove paradigm can be detected rapidly using our MR compatible differential thermometry device.

We present a protocol for concurrent collection of EEG/fMRI data, and synchronized MR clock signal recording. We demonstrate this method using a unique paradigm whereby subjects receive &#x2018;cold glove&#x2019; instructions during scanning, and EEG/fMRI data are recorded along with hand temperature measurements both before and after hypnotic induction.

Methode zur gleichzeitigen fMRI/EEG-Datenerfassung während eines Focused Attention Suggestions for Differential Thermal Sensation

In the present work, we demonstrate a method for concurrent collection of EEG/fMRI data. In our setup, EEG data are collected using a high-density ...

Forschung

Verhalten

Best Current Practice for Obtaining High Quality EEG Data During Simultaneous fMRI

Simultaneous EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the high spatial accuracy of fMRI. The data from these two modalities can be combined in a number of ways, but all rely on the acquisition of high quality EEG and fMRI data. EEG data acquired during simultaneous fMRI are affected by several artifacts, including the gradient artefact (due to the changing magnetic field gradients required for fMRI), the pulse artefact (linked to the cardiac cycle) and movement artifacts (resulting from movements in the strong magnetic field of the scanner, and muscle activity). Post-processing methods for successfully correcting the gradient and pulse artifacts require a number of criteria to be satisfied during data acquisition. Minimizing head motion during EEG-fMRI is also imperative for limiting the generation of artifacts.
Interactions between the radio frequency (RF) pulses required for MRI and the EEG hardware may occur and can cause heating. This is only a significant risk if safety guidelines are not satisfied. Hardware design and set-up, as well as careful selection of which MR sequences are run with the EEG hardware present must therefore be considered.
The above issues highlight the importance of the choice of the experimental protocol employed when performing a simultaneous EEG-fMRI experiment. Based on previous research we describe an optimal experimental set-up. This provides high quality EEG data during simultaneous fMRI when using commercial EEG and fMRI systems, with safety risks to the subject minimized. We demonstrate this set-up in an EEG-fMRI experiment using a simple visual stimulus. However, much more complex stimuli can be used. Here we show the EEG-fMRI set-up using a Brain Products GmbH (Gilching, Germany) MRplus, 32 channel EEG system in conjunction with a Philips Achieva (Best, Netherlands) 3T MR scanner, although many of the techniques are transferable to other systems.

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional Magnetic Resonance imaging (fMRI) is a powerful neuroimaging tool. However, the inside of an MRI scanner forms a difficult environment for EEG data recording and safety must be considered whenever operating EEG equipment inside a scanner. Here, we present an optimised EEG-fMRI data acquisition protocol.

Besten gegenwärtigen Praxis zur Gewinnung von High Quality EEG Daten während Gleichzeitige fMRI

Simultaneous  EEG-fMRI allows the excellent temporal resolution of EEG to be combined with the  high spatial accuracy of fMRI. The data  from these two ...

Simultaneous Scalp Electroencephalography (EEG), Electromyography (EMG), and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Recent studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal human walking. Part of this evidence encompasses studies, including our previous work, demonstrating that gait kinematics and limb coordination during treadmill walking can be inferred from the scalp electroencephalogram (EEG) with reasonably high decoding accuracies. These results provide impetus for development of non-invasive brain-machine-interface (BMI) systems for use in restoration and/or augmentation of gait- a primary goal of rehabilitation research. To date, studies examining EEG decoding of activity during gait have been limited to treadmill walking in a controlled environment. However, to be practically viable a BMI system must be applicable for use in everyday locomotor tasks such as over ground walking and turning. Here, we present a novel protocol for non-invasive collection of brain activity (EEG), muscle activity (electromyography (EMG)), and whole-body kinematic data (head, torso, and limb trajectories) during both treadmill and over ground walking tasks. By collecting these data in the uncontrolled environment insight can be gained regarding the feasibility of decoding unconstrained gait and surface EMG from scalp EEG.

Simultaneous Scalp Electroencephalography EEG, Electromyography EMG, and Whole-body Segmental Inertial Recording for Multi-modal Neural Decoding

Development of an effective brain-machine-interface (BMI) system for restoration and rehabilitation of bipedal locomotion requires accurate decoding of user's intent. Here we present a novel experimental protocol and data collection technique for simultaneous non-invasive acquisition of neural activity, muscle activity, and whole-body kinematics during various locomotion tasks and conditions.

Gleichzeitige Scalp Elektroenzephalographie (EEG), Elektromyographie (EMG) und Ganzkörper-Segment Inertial Recording für Multi-modal Neural Decoding

Recent  studies support the involvement of supraspinal networks in control of bipedal  human walking. Part of this evidence  encompasses studies, ...

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. Researchers have used single-pulse and repetitive TMS to stimulate the lip representation in the motor cortex. The excitability of the lip motor representation can be investigated by applying single TMS pulses over this cortical area and recording TMS-induced motor evoked potentials (MEPs) via electrodes attached to the lip muscles (electromyography; EMG). Larger MEPs reflect increased cortical excitability. Studies have shown that excitability increases during listening to speech as well as during&#160;viewing speech-related movements. TMS can be used also to disrupt the lip motor representation. A 15-min train of low-frequency sub-threshold repetitive stimulation has been shown to suppress motor excitability for a further 15-20 min. This TMS-induced disruption of the motor lip representation impairs subsequent performance in demanding speech perception tasks and modulates auditory-cortex responses to speech sounds. These findings are consistent with the suggestion that the motor cortex contributes to speech perception. This article describes how to localize the lip representation in the motor cortex and how to define the appropriate stimulation intensity for carrying out both single-pulse and repetitive TMS experiments.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception.&#160; This article describes how to record motor evoked potentials (MEPs) from the lip muscles and how to disrupt the motor lip representation using repetitive TMS.

Förderung der Lip Motor Cortex mit Transkranielle Magnetstimulation

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has proven to be a useful tool in investigating the role of the articulatory motor cortex in speech perception. ...

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp to manipulate cortical excitability and, consequently, behavior and brain function. In the last decade, numerous studies have addressed short-term and long-term effects of tDCS on different measures of behavioral performance during motor and cognitive tasks, both in healthy individuals and in a number of different patient populations. So far, however, little is known about the neural underpinnings of tDCS-action in humans with regard to large-scale brain networks. This issue can be addressed by combining tDCS with functional brain imaging techniques like functional magnetic resonance imaging (fMRI) or electroencephalography (EEG).
In particular, fMRI is the most widely used brain imaging technique to investigate the neural mechanisms underlying cognition and motor functions. Application of tDCS during fMRI allows analysis of the neural mechanisms underlying behavioral tDCS effects with high spatial resolution across the entire brain. Recent studies using this technique identified stimulation induced changes in task-related functional brain activity at the stimulation site&#160;and also in more distant brain regions, which were associated with behavioral improvement. In addition, tDCS administered during resting-state fMRI allowed identification of widespread changes in whole brain functional connectivity.
Future studies using this combined protocol should yield new insights into the mechanisms of tDCS action in health and disease and new options for more targeted application of tDCS in research and clinical settings. The present manuscript describes this novel technique in a step-by-step fashion, with a focus on technical aspects of tDCS administered during fMRI.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique. It has successfully been used in basic research and clinical settings to modulate brain function in humans. This article describes the implementation of tDCS and simultaneous functional magnetic resonance imaging (fMRI), to investigate the neural basis of tDCS effects.

Transkranielle Gleichstromstimulation und Simultan Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses weak electrical currents administered to the scalp ...

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain regions involved in working memory and attention using transcranial electrical brain stimulation. Some researchers now believe the cerebellum supports cognition, possibly via a remote neuromodulatory effect on the prefrontal cortex. This paper describes a procedure for investigating a role for the cerebellum in cognition using transcranial direct current stimulation (tDCS), and a selection of information-processing tasks of varying task difficulty, which have previously been shown to involve working memory, attention and cerebellar functioning. One task is called the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) and the other a novel variant of this task called the Paced Auditory Serial Subtraction Task (PASST). A verb generation task and its two controls (noun and verb reading) were also investigated. All five tasks were performed by three separate groups of participants, before and after the modulation of cortico-cerebellar connectivity using anodal, cathodal or sham tDCS over the right cerebellar cortex. The procedure demonstrates how performance (accuracy, verbal response latency and variability) could be selectively improved after cathodal stimulation, but only during tasks that the participants rated as difficult, and not easy. Performance was unchanged by anodal or sham stimulation. These findings demonstrate a role for the cerebellum in cognition, whereby activity in the left prefrontal cortex is likely dis-inhibited by cathodal tDCS over the right cerebellar cortex. Transcranial brain stimulation is growing in popularity in various labs and clinics. However, the after-effects of tDCS are inconsistent between individuals and not always polarity-specific, and may even be task- or load-specific, all of which requires further study. Future efforts might also be guided towards neuro-enhancement in cerebellar patients presenting with cognitive impairment once a better understanding of brain stimulation mechanisms has emerged.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.

Stetig Cognition Mit Transkranielle Gleichstromstimulation des Kleinhirns

Numerous studies have emerged recently that demonstrate the possibility of modulating, and in some cases enhancing, cognitive processes by exciting brain ...

Functional Near Infrared Spectroscopy of the Sensory and Motor Brain Regions with Simultaneous Kinematic and EMG Monitoring During Motor Tasks

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is relatively flexible with respect to participant positioning and allows for some head movements during tasks. Additionally, it is inexpensive, light weight, and portable, with very few contraindications to its use. This presents a unique opportunity to study functional brain activity during motor tasks in individuals who are typically developing, as well as those with movement disorders, such as cerebral palsy. An additional consideration when studying movement disorders, however, is the quality of actual movements performed and the potential for additional, unintended movements. Therefore, concurrent monitoring of both blood flow changes in the brain and actual movements of the body during testing is required for appropriate interpretation of fNIRS results. Here, we show a protocol for the combination of fNIRS with muscle and kinematic monitoring during motor tasks. We explore gait, a unilateral multi-joint movement (cycling), and two unilateral single-joint movements (isolated ankle dorsiflexion, and isolated hand squeezing). The techniques presented can be useful in studying both typical and atypical motor control, and can be modified to investigate a broad range of tasks and scientific questions.

Monitoring brain activity during upright motor tasks is of great value when investigating the neural source of movement disorders. Here, we demonstrate a protocol that combines functional near infrared spectroscopy with continuous monitoring of muscle and kinematic activity during 4 types of motor tasks.

Funktionale Nahinfrarotspektroskopie der die sensorischen und motorischen Hirnregionen mit Simultaneous kinematische und EMG-Überwachung Während Motor Aufgaben

There are several advantages that functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) presents in the study of the neural control of human movement. It is ...

Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential therapeutic effects. Brain excitability is non-invasively modulated by rTMS, and rTMS to the language areas has proved its potential effects on treatment of aphasia. In our protocol, we aim to artificially induce virtual aphasia in healthy subjects by inhibiting Brodmann area 44 and 45 using neuronavigational TMS (nTMS), and F3 of the International 10-20 EEG system for conventional TMS (cTMS). To measure the degree of aphasia, changes in reaction time to a picture naming task pre- and post-stimulation are measured and compare the delay in reaction time between nTMS and cTMS. Accuracy of the two TMS stimulation methods is compared by averaging the Talairach coordinates of the target and the actual stimulation. Consistency of stimulation is demonstrated by the error range from the target. The purpose of this study is to demonstrate use of nTMS and to describe the benefits and limitations of the nTMS compared to those of cTMS.

This study is designed to test the hypothesis that neuronavigational system-guided transcranial magnetic stimulation has higher accuracy for targeting the intended target as demonstrated by eliciting a greater degree of virtual aphasia in healthy subjects, measured by delay in reaction time to picture naming.

Neuronavigation geführte Repetitive transkranielle Magnetstimulation für Aphasie

Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) is widely used for several neurological conditions, as it has gained acknowledgement for its potential ...

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to integrate cognitive neural processes. Transcranial alternating current stimulation (tACS) holds the promise to elucidate the causal link between specific frequencies of oscillatory brain activity and cognitive processes. Simultaneous electroencephalography (EEG) recording during tACS would offer an opportunity to directly explore immediate neurophysiological effects of tACS. However, it is not trivial to measure EEG signals during tACS, as tACS creates a huge artifact in EEG data. Here we explain how to set up concurrent tACS-EEG experiments. Two necessary considerations for successful EEG recording while applying tACS are highlighted. First, bridging of the tACS and EEG electrodes via leaking EEG gel immediately saturates the EEG amplifier. To avoid bridging via gel, the viscosity of the EEG gel is the most important parameter. The EEG gel must be viscous to avoid bridging, but at the same time sufficiently fluid to create contact between the tACS electrode and the scalp. Second, due to the large amplitude of the tACS artifact, it is important to consider using an EEG system with a high resolution analog-to-digital (A/D) converter. In particular, the magnitude of the tACS artifact can exceed 100 mV at the vicinity of a stimulation electrode when 1 mA tACS is applied. The resolution of the A/D converter is of importance to measure good quality EEG data from the vicinity of the stimulation site. By following these guidelines for the procedures and technical considerations, successful concurrent EEG recording during tACS will be realized.

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

In this article we explain how to set up a concurrent transcranial alternating current stimulation and EEG experiment.

Concurrent Elektroenzephalographie Recording Während Transkranielle Alternating Current Stimulation (TAC)

Oscillatory brain activities are considered to reflect the basis of rhythmic changes in transmission efficacy across brain networks and are assumed to ...

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, which is unlike the protocols used for human subjects. We report a successful application of rTMS to the unilateral hemisphere of rat brain. The rTMS was delivered with a low-frequency (1 Hz), high-frequency (20 Hz), or sham stimulation protocol to one side of the brain by using a small 25-mm figure-8 coil. We placed the center of the coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulated the coil 45&#176; to the ground to minimize a potential direct effect of rTMS on the contralateral cortex. We also used an in-house water cooling system to enable repetitive magnetic stimulation for more than 20 min, even at a 20-Hz stimulation frequency. Increases in the transcriptions of immediate early genes (Arc, Junb, and Egr2) were greater after rTMS than after sham stimulation. After 5 consecutive days of 20-min 1-Hz rTMS, bdnf mRNA expression was significantly higher in stimulated cortex than in contralateral side. The model presented herein will elucidate the molecular mechanisms of rTMS by allowing analysis of the inter-hemispheric difference in its effect.

We applied repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the unilateral hemisphere of rat brain, by placing a 25-mm figure-8 coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulating the coil by 45&#176;. An in-house water cooling system was used for rTMS for more than 20 min.

Repetitive transkranielle Magnetstimulation auf die Einseitige Hemisphäre von Rattenhirn

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...