Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG RE 2740/3-1) unterstützt. Wir danken Frank Huethe und Thomas Günther für die Eigenproduktion von maßgeschneiderten tES auf- und DC-Stimulator.

für die Forschung mit Tieren, die relevanten Genehmigungen (länderspezifisch) müssen vor Beginn der Experimente eingeholt werden. Alle Tierversuche hier berichtet erfolgt gemäß der EU Richtlinie 2010/63/EU, die aktualisierte deutsche Tierschutzgesetz (&#34; Tierschutzgesetz &#34;) vom Juli 2013, und die aktualisierte deutsche Tierforschung Vorschriften des August 2013. Tierische Protokolle von den örtlichen Behörden genehmigt worden &#34; Kommission für Tier-Experimente der Freiburger Rat &#34; und &#34; Kommission für Tier-Experimente an das Universitätsklinikum Freiburg &#34;.
 1. Vorbereitung der Instrumentation und Material für Chirurgie <ol><li>stellen sicher, dass die in Abbildung 1 aufgeführten Elemente verfügbar und bereits platzierten für Chirurgie sind.</li>
	<li>Eine dünne rechteckige Platin-Platte vorbereiten (z. B. 10 x 6 x 0,15 mm), die dienen als Gegenelektrode subkutan auf die Brust gelegt, und zwei kleine Löcher in zwei gegenüberliegenden Ecken der Platte.</li>
	<li>Löten ein isoliertes Kabel mit einer Länge von ca. 10 cm mit ein bleifreies Lötzinn an einer der Ecken (ohne Loch) der Platin-Platte.</li>
	<li>Tragen einen kleinen Tropfen des Histo-Acryl-Klebstoff auf die Lötstelle zur Isolierung.</li>
</ol> 2. Vorbereitung des Nagers für Chirurgie <ol><li>weist eine Studie Nummer zu der Nager und beachten Sie diese auf die vorbereiteten Operation Card</li>
	<li>Wiegen das Nagetier und beachten Sie das Gewicht auf der Chirurgie-Karte. Berechnen Sie die Dosis von Injektion Anästhetika (z. B. Ketamin 100 mg/kg Körpergewicht plus Xylazin 70 mg/kg Körpergewicht für Ratten).</li>
	<li>Induzieren Anästhesie durch intraperitoneale (i.p.) Injektion von den berechneten Betrag von Anästhetika. 
	Hinweis: Bei Inhalation Anästhesie statt (z. B. Isofluran), legen Sie das Nagetier in eine Induktion-Kammer mit kontinuierlichen Strom von ~ 4 % in 1-2 L/min Sauerstoff.</li>
	<li>Check-Tiefe der Narkose reflexartig die Zehen Prise ab 5 min post Injektion. Wenn der Zeh Prise Reflex noch vorhanden ist, zu erreichen, Verlängerung und Vertiefung der Narkose durch Injektion von 30 % der Anfangsdosis.
	<ol><li>Zu jedem Zeitpunkt in das Experiment der Zehe Prise Reflex zurück, sollten 30 % der Anfangsdosis von Betäubung injiziert werden.</li>
		<li>Bei Inhalation Anästhesie, Verlust der posturalen Reflex der Nager in der Induktion Kammer suchen und überprüfen Sie die Tiefe der Narkose durch den Mangel an einer Zehe Prise Reflex. Wenn Reflexe noch vorhanden sind, verlängern Sie die Dauer in der Anästhesie-Kammer. Während das ganze Experiment, anpassen den Prozentsatz von Isofluran in die Tiefe der Narkose bis zum Erreichen einer Wartung Konzentration von ~1-1.5% Isoflurane.</li>
		<li>Tritt die Häufigkeit der Atmung sinkt und keuchend, senken den Prozentsatz; wenn das Nagetier die Zehe Prise Reflex gewinnt oder spontane Bewegung zeigt, Erhöhung des Anteils der Inhalation Narkose.</li>
	</ol></li> <li>Als Reflexe fehlen, legen Sie das Nagetier auf dem Labortisch oder halten Sie es in der hand. 
	Hinweis: Bei der Verwendung von Inhalation Anästhesie zur Verfügung stellen, weiter reduzierte Isofluran (jetzt zwischen 2-3 %) mittels einer Düse mit dem Vernebler verbunden.</li>
	<li>Entfernen die Haare auf die Ratte &#39; Kopf durch das Rasieren der Gegend von Ohr zu Ohr und zwischen die rostral Augenhöhe auf knapp hinter den Ohren mit einer Haarschneidemaschine. Entfernen Sie dann die Haare auf der Brust durch das Rasieren des Bereich zwischen die Vorderbeine aus dem Xiphoid bis die Schlüsselbeine. 
	Hinweis: Halten Sie die Haut unter Spannung erleichtert die Rasur.</li>
	<li>Decken die Augen der Ratte mit einem Tropfen Augensalbe, die Hornhaut zu schützen.</li>
	<li>Markieren die Ratte &#39; s Ohr entsprechend der Anzahl der zugewiesenen Studie. 
	Hinweis: Abhängig von der Länge der Studie, eine Rute Mark könnten ausreichen, ansonsten standardisierten Zweckbindung vorzuziehen ist.</li>
</ol> 3. Chirurgischer Eingriff: Brust Elektrode Implantation Hinweis: dieser Schritt kann übersprungen werden, wenn die Gegenelektrode extern auf die rasierte Brust mit einer Weste platziert wird.
<ol><li>Ort der Nager anfällig (auf der Brust) auf dem OP-Tisch. 
	Hinweis: Im Falle einer Inhalation Anästhesie, halten die Ratte &#39; s Schnauze platziert in der Anästhesie-Düse, die Isofluran Konzentration auf 1,5-2 % weiter zu reduzieren.</li>
	<li>Desinfizieren den rasierten Scalp mit einem Desinfektionsspray oder mit einem Tupfer getränkt in Antiseptikum (z. B. Ethanol 70 %) und an der Luft trocknen lassen. Zwei Mal wiederholen.</li>
	<li>Schneiden Sie die Haut mit einem Skalpell in einer Linie von der Höhlung Augenhöhe zu Mitte Ohrhöhe. 
	Hinweis: Dies ermöglicht für den Tunnelbau des Anschlusskabels aus der implantierten Brust-Elektrode an der Spitze des Kopfes und auch den gewünschten Schnitt für die Platzierung der DCS Elektrode Socket.</li>
	<li>Die Ratte, Rückenlage, so drehen, dass die Brust ausgesetzt ist.</li>
	<li>Der Haut der Brust zu desinfizieren, wie unter Schritt 3.2.</li>
	<li>Erhöhen die laterale Haut der rechten Brust mit einem Gewebe-Zangen und schneiden ein Knopfloch mit einer kleinen Schere von ca. 0,5 cm medial aus der rechten Achselhöhle. Dann machen Sie einen gerade sagittalen Schnitt im kranialen Ausrichtung mit der Schere.</li>
	<li>Bilden eine subkutane Tasche von atraumatisch trennen die Haut von dem linken großen Brustmuskel. Tun Sie dies, indem immer wieder öffnen die kleine Schere (oder eine Kochsalzlösung getränkten Wattestäbchen).</li>
	<li>Drehen Sie das Tier auf der rechten Seite den Kabel weg vom okzipitalen links geöffnete Kopfhaut entlang den Hals in die Brust Tasche verlassen durch Eindringen der oberflächlichen Faszie mit homöostatischen Pinzette getunnelt.</li>
	<li>Öffnen Sie vorsichtig die homöostatische Zange um das Ende der Elektrodenkabel der Platin-Elektrode ohne scharfen Drähte zum Irrenden erklärt greifen. Ziehen Sie das Kabel durch den Tunnel, bis die Elektrode den Beutel, ausgerichtet mit der Lötstelle in Richtung der linken Megalosauridae Nagetiere tritt. Drehen Sie das Nagetier zurück auf die Bauchlage.</li>
	<li>Platin-Platte mit einer sterilen synthetische geflochtene nicht resorbierbaren Naht, die pectoralen Faszie zu beheben, an den beiden gegenüberliegenden Ecke Löcher (4-5 Knoten sind empfohlen für Stabilität).</li>
	<li>In ähnlicher Weise schließen Sie das Kabel an die Faszie mit einem lockeren Knoten bilden eine kleine Schleife vor dem Eingang des Tunnels Gewebe.</li>
	<li>In der Nähe der Haut mit 3-4 kutane Nähte abhängig von der Größe des Schnittes (das gleiche Nahtmaterial kann die Elektrode und Kabel verwendet werden).</li>
</ol> 4. Chirurgischer Eingriff: Platzierung des Epicranial tES Sockel <ol><li>Ort das Tier in einem stereotaktischen Rahmen. 
	Hinweis: Wenn mit Inhalation Anästhesie, senken die Konzentration des Betäubungsmittels zu einem Wartung Isofluran ~1.5-1 %, angepasst auf die Zehe Prise Reflex und Atemmuster.</li>
	<li>Den rasierten Scalp zu desinfizieren, wie unter Schritt 3.2.</li>
	<li>Schneiden Sie die Haut mit einem Skalpell in einer Linie von der Höhlung Augenhöhe zu Mitte Ohrhöhe. 
	Hinweis: Wenn die Brust Elektrode PlacemHNO durchgeführt wurde, 4.2 und 4.3 Schritte bereits durchgeführt wurden.</li>
	<li>Kratzen aus der Knochenhaut (Bindegewebe am Schädel) an den Seiten mit dem Skalpell und gründlich abwischen mit Baumwolle tauscht. Das Bindegewebe an den 4 Ecken des Schnittes mit Bulldog Klammern fixieren und lassen Sie sie seitlich hängen, um das OP-Feld offen zu halten.</li>
	<li>Anwenden 0,9 % Kochsalzlösung, die Knochenoberfläche und Gewebe mit Wattestäbchen reinigen. Reinigen Sie dann die Knochenoberfläche mit 3 % H 2 O 2. Vermeiden Sie den Kontakt mit dem Gewebe. Hiermit der Knochen wird gründlicher gereinigt und kleinere Blutungen aus dem Knochen wird gestoppt. Darüber hinaus werden Residuen der Knochenhaut sichtbar. Diese Rückstände zu entfernen, mit einem Wattestäbchen mit moderaten Druck. 
	Hinweis: Entfernung der Knochenhaut Residuen erhöht Haftung und Haltbarkeit der tES-Buchse auf den Knochen geklebt.
	<ol><li>Im Falle von Blutungen nicht mehr aufzuhalten, einem Knochenbohrer und berühren es für 1-3 s mit leichtem Druck auf den Knochen. Dieses mechanische Verfahren wird in den meisten Fällen die Blutung ohne signifikante Erwärmung. Verwenden Sie niemals Elektrokauter am Knochen; sogar kurze Anwendung führt zu Gewebeschäden Brain (Elektrokauter sollte ausschließlich für Wunde Gewebe Blutungen verwendet werden).</li>
	</ol></li> <li>Befestigungsschrauben Set-up Einhaltung verbessert werden, wählen Sie einen Bohrer passt die Größe der Schraube. Legen Sie zwei Burr Löcher auf zwei verschiedenen Knochenplatten durch Vorbohren mit einer Handbohrmaschine und dann durch leichte vertikale Druckverteilung mit der Knochenbohrer. Nähe an die gewünschte Position der tES-Buchse zu vermeiden, da es die Elektrode einschrauben behindern könnten (z. B. für linken primären motorischen kortikalen tES, wählen Sie rechts frontal und posterioren parietalen Schneckenposition).</li>
	<li>Im Falle eines implantierten Gegenelektrode burr ein drittes Loch befindet sich im rechten hinteren Parietal Knochen für zukünftige Fixierung des Kabels getunnelte.</li>
	<li>Setzen die Kunststoffschrauben an Grat Löcher und Schrauben bis die ersten Reibung zu spüren ist. Führen Sie dann drei weitere 180° Schraube dreht. Überprüfen Sie mit der Pinzette für die Stabilität der Schraube und fügen Sie eine weitere Umdrehung, wenn nicht fest genug. 
	Hinweis: Für Erwachsenen Ratten wird dadurch epidurale Platzierung der Schrauben ohne Beschädigung der Dura oder Gehirn (bauartbedingt Gewinde, die Wende, die Anzahl variieren kann). Die Verwendung von Edelstahl-Schrauben sollte auch machbar, da selbst bei DCS Stromdichten oberhalb der Neurodegeneration, Schraube Platzierung nicht Läsion Lage oder Umfang unter den Schrauben Radardetektoren.</li>
	<li>Turn auf der Lötkolben und vor Hitze für ca. 5 min. Wickeln Sie das Kabel verlassen den Gewebe Tunnel okzipital um die rechten parietalen Schraube und dann schneiden Sie es, so dass ca. 1 cm langes Kabel hinter der Wicklung. Die Isolierung am Ende des Kabels mit einem Skalpell vorsichtig Streifen.</li>
	<li>Das umständliche Kabel an die Schraube und die Knochen mit Cyanoacrylic Leim befestigen.</li>
	<li>Eine kleine Menge von bleifreiem Lötzinn auftragen, an den Anschluss und die blanken Drähte von der Theke Elektrodenkabel und verbinden beide durch kurzes Drücken beide bereits gelöteten Teile zusammen während der Lötspitze zu berühren, bis das Lötzinn schmilzt (ca. 2-3 s). Entfernen Sie die Lötspitze sofort um Metall Überhitzung des Kabels mit nachfolgenden Gewebeschäden zu vermeiden.</li>
	<li>Holen die benutzerdefinierte gemacht tES Elektrode Buchse ( Abbildung 1 b, rot) mit gebogenen, gezackten Spitze Pinzetten und dünn auftragen des Leims Cyanoacrylic bis zum unteren Rand des Sockels. Platzieren Sie für die Platzierung über dem motorischen Kortex und mit einem 4 mm Durchmesser Socket die Mitte Socket Stelle am vorderen 2 mm und 2 mm seitlich aus der Bregma. Für diese Position inneren medialen Rand des Sockels sollte direkt an die sagittale Naht beenden und die Caudale Grenze sollte auf der Höhe der Bregma enden. Drücken Sie die Buchse kurz auf den Knochen (die meisten Cyanoacrylic-Klebstoffe härten durch Druck). 
	Hinweis: Platzieren eine Lichtquelle direkt über die Steckdose Platzierung des Sockets erleichtern kann.</li>
	<li>Achten Sie darauf, die der Knochen im Bereich des Sockels frei von Kleber (durch Überprüfung mit Licht, weil der Kleber reflektierende ist). Im Falle Leim zu verschütten, entfernen Sie den Sockel, kratzen Sie den Kleber mit dem Skalpell, und wiederholen Sie Schritt 4.12.</li>
	<li>Nach die Steckdose vorhanden ist und die zukünftige Stimulation Gegend frei von Kleber ist, zuerst versiegeln die seitlichen Grenze des Sockels des benachbarten Gewebes mit einem kleinen Tropfen Cyanoacrylic Kleber eine flüssige Brücke zu vermeiden, die zu rangieren der aktuellen an dieser Stelle führen könnte. Gelten Sie nicht zu viel Kleber, wie es in den Bereich der Stimulation fließen kann (in diesem Fall zurück Schritt 4.12). 
	Hinweis: Halten Sie die Stimulation Bereich frei von Kleber ist entscheidend, da eine Reduzierung des Bereichs Stimulation Stromdichte drastisch erhöhen könnte (A/m ²).</li>
	<li>Decken alle Schrauben mit Cyanoacrylic Leim.</li>
	<li>Mix der Zweikomponenten-dental Acryl Zement in einer kleinen Silikonschlauch oder Glas. Sobald es zähflüssig ist, wenden Sie es mit einem dental Spatel, die restlichen Grenzen des Sockels bis auf die Knochen zu versiegeln. Vermeiden Sie jede Strömung zahnärztliche Acryl Zement im Bereich Stimulation.</li>
	<li>Schließlich decken den gesamten Schädel, Schrauben, Zähler Elektrodenkabel und der Steckdose bis zu &#8531; des Sockels mit dental Acryl Zement. Sicherzustellen, dass der Zement die richtige Viskosität hat: Wenn zu flüssig, es in das umliegende Gewebe fließt; Wenn zu hart, es ist schwierig, sie gleichmäßig zu verteilen.</li>
	<li>Wenn der Knochen bedeckt und der Zement ausgehärtet ist, entfernen Sie die Bulldogge Klammern; die Haut sollte nur die bebauten Zement berühren, damit Nähen nicht benötigt wird. (Der erste Schnitt war zu lang gewählt und das Bindegewebe oder Muskulatur sichtbar ist, wenden Sie eine Naht im Schritt 3.12 beschriebenen).</li>
	<li>Eine Schicht von Jod mit einem Wattestäbchen rund um die Grenze der geschnittenen Haut und subkutan injizieren Carprofen (5 mg/kg Körpergewicht in 5-7,5 mL 0,9 % Kochsalzlösung für Schmerzen Behandlung und Flüssigkeit Ersatz aufgelöst). 
	Hinweis: Wenn Sie einatmen Anästhesie verwenden, schalten Sie ihn aus jetzt.</li>
	<li>Den Nager in einem wärmenden Kasten für die Wiederherstellung aus der Narkose zu platzieren, bis das Nagetier wach ist und posturale Stabilität wiederhergestellt. 
	Hinweis: Überprüfen Sie das Tier &#39; s Gewicht Entwicklung, Wunde Staats- und allgemeine Wohlbefinden Kriterien täglich nach der Institution &#39; s Empfehlung.</li>
</ol> 5. Transkranielle elektrische Stimulation Verfahren Hinweis: Anästhesie tES Auswirkungen betrifft, Durchführung der Stimulation in alert Nagetiere, wann immer möglich wird empfohlen. Das Nagetier wieder für mindestens 5 Tage (Heilung der Wunde Kopf- und Brustbereich) vor Beginn der Experimente zu ermöglichen. Experimente können zu früheren Zeitpunkten nach der Operation durchgeführt werden, wenn eine externe Gegenelektrode befestigt mit einer Weste mit, wie die Brust Wunde am meisten gereizt; aber Tiere müssen an die Elektrode Weste für mehrere Tage gewöhnt werden und Störungen mit Verhaltensstörungen Aufgaben auftreten.
<ol><li>TES Elektrode Socket Hälfte mit 0,9 % Kochsalzlösung füllen und Luftblasen zu entfernen.</li>
	<li>WerdenFore cathodal tDCS Sitzungen immer Chlorierung zu überprüfen und bei Bedarf (z. B. eine glänzende silberne Oberfläche), chloren Re Ag/AgCl-Elektrode. Entfernen Sie vor anodal tDCS Sitzungen mögliche überschüssige AgCl Ablagerungen aus vorherigen Stimulationen mit Sandpapier, um gute Leitfähigkeit während der Stimulation zu ermöglichen. Schraube in der tES-Elektrode-Schraubkappe ( Abbildung 1 b, grau Stück). 
	Achtung: Die Nichtbeachtung die Elektrode zwischen cathodal tDCS Sitzungen erneut chloren wird bis zur Erschöpfung der Chlorierung während der Stimulation und toxische Aufbau durch elektrochemische Reaktion führen. Dies wird Gewebeschäden verursachen. Re Chlorierung nicht innerhalb einer einzigen Sitzung erforderlich, wenn die Stimulation dauert kürzer als 20 min.</li>
	<li>Schließen Sie die Kabel an die beiden Anschlüsse auf dem Kopf (für anodal Stimulation der anodal Kabel an den Anschluss der Schraubkappe für cathodal Stimulation ist es gegenüber). 
	Hinweis: Bei Verwendung eines extern platzierte Gegenelektrode decken Gegenelektrode mit leitfähigen Gel und auf das Nagetier &#39; s Brust. Dies ist am einfachsten, wenn die Elektrode in einem kleinen Nagetier Weste vorfixiert ist, dass der Nager während der Stimulation tragen können.</li>
	<li>Ort der Nager in den experimentellen Käfig mit den Kabeln verbunden mit einem Wirbel oberhalb der Käfig, der für freie Bewegung erlaubt.</li>
	<li>Schalten Sie den Stimulator und passen Sie die Stimulationsparameter (Anregung Intensität, Dauer, Rampe nach oben und unten Zeit).</li>
	<li>Bei Nichtgebrauch im Handel erhältlichen Stimulationsvorrichtung mit Sicherheit Herunterfahren und Abschalten Alarm, umfassen einen Meter in der Schaltung des konstanten Stromflusses überprüfen. 
	Hinweis: Mit diesem Set-up Stimulation kann angewendet werden bei Leistung oder Training von Verhaltensstörungen Aufgaben.</li>
	<li>Suchen Sie nach Anzeichen von Stress oder Unbehagen des Nagers während der Stimulation.</li>
	<li>Nach dem Ende der Stimulation, trennen Sie die Kabel, Schrauben Sie die Elektrode Kappe auf dem Kopf, und reinigen und trocknen Sie die Steckdose mit einem Wattestäbchen. Das Nagetier in das häusliche Umfeld zurückkehren oder fahren Sie mit einem Verhalten fort, falls gewünscht.</li>
</ol>

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K., Jankord, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+Hippocampal+Plasticity+with+In+Vivo+Brain+Stimulation.">Modulating Hippocampal Plasticity with In Vivo Brain Stimulation.</a> J Neurosci. 35 (37), 12824-12832 (2015).</li><li>Wachter, D., et al. <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+induces+polarity-specific+changes+of+cortical+blood+perfusion+in+the+rat.">Transcranial direct current stimulation induces polarity-specific changes of cortical blood perfusion in the rat.</a> Exp Neurol. 227 (2), 322-327 (2011).</li><li>Koo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=After-effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+on+the+excitability+of+the+motor+cortex+in+rats.">After-effects of anodal transcranial direct current stimulation on the excitability of the motor cortex in rats.</a> Rest Neurol Neurosci. 34 (5), 859-868 (2016).</li><li>Liebetanz, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=After-effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+on+cortical+spreading+depression.">After-effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cortical spreading depression.</a> Neurosci Lett. 398 (1-2), 85-90 (2006).</li><li>Fregni, F., et al. <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+coupled+with+repetitive+electrical+stimulation+on+cortical+spreading+depression.">Effects of transcranial direct current stimulation coupled with repetitive electrical stimulation on cortical spreading depression.</a> Exp Neurol. 204 (1), 462-466 (2007).</li><li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flash+visual+evoked+potentials+in+mice+can+be+modulated+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Flash visual evoked potentials in mice can be modulated by transcranial direct current stimulation.</a> Neurosci. 185, 161-165 (2011).</li><li>Dockery, C. A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska, M., Wesierska, 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=Cumulative+benefits+of+frontal+transcranial+direct+current+stimulation+on+visuospatial+working+memory+training+and+skill+learning+in+rats.">Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats.</a> Neurobiol Learn Mem. 96 (3), 452-460 (2011).</li><li>Faraji, J., Gomez-Palacio-Schjetnan, A., Luczak, A., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+the+silence:+Bilateral+somatosensory+stimulation+enhances+skilled+movement+quality+and+neural+density+in+intact+behaving+rats.">Beyond the silence: Bilateral somatosensory stimulation enhances skilled movement quality and neural density in intact behaving rats.</a> Behav Brain Res. 253, 78-89 (2013).</li><li>Pikhovych, A., et al. <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+Modulates+Neurogenesis+and+Microglia+Activation+in+the+Mouse+Brain.">Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Neurogenesis and Microglia Activation in the Mouse Brain.</a> Stem Cells In. , 1-10 (2016).</li><li>Rueger, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-session+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+elicits+inflammatory+and+regenerative+processes+in+the+rat+brain.">Multi-session transcranial direct current stimulation (tDCS) elicits inflammatory and regenerative processes in the rat brain.</a> PloS one. 7 (8), e43776 (2012).</li><li>Liebetanz, D., Koch, R., Mayenfels, S., K&#246;nig, F., Paulus, W., 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=Safety+limits+of+cathodal+transcranial+direct+current+stimulation+in+rats.">Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats.</a> Clinical Neurophysiol. 120 (6), 1161-1167 (2009).</li><li>Yoon, K. J., Oh, B. -. M., Kim, D. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+improvement+and+neuroplastic+effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+delivered+1+day+vs.+1+week+after+cerebral+ischemia+in+rats.">Functional improvement and neuroplastic effects of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) delivered 1 day vs. 1 week after cerebral ischemia in rats.</a> Brain Res. 1452, 61-72 (2012).</li><li>Spezia Adachi, L. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exogenously+induced+brain+activation+regulates+neuronal+activity+by+top-down+modulation:+conceptualized+model+for+electrical+brain+stimulation.">Exogenously induced brain activation regulates neuronal activity by top-down modulation: conceptualized model for electrical brain stimulation.</a> Exp Brain Res. 233 (5), 1377-1389 (2015).</li><li>Jackson, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+parameter+considerations+of+anodal+transcranial+Direct+Current+Stimulation+in+rats.">Safety parameter considerations of anodal transcranial Direct Current Stimulation in rats.</a> Brain, behavior, and immunity. , (2017).</li><li>Ordek, G., Groth, J. D., Sahin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+ketamine/xylazine+anesthesia+on+the+cerebral+and+cerebellar+cortical+activities+in+the+rat.">Differential effects of ketamine/xylazine anesthesia on the cerebral and cerebellar cortical activities in the rat.</a> J Neurophysiol. 109 (5), 1435-1443 (2013).</li><li>Sykes, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+Motor+Evoked+Potentials+Induced+in+Rats+by+Transcranial+Magnetic+Stimulation+under+Two+Separate+Anesthetics:+Implications+for+Plasticity+Studies.">Differences in Motor Evoked Potentials Induced in Rats by Transcranial Magnetic Stimulation under Two Separate Anesthetics: Implications for Plasticity Studies.</a> Front Neural Circ. 10, 80 (2016).</li><li>Zhang, D. X., Levy, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ketamine+blocks+the+induction+of+LTP+at+the+lateral+entorhinal+cortex-dentate+gyrus+synapses.">Ketamine blocks the induction of LTP at the lateral entorhinal cortex-dentate gyrus synapses.</a> Brain Res. 593 (1), 124-127 (1992).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Dieses Protokoll beschreibt typische Materialien und Verfahrensschritte für chirurgische Realisierung einer ständigen tES Aufstellung sowie für die anschließende Stimulation in alert Nagetiere. Während der Vorbereitung ein Nagetier, tES experimentieren, mehrere methodische Aspekte (Sicherheit und Verträglichkeit des tES, Ergebnis-Parameter) sowie konzeptionelle Aspekte (Vergleichbarkeit mit der conditio humana, erwartete Effekte der Stimulation auf ein bestimmtes Gehirn Region) müssen berücksichtigt werden. Aus m...

Die transkranielle Verwaltung der elektrischen Ströme im Gehirn (tES) hat seit Jahrzehnten, Gehirnfunktion zu studieren und um Verhalten zu ändern verwendet worden. Seit kurzem auch die Anwendung direkter Strömungen oder seltener Wechselströme (TAC und tRNS), nicht-invasiv durch den intakten Schädel durch den Einsatz von zwei oder mehr Elektroden (Anode(s) und cathode(s)) wissenschaftliche und klinische Interesse gewonnen hat. Insbesondere tDCS wurde in mehr als 33.200 Sitzungen bei gesunden Probanden und Patienten mit neuropsychiatrischen Erkrankungen eingesetzt und entstanden als eine sichere und einfache, kostengünstige am Krankenbett Anwendung mit möglichen therapeutischen Möglichkeiten sowie langlebige Auswirkungen auf das Verhalten1. Dies ergab deutlich erhöhten Bedarf und wissenschaftliche Interesse an mechanistische Studien, einschließlich Sicherheitsaspekte. Dieser Artikel konzentriert sich auf die am häufigsten verwendete Form der Stimulation, tDCS.
Arten moduliert tDCS kortikale Erregbarkeit und synaptische Plastizität. Erregbarkeit Veränderungen wurden als Polarität-abhängige Veränderung der spontanen neuronalen Feuerrate in Ratten und Katzen2,3,4, oder Änderungen im motor evozierte potential (MEP) Amplituden in Menschen und Mäusen (gemeldet beide nach anodal und verminderte nach cathodal tDCS erhöht: menschliche5,6; Maus (7). Anodal DCS erhöhte synaptische Wirksamkeit des Motors kortikalen oder hippocampal Synapsen in Vitro für mehrere Stunden nach Stimulation oder lange Begriff Potenzierung (LTP), wenn Co angewendet mit einem bestimmten schwach synaptischen Eingang oder wenn Sie zuvor eine Plastizität auslösende Stimulation8,9,10,11,12. Gemäß, die Vorteile der Stimulation auf motorische oder kognitive Trainingserfolg zeigen oft nur wenn tDCS Co angewandte mit8,13,14,15Ausbildung ist. Während diese bisherigen Erkenntnissen vor allem auf Funktionen von Neuronen zurückzuführen sind, sollte angemerkt werden, dass nicht-neuronalen Zellen (Glia) auch zu funktionellen Auswirkungen von tDCS beitragen können. Beispielsweise erhöht astrocytic intrazellulären Kalziumspiegel während anodal tDCS alert Mäuse16. In ähnlicher Weise induzierte anodal tDCS bei Stromdichten unterhalb des Grenzwerts für Neurodegeneration eine Dosis abhängige Aktivierung der Mikroglia17. Jedoch Bedarf die Modulation der Neuron-Glia-Interaktion durch tDCS weiterer Untersuchung.
Genommen zusammen, tierischen Forschung erweiterte eindeutig unser Verständnis für die modulierende Wirkung von tDCS auf Erregbarkeit und Plastizität. Allerdings gibt es eine "inverse translationale Lücke" Observable in den exponentiellen Anstieg des menschlichen tDCS Studien im Gegensatz zu den langsamen und geringfügige Zunahme der zugrunde liegenden Mechanismen des tES in in-vitro- und in-vivo Untersuchungen Tiermodelle. Darüber hinaus Nagetier tES Modelle sind mit hohen Variabilität in Forschungslabors (reichend von transdermalen Epicranial Stimulation) durchgeführt und gemeldeten Stimulation sind häufig nicht vollständig transparent, erschweren die Vergleichbarkeit und Replizierbarkeit der Grundlagenforschung sowie Interpretation der Ergebnisse.
Hier beschreiben wir ausführlich die chirurgische Umsetzung einer transkraniellen Gehirn Stimulation Aufstellung Primärbewegungsrinde, die Übersetzung der menschlichen tDCS-Bedingung bei gleichzeitiger Minimierung der Variabilität ermöglicht und erlaubt wiederholte Stimulation ohne targeting Verhalten zu behindern. Ein Schritt für Schritt Protokoll für nachfolgende tES in alert Ratten steht zur Verfügung. Methodische und konzeptionelle Aspekte der sicheren Anwendung der tES in alert Nagetiere werden diskutiert.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Softasept N</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG, 
			Melsungen, Deutschland</td>
			<td>3887138</td>
			<td>antiseptic agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 70 %</td>
			<td>Carl Roth GmbH &#38; Co. KG, Karlsruhe, Deutschland</td>
			<td>T913.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>arched tip forceps</td>
			<td>FST Fine science tools, Heidelberg, Deutschland</td>
			<td>11071-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>15914</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle #3, 13cm</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>500236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Scalpel Blade #10</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>500239</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zelletten cellulose swabs</td>
			<td>Lohmann und Rauscher, Neuwied, Deutschland</td>
			<td>13349</td>
			<td>5 x 4 cm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>AbbVie Deutschland GmbH &#38; Co</td>
			<td>N01AB06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Scissors, 11.5cm, Straight</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>501758</td>
			<td>small scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton swab/cotton buds</td>
			<td>Carl Roth GmbH &#38; Co. KG, Karlsruhe, Deutschland</td>
			<td>EH12.1</td>
			<td>Rotilabo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kelly Hemostatic Forceps, 14cm, Straight</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>501241</td>
			<td>surgical clamp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electrode plate (platinum)</td>
			<td>custom made</td>
			<td>Wissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland</td>
			<td>10x6 mm, 0.15 mm thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>insulated copper strands (~1 mm diameter)</td>
			<td>Reichelt elektronik GmbH &#38; Co. KG, Sande, Germany</td>
			<td>LITZE BL</td>
			<td>electrode cable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weller EC 2002 M soldering station</td>
			<td>Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany</td>
			<td>EC2002M1D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iso-Core EL 0,5 mm</td>
			<td>FELDER GMBH L&#246;ttechnik, Oberhausen, Deutschland</td>
			<td>20970510</td>
			<td>lead free solder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MERSILENE Polyester Fiber Suture</td>
			<td>Johnson &#38; Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany</td>
			<td>R871H</td>
			<td>nonabsorbable braided suture, 4-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histoacryl</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG, 
			Melsungen, Deutschland</td>
			<td>9381104</td>
			<td>cyanoacrylate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamin 10%</td>
			<td>Medistar GmbH, Germany</td>
			<td>n/a</td>
			<td>anesthetics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rompun 2% (Xylazine)</td>
			<td>Bayer GmbH, Germany</td>
			<td>n/a</td>
			<td>anesthetics</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transcranial electrical brain stimulation in alert rodents

Transkranielle elektrische Hirnstimulation kann kortikale Erregbarkeit und Plastizität bei Menschen und Nagern modulieren. Die häufigste Form der Stimulation beim Menschen ist die transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS). Weniger häufig wird Transcranial Wechselstrom Anregung (TAC) oder Transcranial Zufallsrauschen Anregung (tRNS), eine spezifische Form der TAC mit elektrischem Strom zufällig in einem vorgegebenen Frequenzbereich eingesetzt. Die Zunahme der nicht-invasive elektrische Stimulation Hirnforschung beim Menschen, sowohl für experimentelle und klinische Zwecke, hat einen erhöhten Bedarf an grundlegenden, mechanistischen, Sicherheitsstudien an Tieren erbracht. Dieser Artikel beschreibt ein Modell für die transkranielle elektrische Hirnstimulation (tES) durch den intakten Schädel Ausrichtung auf das motorische System in alert Nagetiere. Das Protokoll enthält detaillierte Anweisungen für die chirurgische Einrichtung eines ständigen Epicranial Elektrode Sockets in Kombination mit einem implantierten Gegenelektrode auf der Brust. Durch die Platzierung einer Stimulationselektrode in die Epicranial-Buchse, können verschiedene elektrische Stimulation Typen, vergleichbar mit tDCS, TAC und tRNS beim Menschen geliefert werden. Darüber hinaus werden die praktischen Schritte für tES in alert Nagetiere eingeführt. Die angewandte Stromdichte, Stimulation Dauer und Art der Stimulation können abhängig von den experimentellen Anforderungen gewählt werden. Die Vorbehalte, vor- und Nachteile dieses Aufbaus werden, sowie Sicherheit und Verträglichkeit Aspekte besprochen.

Die beschriebene Umsetzung einer Aufstellung für zuverlässige wiederholte tES in alert Nagetiere kann mechanistische Experimente, Dosis-Wirkungs-Studien oder Experimente, einschließlich Verhaltens Aufgaben leicht integriert werden. Bis heute ist die Vergleichbarkeit der Daten aus tierexperimentellen Studien mit (nicht-invasive) tES behindert durch die Variabilität der tES Stimulation Aufbauten zwischen Labors und durch Unterschiede in der Stimulationsparameter (z. B. verschie...

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Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transkranielle elektrische Hirnstimulation in Alert Nagetiere

Dieses Protokoll beschreibt eine chirurgische Einrichtung für eine permanente Epicranial Elektrode Steckdose und einer implantierten Brust-Elektrode bei Nagetieren. Durch die Platzierung einer zweiten Elektrode in die Steckdose, können verschiedene Arten von transkranielle elektrische Hirnstimulation auf das motorische System alert Tiere durch den intakten Schädel geliefert werden.

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in ...

transcranial-electrical-brain-stimulation-in-alert-rodents

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.6K Aufrufe.  Albert-Ludwigs-University Freiburg. Dieses Protokoll beschreibt eine chirurgische Einrichtung für eine permanente Epicranial Elektrode Steckdose und einer implantierten Brust-Elektrode bei Nagetieren. Durch die Platzierung einer zweiten Elektrode in die Steckdose, können verschiedene Arten von transkranielle elektrische Hirnstimulation auf das motorische System alert Tiere durch den intakten Schädel geliefert werden.

Serie: Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

Die Kombination TMS und fMRT dem Standard-Modus Netzwerk Untersuchen

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Forschung

Neurowissenschaften

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS display abnormalities in the expression of FMR1 - a protein required for typical, healthy neural development.3 Recent data has suggested that the loss of this protein can cause the cortex to be hyperexcitable thereby affecting overall patterns of neural plasticity.4,5
In addition, Fragile X shows a strong comorbidity with autism: in fact, 30% of children with FXS are diagnosed with autism, and 2 - 5% of autistic children suffer from FXS.6
Transcranial Magnetic Stimulation (a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses 7,8) represents a unique method of exploring plasticity and the manifestations of FXS within affected individuals. More specifically, Theta-Burst Stimulation (TBS), a specific stimulatory protocol shown to modulate cortical plasticity for a duration up to 30 minutes after stimulation cessation in healthy populations, has already proven an efficacious tool in the exploration of abnormal plasticity.9,10 
Recent studies have shown the effects of TBS last considerably longer in individuals on the autistic spectrum - up to 90 minutes.11 This extended effect-duration suggests an underlying abnormality in the brain's natural plasticity state in autistic individuals - similar to the hyperexcitability induced by Fragile X Syndrome.
In this experiment, utilizing single-pulse motor-evoked potentials (MEPs) as our benchmark, we will explore the effects of both intermittent and continuous TBS on cortical plasticity in individuals suffering from FXS and individuals on the Autistic Spectrum.

In this article, we examine the effects of Theta-Burst TMS stimulation on cortical plasticity in individuals suffering from Fragile X syndrome and individuals on the autistic spectrum.

TMS: Mit dem Theta-Burst-Protokoll zu Mechasnism der Plastizität in Individuen sich mit Fragile X-Syndrom und Autismus

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

Die Neurostar TMS Device: Die Durchführung der FDA genehmigten Protokoll für die Behandlung von Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a non-invasive and safe alternative to change cortical excitability2. The effects of one session of tDCS can last for several minutes, and its effects depend on polarity of stimulation, such as that cathodal stimulation induces a decrease in cortical excitability, and anodal stimulation induces an increase in cortical excitability that may last beyond the duration of stimulation6. These effects have been explored in cognitive neuroscience and also clinically in a variety of neuropsychiatric disorders &#x2013; especially when applied over several consecutive sessions4. One area that has been attracting attention of neuroscientists and clinicians is the use of tDCS for modulation of pain-related neural networks3,5. Modulation of two main cortical areas in pain research has been explored: primary motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex7. Due to the critical role of electrode montage, in this article, we show different alternatives for electrode placement for tDCS clinical trials on pain; discussing advantages and disadvantages of each method of stimulation.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is an established technique to modulate cortical excitability1,2. It has been used as an investigative tool in neuroscience due to its effects on cortical plasticity, easy operation, and safe profile. One area that tDCS has been showing encouraging results is pain alleviation 3-5.

Electrode Positionierung und Montage in Transkranielle Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for using blood oxygen level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) to image rodents with simultaneous DBS. DBS fMRI presents a number of technical challenges, including accuracy of electrode implantation, MR artifacts created by the electrode, choice of anesthesia and paralytic to minimize any neuronal effects while simultaneously eliminating animal motion, and maintenance of physiological parameters, deviation from which can confound the BOLD signal.&#160;Our laboratory has developed a set of procedures that are capable of overcoming most of these possible issues. For electrical stimulation, a homemade tungsten bipolar microelectrode is used, inserted stereotactically at the stimulation site in the anesthetized subject. In preparation for imaging, rodents are fixed on a plastic headpiece and transferred to the magnet bore. For sedation and paralysis during scanning, a cocktail of dexmedetomidine and pancuronium is continuously infused, along with a minimal dose of isoflurane; this preparation minimizes the BOLD ceiling effect of volatile anesthetics. In this example experiment, stimulation of the subthalamic nucleus (STN) produces BOLD responses which are observed primarily in ipsilateral cortical regions, centered in motor cortex. Simultaneous DBS and fMRI allows the unambiguous modulation of neural circuits dependent on stimulation location and stimulation parameters, and permits observation of neuronal modulations free of regional bias. This technique may be used to explore the downstream effects of modulating neural circuitry at nearly any brain region, with implications for both experimental and clinical DBS.

This protocol describes a standard method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and deep brain stimulation in the rodent. The combined use of these experimental tools allows for the exploration of global downstream activity in response to electrical stimulation at virtually any brain target.

Deep Brain Stimulation mit gleichzeitiger fMRT in Nagetiere

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

Acrylic Resin Molding Based Head Fixation Technique in Rodents

Head fixation is a technique of immobilizing animal's head by attaching a head-post on the skull for rigid clamping. Traditional head fixation requires surgical attachment of metallic frames on the skull. The attached frames are then clamped to a stationary platform resulting in immobilization of the head. However, metallic frames for head fixation have been technically difficult to design and implement in general laboratory environment. In this study, we provide a novel head fixation method. Using a custom-made head fixation bar, head mounter is constructed during implantation surgery. After the application of acrylic resin for affixing implants such as electrodes and cannula on the skull, additional resins applied on top of that to build a mold matching to the port of the fixation bar. The molded head mounter serves as a guide rails, investigators conveniently fixate the animal&#8217;s head by inserting the head mounter into the port of the fixation bar. This method could be easily applicable if implantation surgery using dental acrylics is necessary and might be useful for laboratories that cannot easily fabricate CNC machined metal head-posts.

Traditional head fixation techniques have used metallic frames attached on the skull as an interface for head fixation apparatus. This protocol demonstrates a frameless, acrylic resin molding based head fixation technique for behavioral tasks in rodents.

Acrylharz-Form Based Leiter Fixationstechnik in Nagetiere

Head fixation is a technique of immobilizing animal's head by attaching a head-post on the skull for rigid clamping. Traditional head fixation requires ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific frequency and in turn modulate ongoing cortical oscillatory activity. This neurotool allows the establishment of a causal link between endogenous oscillatory activity and behavior. Most of the tACS studies have shown online effects of tACS. However, little is known about the underlying action mechanisms of this technique because of the AC-induced artifacts on Electroencephalography (EEG) signals. Here we show a unique approach to investigate online physiological frequency-specific effects of tACS of the primary motor cortex (M1) by using single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to probe cortical excitability changes. In our setup, the TMS coil is placed over the tACS electrode while Motor Evoked Potentials (MEPs) are collected to test the effects of the ongoing M1-tACS. So far, this approach has mainly been used to study the visual and motor systems. However, the current tACS-TMS setup can pave the way for future investigations of cognitive functions. Therefore, we provide a step-by-step manual and video guidelines for the procedure.

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) allows the modulation of cortical excitability in a frequency-specific fashion. Here we show a unique approach which combines online tACS with single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) in order to "probe" cortical excitability by means of Motor Evoked Potentials.

Effekte der transkraniellen Wechselstrom Stimulation auf Primärbewegungsrinde durch Online-kombinierter Ansatz mit Transcranial magnetische Anregung

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a closed-loop event-triggered manner. Although many studies are focusing on the possible benefits and side-effects of TES in healthy and pathologic brains, there are still many fundamental open questions regarding the mechanism of action of the stimulation. Therefore, there is a clear need for a robust and reproducible method to test the acute and the chronic effects of TES in rodents. TES can be combined with regular behavioral, electrophysiological, and imaging techniques to investigate neuronal networks in vivo. The implantation of transcranial stimulation electrodes does not impose extra constraints on the experimental design while it offers a versatile, flexible tool to manipulate brain activity. Here we provide a detailed, step-by-step protocol to fabricate and implant transcranial stimulation electrodes to influence brain activity in a temporally constrained manner for months.

This detailed protocol describes transcranial stimulation electrode placement on the temporal bone in order to investigate the short- and long-term effects of transcranial electrical stimulation in freely moving rats.

Chronische Transkraniellen Elektrostimulation und Intracortical Aufnahme bei Ratten

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic field pulses. The initiation of cortical activation or its modulation depends on the background activation of the neurons of the cortical region activated, the characteristics of the coil, its position and its orientation with respect to the head. TMS combined with simultaneous electrocephalography (EEG) and neuronavigation (nTMS-EEG) allows for the assessment of cortico-cortical excitability and connectivity in almost all cortical areas in a reproducible manner. This advance makes nTMS-EEG a powerful tool that can accurately assess brain dynamics and neurophysiology in test-retest paradigms that are required for clinical trials. Limitations of this method include artifacts that cover the initial brain reactivity to stimulation. Thus, the process of removing artifacts may also extract valuable information. Moreover, the optimal parameters for dorsolateral prefrontal (DLPFC) stimulation are not fully known and current protocols utilize variations from the motor cortex (M1) stimulation paradigms. However, evolving nTMS-EEG designs hope to address these issues. The protocol presented here introduces some standard practices for assessing neurophysiological functioning from stimulation to the DLPFC that can be applied in patients with treatment resistant psychiatric disorders that receive treatment such as transcranial direct current stimulation (tDCS), repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS), magnetic seizure therapy (MST) or electroconvulsive therapy (ECT).

The protocol presented here is for TMS-EEG studies utilizing intracortical excitability test-retest design paradigms. The intent of the protocol is to produce reliable and reproducible cortical excitability measures for assessing neurophysiological functioning related to therapeutic interventions in the treatment of neuropsychiatric diseases such as major depression.

Kombinierte Transcranial magnetische Anregung und Elektroenzephalographie des dorsolateralen präfrontalen Kortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for several neuropsychiatric diseases. The biological effects of tDCS are not fully understood, which is in part explained due to the difficulty in obtaining human brain tissue. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode allowing the study of the long-lasting biological effects of tDCS. In this experimental model, tDCS changes the cortical gene expression and offers a prominent contribution to the understanding of the rationale for its therapeutic use.

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a therapeutic technique proposed to treat psychiatric diseases. An animal model is essential for understanding the specific biological alterations evoked by tDCS. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode.

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) bei Mäusen

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...