טכניקה ושיקולים בשימוש ב4x1 טבעת גירוי מקומי ישיר Transcranial בהבחנה גבוהה (HD-tDCS)

Summary

גירוי High-Definition Transcranial ישיר נוכחי (HD-tDCS), עם 4x1-הטבעת שלו מונטאז', הוא טכניקת גירוי מוחית לא פולשנית שמשלבת גם את ההשפעות של neuromodulatory tDCS קונבנציונלי עם focality המוגבר. מאמר זה מספק הדגמה שיטתית של השימוש ב4x1 HD-tDCS, והשיקולים הדרושים לגירוי בטוח ויעיל.

Abstract

גירוי נוכחי High-Definition Transcranial ישיר (HD-tDCS) לאחרונה פותח כגישת גירוי מוחית לא פולשנית שמגדילה את הדיוק של משלוח הנוכחי למוח באמצעות מערכים של אלקטרודות קטנות יותר "בחדות גבוהה", במקום כרית הגדולה, האלקטרודות של tDCS קונבנציונלי. מיקוד מושגת על ידי ממריץ אלקטרודות המונחות בתצורות שנקבעו מראש. אחד מהם הוא בתצורת 4x1-הטבעת. בגישה זו, אלקטרודת טבעת מרכז (האנודה או קתודה) המכסה את אזור קליפת המוח היעד מוקפת בארבע אלקטרודות שבות, המסייעים להותיר את השטח של גירוי. מסירה של 4x1-HD-טבעת tDCS היא מסוגלת גרימת תופעות neurophysiological וקליניות משמעותיות בשני נושאים ומטופלים בריאים. יתר על כן, הסבילות שלו נתמכת על ידי מחקרים באמצעות עוצמות גבוהות ככל 2.0 מיליאמפר לתקופה של עד עשרים דקות.

למרות 4x1 HD-tDCS הוא פשוט לביצועיםמ ', מיקום האלקטרודה נכון הוא חשוב על מנת לעורר במדויק אזורים בקליפת המוח ויעד השפעות neuromodulatory. השימוש באלקטרודות וחומרה באופן ספציפי נבדקו עבור HD-tDCS הוא קריטית לבטיחות וסבילות. בהתחשב בכך שרוב המחקרים שפורסמו ב HD-4x1 tDCS התמקדו בקליפת המוח המוטורית הראשונית (M1), במיוחד לתוצאות הקשורות לכאב, מטרתו של מאמר זה היא לתאר באופן שיטתי את השימוש בו לגירוי M1, כמו גם את השיקולים שיש לנקוט לגירוי בטוח ויעיל. עם זאת, ניתן להתאים את השיטות שתוארו כאן לתצורות HD-tDCS ויעדים אחרים בקליפת המוח.

Introduction

גירוי נוכחי ישיר Transcranial (tDCS) הוא טכניקה לא פולשנית מוח גירוי מסוגלת שינוי פוטנציאל הממברנה מנוחה עצבית ואת רמת הירי העצבי ספונטני באזור של גירוי, כמו גם ברשתות עצביות המחוברים בין ¹ כולל מערכת μ-אופיואידים ² אנדוגני, ובכך ויסות רגישות קליפת המוח. את ההשפעות של neuromodulatory tDCS, בשילוב עם העלויות, יישום והניידות הפשוט שלה נמוכים, הובילו לשימוש הנרחב שלה בעשור האחרון במגוון רחב של הגדרות. אלה כללו מחקרי neurophysiological, התערבויות קוגניטיביות והתנהגותי ולימודי מטופל הערכת הפרעות כגון כאב כרוני, דיכאון, מיגרנות, שבץ מוחי, מחלת פרקינסון וטינטון ^3. עם זאת, אספקה ​​של זרם ישר (DC) מתבצעת באמצעות כריות גדולות, לרוב בין 25-35 ס"מ ^2, אשר מעוררות שטחים נרחבים יחסית של קליפת מוח הממוקמים between האנודה והקתודה ^4. לכן, גירוי מוקד של אזורים בקליפת המוח היעד, שאינו כרוכים בגירוי של אזורים אנטומיים שכנים, קשה להשיג עם טכניקה זו. כמה גישות נחקרו במטרה "לעצב" זרימה נוכחית על ידי שינוי בין האלקטרודה למרחקים ⁵ והגדלת / הקטנת גודל כרית כדי להקטין / להגדיל אפנון באזורים בקליפת המוח באלקטרודה ^6. עם זאת, מאמצים כדי זרימה נוכחית יעד נוסף תוך הימנעות הסטה של זרם בין האלקטרודות ^7,8 יישארו של עניין.

בהבחנה גבוהה (HD), tDCS הוא התערבות חדשה שפותחה שמשתמשת במערכים של קטן יותר, אלקטרודות שתוכננו במיוחד ^9. תצורות שונות נבדקו, אשר יכול להיות שונה על מנת לשפר את הגירוי של ¹⁰ מטרות. אחד מהם היא בתצורה 4x1-הטבעת, מונטאז' שמשתמש באלקטרודה מרכז שמעל אזור קליפת המוח היעד המוקףעל ידי ארבע אלקטרודות תשואה ^4. האלקטרודה המרכז מגדירה את הקוטביות של הגירוי כמו גם anodal או cathodal, והרדיוס של אלקטרודות התשואה להגביל את האזור עובר אפנון רגישות. לימודי דוגמנות המוח מראים שהאזור של קליפת המוח עובר אפנון באמצעות תצורת HD-tDCS 4x1 הוא מוגבל יותר בהשוואה למונטאז' דו קוטבי רמת tDCS קונבנציונלי ^4. יתר על כן, focality שלה הוא חזק לרקמה (דוגמנות) ¹¹ פרמטרים. מחקרים קליניים neurophysiologic באמצעות גירוי חשמלי Transcranial 4x1-טבעת לאשר משלוח ¹² מוקדי הנוכחיים.

היישומים האפשריים של התערבות זו הם דומים לאלה של tDCS קונבנציונלי. מחקרים התנהגותיים וneurophysiologic באמצעות 4x1-HD-טבעת tDCS מעל הקורטקס המוטורי הראשוני (M1) דו"ח השינויים ברגישות קליפת המוח ¹³ ואחרי תופעות שעשויות לחיות יותר על ידי אלה הנגרמות על ידי tDCS קונבנציונלי ¹⁴. מחקרים הנוכחיים באמצעות 4x1-HD-טבעת tDCS תומכים הסבילות שלו בשני נבדקים בריאים וחולים ^{13-15 16} כאשר עוצמות גבוהות ככל 2.0 מיליאמפר (MA) מועברות לתקופה של עד עשרים דקות. למרות HD-tDCS הוא נסבל היטב, חשוב להשתמש רק במכשירים ואלקטרודות שנבדקו במיוחד למטרה זו.

מטרתו של מאמר זה היא לספק להפגנה שיטתית של השימוש באלקטרודות 4x1-טבעת עבור HD-tDCS. גירוי של M1 נבחר, כפי שהוא מונטאז' הנפוץ ביותר בשימוש בהגדרות מחקר קליני שונות. עם זאת, ניתן להתאים את השיטות שתוארו למיקוד של אזורים אחרים במוח, כמו קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי (DLPFC). כפי שמוצג כאן, מיצוב האלקטרודה נכון הוא פשוט לביצוע אך חשוב על מנת לעורר במדויק אזורים בקליפת המוח היעד. אנו מקווים שהפגנה זו תתרום לתמוך ולהגדיל את הקשיחות של עתיד HD-tDCSניסויים, אשר יספק הוכחה נוספת על המנגנונים והיישומים של התערבות הרומן הזה.

Protocol

1. התוויות נגד ושיקולים מיוחדים

1. לפני התקנת מכשיר, לאשר כי המשתתף אין התוויות נגד כלשהן עבור HD-tDCS. סביר להניח שההתוויות האלה הן זהים לtDCS קונבנציונלי (טבלת 1). גם שיקולים מיוחדים אחרים, כגון תרופות, מטופל צריכים להילקח בחשבון. לדוגמה, תרופות הפועלות מערכת עצבים מרכזיות עלולות לשנות את ההשפעות הרצויות של הגירוי.
2. בדוק את קרקפתו של המשתתף באופן יסודי לנגעים בעור, כגון חתכים או סימנים דלקתיים. הימנע מגירוי של הקרקפת באזורים שמראים נגעים מסוג זה. בנוסף, יש להימנע מגירוי בחולים עם פגמי גולגולת או שתלים מתכתיים. אם מטרתו של הניסוי היא ללמוד אוכלוסיית חולים זו בפרט, באמצעי זהירות נוסף והתחשבות מיוחדת במינון יש לקחת בחשבון (למשל, עם מודלים חישוביים קדימה) ¹⁷ .

2. חומרים

1. ודא שכל החומרים הדרושים הם זמינים (טבלה 2).
2. הטמע את תרמילי פלסטיק HD באלקטרו מודולרי (EEG) כובע הקלטה. האלקטרודה המרכז צריכה להתאים לאזור היעד, בהפגנה זו, M1 ואת הרדיוס של ארבע אלקטרודות התשואה צריך להיות מותאם המבוסס על הפרוטוקול שהוא נחקר. בהפגנה זו, אנו משתמשים ברדיוס של כ 7.5 ס"מ, עם אלקטרודה המרכז ממוקמת מעל M1 והמיקום המתאים בערך ל Cz, F3, T7 וP3 במערכת הבינלאומית 10-20 EEG של ¹⁸ אלקטרודות החוזרות.
3. לפני כל פגישת גירוי, להדליק את מכשיר tDCS הקונבנציונלי (בעצימות נמוכה 1x1 Soterix DC ממריץ) ומתאם גירוי הרב ערוצים ולבדוק שחיוב את הסוללות. חיווי "סוללה חלשה" באחד מההתקנים יאיר אם זה לא המקרה, מה שמעיד שbatteries צריך להיות מוחלף. לאחר בדיקת הטעינה של סוללה, ניתן לכבות את המכשירים עד שמייד לפני הגירוי. מכשיר tDCS הקונבנציונלי הוא מכשיר מופעל באמצעות סוללה המספק DC עם אינטנסיביות של כמה mA. ממריץ מתח שבשליטה נוכחית בשליטה ולא עדיף בשל שינוי עכבת אלקטרודה. השימוש במתאמי החשמל תמיד מיואש מטעמי בטיחות, כדי להימנע ממסירה מקרית של עוצמות גדולות יותר. הפעלת מכשיר זה שתוארה במאמר הקודם שלנו ^19. על ידי חיבור מכשיר tDCS הקונבנציונלי למתאם גירוי הרב ערוצים (איור 1), DC מועבר לאורך תצורת 4x1 HD-tDCS מאפשרת neuromodulation מוגבל לאזור הרצוי.
4. לפני כל פגישה, חזותי לבדוק את האלקטרודות לפני שימוש לסימני בלאי יוצא דופן או נזק. האלקטרודות HD-tDCS הן לשימוש חוזר, אבל יש מספר מוגבל של יישומים כלל (ראה Discussion). מכלולי אלקטרודה המשמשים עבור HD-tDCS צריכים תוכננו במיוחד או נבדקים למטרה זו. הגישה הפגינה במאמר זה משתמשת באלקטרודות טבעת sintered Ag / AgCl (איור 2). השימוש באלקטרודות אלה, בשילוב עם ג'ל מוליך חשמלי המתאים ותרמילי פלסטיק HD, הוכח כדי למזער את השינויים בפוטנציאל האלקטרודה גירוי ושינויי pH בג'ל תוך הפקת אין חימום משמעותי ^9,20, ולכן כתוצאה מכך יותר בטוח יותר ו גישה יעילה בהשוואה לסוגים אחרים של האלקטרודות.
5. חברו את הכבלים של חמש אלקטרודות טבעת sintered Ag / AgCl למקלטים התואמים שעל כבל פלט מתאם 4x1. האלקטרודה המרכז תהיה אחד המגדיר את הקוטביות של הגירוי כמו גם anodal או cathodal. הקפד לחבר את ההובלה האלקטרודה המרכז לתוספת מקלט המרכז. ואז, לחבר את האלקטרודות שנותרו לתקעים שמסביב. יצוין, כיהסדר של אלקטרודות ההחזרה ארבע בתקעי המקלט אינו קריטי, כמו כולם יהיה אותו דבר הקוטביות.

3. מדידות

מדידת הראש והלוקליזציה של האזור של גירוי זהה לאלה לtDCS קונבנציונלי, כפי שהסביר במאמר הקודם שלנו ^19. את הצעדים שיפורטו שוב בפירוט להמשך הבירור.

1. יש לי המשתתף לשבת בנוחות בכיסא, אשר עשויה להיות משענת הראש.
2. אתר הגירוי נקבע על ידי הפרוטוקול של עניין לחוקרים, מאחר שגירוי של אזורים שונים בתוצאות לוואי שונים. ברוב המקרים, המערכת הבינלאומית 10-20 EEG ¹⁸ מנוצל למדידות ראש, כפי שיתואר להלן.
3. ראשית, למקם את הקודקוד (CZ).
   1. כדי לעשות את זה, למדוד את המרחק מnasion לInion ולחלק את המרחק בחצי. Nasion הוא המקום בצומת של הדואר מצח ועצמות האף, וInion הוא הנקודה הבולטת ביותר של העצם העורפי (איור 3). לסמן את המקום כקו, תוך שימוש בעיפרון שמן או סמן על בסיס מים לא רעיל.
   2. שנית, למדוד את המרחק בין הנקודות מראש אוזן ימין ועל השמאל (דהיינו, את האזור הקדמי לצפיר לעוקץ החיצון). לחלק את המרחק הזה בחצי, ולסמן את המקום בשורה. עכשיו תחבר שני הקווים כדי ליצור צלב. הנקודה שבה מצטלבים שני הקווים מקבילים לCZ.
4. בהתאם לפרוטוקול הנחקר, לזהות את אתר היעד על הראש.
   1. כדי לעורר מעל הקורטקס המוטורי הראשוני (M1), לחשב 20% מהמרחק מCz לנקודה מראש האוזניים השמאלית או ימנית, החל המדידה בCZ (איור 3). לקביעה מדויקת יותר של אזור זה, השימוש בשיטות נלוות כגון מערכות neuronavigation או גירוי מגנטי Transcranial (TMS) עשוי להיות מתאים.

4. הכנת עור

1. הכן את העור באתר הגירוי על ידי הפרדת השיער. ספוגית אלכוהול יכולה לשמש כדי לסייע להסיר החלב או מוצרי שיער מהקרקפת. לא לשפשף את העור. ודא שאין נגעים בעור הם הווה.

5. מיקום האלקטרודה והגדרה התקן

1. לאחר מדידת ממדי ראש ומכין את העור, למצוא את הסימן המתאים לM1.
2. בשלב הבא, תוך שמירה על סימן M1 במראה, הנח כובע הקלטת EEG מודולרית על ראשו של נבדק בעת החזקת פלסטיק מרכז מעטפת מעל הסימן. כדי לשמור את סימן צלב M1 על הקרקפת נראית באופק, אפשר להזיז את השיער סביב לפני הצבת מארז HD על זה. ודא שהכובע המתאים בנוחות, אבל בנוחות, ולהתאים את המיקום של ארבעת תרמילי הפלסטיק החוזרים. למרות גישות אחרות הן בהחלט אפשריים, בניסוי קודם ¹⁶ מקמנו את האלקטרודות לחזור ברדיוס של approximat7.5 ס"מ איליי מM1. המיקומים שלהם תואם פחות או יותר לCz, F3, T7 וP3 (איור 4). לאחר מכן להתאים את הרצועות של כובע EEG.
3. באמצעות סרט מדידה, מאשר כי המרחק בין האלקטרודה-הוא נאות המבוסס על פרוטוקול המחקר.
4. שימוש בסופו של מקלון צמר גפן מעץ, להפריד את השיער דרך הפתח במעטפת הפלסטיק עד הקרקפת חשופה. חזור מתחת לכל מעטפת.
5. להציג כ 1.5 מ"ל של ג'ל מוליך חשמלי דרך הפתח של כל מעטפת פלסטיק, המתחיל על פני השטח הקרקפת. יישום של ג'ל ניתן להשיג באמצעות מזרק פלסטיק. להימנע בזהירות מתפשט ג'ל מעבר ההיקף של מעטפת הפלסטיק, מכיוון שהדבר עלול להוביל להסטה של זרימת זרם חשמלית והבינונית (איור 5).
6. בשלב הבא, עם המשטח המחוספס שלה כלפי מטה ופני השטח החלק המעוגל כלפי מעלה, מיקום האלקטרודה טבעת sintered אחד Ag / AgCl בכל מעטפת פלסטיק HD. באמצעותמזרק או את הבוכנה כמדריך במידת צורך, להוריד את האלקטרודה הטבעת עד שהיא נשענת על הבסיס של מעטפת הפלסטיק.
7. הוסף עוד קצת ג'ל כדי לכסות את האלקטרודה, ולאחר מכן להשתמש בכמוסות הניתנות עם תרמילי פלסטיק HD כדי לנעול את האלקטרודות במקום (איור 6). כובע זה יהיה לשמור את האלקטרודה במקום לאורך כל הגירוי. סובב את הכובע כדי לנעול אותו בעמדה. אם מכסה הפלסטיק לא הופך בקלות לא משתמש בכוח מופרז. להתאים מחדש את האלקטרודה כמתואר ב5.6, ולאחר מכן תנסה לנעול את הכובע במקום. הכובע של מעטפת פלסטיק HD נועד להפוך בקלות אם האלקטרודה טבעת sintered Ag / AgCl מוכנסת באופן מלא ובמיקום הנכון.
8. כדי להפחית את המתח על כבלי אלקטרודה, הלולאה אותם מסביב לכל מעטפת ולהקליט אותם פלסטיק לכיסא או לבגדים של הנבדק (איור 7).
9. חבר את הקצה המעוגל של כבל הפלט ליציאת פלט מתאם 4x1.
10. השתמש בכבל ההזנה לאo לחבר את מתאם גירוי הרב ערוצי 4x1 למכשיר tDCS הקונבנציונלי. חבר את הקצה חרוט התקע של הכבל ליציאת קלט קלט מתאם 4x1 וחבר את הקצה השני של כבל ההזנה (שני תקעי בננה מסוג) לנמל היציאה של התקן tDCS הקונבנציונלי. חשוב מכך, הכבל שכותרתו "מרכז" הוא זו שתגדיר את קוטביות DC מועברת מהאלקטרודה המרכז כמו גם anodal או cathodal. שים לב כי בעת שימוש במתאם גירוי הרב ערוצי 4x1 בשילוב עם מכשיר tDCS הקונבנציונלי אין מתג או לחצן לבחירת מרכז-האנודה או מרכז-קתודה. קוטביות זו נקבעת בתהליך של חיבור תקעי בננה מסוג כבל המחבר ליציאות מכשיר tDCS הקונבנציונלית, כפי שתוארו לעיל. בtDCS ו-HD-tDCS, "אנודה" מתייחס לקוטב החיובי יחסית שבו זורם זרם חיובי לתוך הגוף. מצד השני, "הקתודה" היא הקוטב שלילי יחסית שבו לא שוטפים חיוביותיציאות תרנגולת הגוף.
11. כאשר את החיבורים מוכנים, להפוך בשני ההתקנים.
12. להבטיח שערכי העכבה נמצאים בטווח מתאים באמצעות הפיכת "מצב בחר" כפתור במתאם גירוי הרב ערוצי 4x1 ל" סריקה ". אז המכשיר יסרוק את האלקטרודות, המציג את העכבה של אלקטרודה אחת בכל פעם בחלון הראווה. כפתור "עופרת Toggle" יכול לשמש כדי לעבור המעבר האוטומטי הזה של אלקטרודות בתצוגה. ניתן ללחוץ על הכפתור כדי לנעול את התצוגה על האלקטרודה שנבחרה, ולבחון את העכבה. ואז, זה יכול להיות לחוץ שוב כדי לאפשר למכשיר כדי לשנות את האלקטרודה מוצגת. מכשיר מתאם גירוי הרב ערוצי 4x1 ימדוד עכבה ב" יחידות באיכות ". איכות המגע מנורמל "יחידות איכותיות" אלה על ידי מעגל הבדיקה מבוססת על העובדה שהתנגדות האלקטרודה היא לא ליניארי לאלקטרודה ^21-ממשק התהליכים אלקטרוכימיים, והתנגדות האלקטרודה ש( עכבה) יכולהלכן להיות מטעה. לדוגמה, ההתנגדות נמדדת כנראה תלויה לחלוטין ^ב22 נוכחי מבחן. ערכים נמוכים יותר "איכותיים" הם יחידות רצויים. למרות שאין הנחיות קפדניות זמינות עד כה, ערכים נמוכים יותר או שווה ל 1.50-2.0 "יחידות איכותיות" היה בשימוש כהפסקה במחקרים קודמים ^15,16.

אל תפעיל את מכשיר tDCS הקונבנציונלי תוך גירוי המתאם הרב ערוצי 4x1 הוא ב" סריקה "(סימון עכבה) מצב, כגירוי לא יימסר לנושא.

13. אם ערכי עכבה הם מעבר לגבולות רצויים אלה, פתח את המכסה של מארז הפלסטיק המכיל את האלקטרודה מראה עכבה גבוהה ולהסיר את האלקטרודה טבעת sintered Ag / AgCl. בצע את ההליכים כפי שתואר לעיל (כלומר 5.4-5.7) כדי להתאים את השיער והאלקטרודה להשיג עכבה אופטימלית. בדקו את העכבה שוב, כפי שצוין ב5.12. ברגע שערך איכות היעד יושג, replace כובע על המעטפת. חזור על אותו התהליך עבור אלקטרודות אחרות לפי צורך. אינדיקציה איכות אופטימלית עשויה להשתנות מנושא לנושא, אבל באיכות גבוהה יותר במדד אלקטרודה אחת מאשר באחרים עשוי להצביע על קשר לקוי באלקטרודה ש.
14. ברגע שאיכות עכבה לכל אלקטרודות הוא אשר כי בטווח הרצוי, להפוך את "מצב בחר" כפתור במתאם גירוי הרב ערוצי 4x1 מ" סריקה "כדי" לעבור ". הגדרה זו מאפשרת הנוכחית לעבור ממכשיר tDCS הקונבנציונלי באמצעות אלקטרודות לתוך מכשיר 4x1. המפעיל עכשיו הוא מוכן להתחיל את הגירוי.

6. גרייה

1. להבטיח כי המשתתף יושב בנוחות בכיסא ונשאר ער במהלך הגירוי.
2. HD-tDCS כעת מיושם באמצעות הפקדים של מכשיר tDCS הקונבנציונלי כפי שמוצג במאמר הקודם שלנו ^19. לאשר את המשך ועוצמת הגירוי מועבר, ולהתאיםהמכשיר כנדרש. בנוסף, לקבוע את המצב של הישיבה (מזויף או גירוי פעיל). אם מצב הדמה נבחר, המכשיר באופן אוטומטי לספק נוכחי לתקופה של שלושים שניות בלבד. גישה זו כבר דווחה כמוצלחת עבור מסנוור של משתתפים בשני tDCS קונבנציונלי ²³ וניסויים HD-tDCS ^15.
3. ליזום את הפעלת HD-tDCS על ידי לחיצה על הכפתור "התחל" של מכשיר tDCS הקונבנציונלי. האור "התחל" יהבהב כעוצמת DC היא ramped את האור ברציפות ולאחר מכן, כאשר הוא הגיע נוכחי היעד. אז טיימר יציג את הזמן שנותר והמחוון "הנכון מקומי" יציג את עוצמת הזרם מועברת לאלקטרודה והמרכז את האלקטרודות החזרת ארבע יחד.
4. זה יכול להיות במקרה שנבדקים מצביעים על חוסר נוחות, גירוד או עקצוץ במהלך תקופת הגירוי הראשונית ^24. תסמינים אלו צריכים להיות לא נוחים מדי, מומלץ שעוצמת הזרם להיות MAnually ramped על ידי 0.2-0.5 מיליאמפר במשך כמה שניות באמצעות התכונה "תירגע" עד שהנושא מרגיש בנוח. מייד לאחר מכן, בעוצמה הנוכחית יש להגדיל חזרה בהדרגה למינון המקורי. התחושות הנ"ל נוטות בדרך כלל להתפוגג לאחר כמה דקות של גירוי.

7. לאחר ההליך

1. לאחר הפגישה היא מוחלטת, ניתן למדוד התנגדויות בכל הערוצים שוב אם תרצה בכך. פתח את מכסי פלסטיק ובעדינות להסיר את האלקטרודות טבעת sintered Ag / AgCl מהתרמילים. במידת צורך, השתמש בקצה הקהה של מקלון צמר גפן כדי למנוע מושך בחוטי אלקטרודה. אלקטרודות יש לשטוף בעדינות במים ברז על מנת להסיר ג'ל ולאחר מכן התייבש לפני האחסון.
2. בשלב הבא, להסיר את כובע EEG עם תרמילי הפלסטיק המשובצים. אל תסיר את כובע EEG עם מכסי הפלסטיק הסגורים, כמו השיער של המשתתף עשוי להיתפס בכמוסות ו / או תרמילים. את תרמילי הפלסטיק לאחר מכן יש לשטוף אתלהסיר את הג'ל, וייבשתי עם מגבת נייר.
3. שימוש בנייר מגבת, להסיר את הג'ל שנותר מראשו של הנושא. מאז ג'ל הוא hydrosoluble, קצת מים עשויים לשמש כדי לעזור להסיר אותו.
4. מומלץ לשאול את המשתתף למלא שאלון לאחר כל פגישת גירוי כדי לפקח על תופעות לוואי כלשהן (לוח 3).

תוצאות

אם האלקטרודות ממוקמות כראוי וערכי העכבה נמצאים בטווח מתאים, DC יזרום מהאנודה לקתודה מרובות (להאנודה מרכז 4x1 HD-tDCS) למשך הגירוי. עוצמת זרם היעד תימסר על ידי מכשיר tDCS הקונבנציונלי ומוצגת במחוון "הנכון הנוכחי". בדומה לכך, אם מצב הדמה נבחר, המכשיר יפסיק באופן אוטומטי ומספק DC כשלושים שניות לאחר תחילתה, והמחוון יציג הפסקת משלוח DC (איור 8).

זה נפוץ משתתפים לדווח על גרד, עקצוץ או תחושת צריבה קלה על ייזום של הגירוי. תופעות אלה נצפו לעתים קרובות במהלך הן הדמה ופעיל HD-tDCS ^15,16 וצריך לציין שבירה מועבר כמתוכנן. עם זאת, הם בדרך כלל נוטים להתפוגג לאחר כמה דקות של גירוי דקות הראשונות.

תוכן "> הנחה הוא בדרך כלל כי אזורים במוח עם זרם יותר יש סיכוי גבוה יותר להיות מווסת ואילו אזורים יהיו זרימת זרם קטנה או זניחה לא יושפעו באופן ישיר. ככזה, הזרימה הנוכחית מיוצרת על ידי מוקד 4x1-HD-tDCS תהיה צפוי לייצר neuromodulation המקומי. מודלים חישוביים ^4,14,15 הראו כי תוצאות 4x1-HD-טבעת tDCS בגירוי מוחי מוקדי יותר בהשוואה לtDCS קונבנציונלי (איור 9). כפי שדווחו על ידי דאטה et al. ^4,11, האזור של אפנון רגישות קליפת המוח הנגרם על ידי 4x1-HD-טבעת tDCS היה מוגבל בהיקף הטבעת, ושיאו של שדה החשמלי היה תחת אלקטרודה המרכז. לעומת זאת, tDCS קונבנציונלי נגרם גירוי של אזורים שונים אחרים כגון זמן ודו צדדי ipsilateral אונות קדמיות, והגיעו לשיאו השדה החשמלי באמצע הדרך בין שתי אלקטרודות במקום מתחת לאחד מהם.

HD-tDCS הוא לא רומןechnique ולכן השפעתו לא נחקרו כהרחבה לאלה של tDCS קונבנציונלי. עם זאת, היישומים האפשריים שלה הם דומים, עם עדיין לא נחקרו באחרים. מחקרים הנוכחיים באמצעות תכנית HD-tDCS 4x1-טבעת, כי במתנדבים בריאים זה יכול להקטין באופן משמעותי את חום וספים חושיים קרים, ויוביל לאפקט משכך כאבים שולי לסף כאב קר (איור 10) ^15. בנוסף, זה יכול לגרום לשינויים משמעותיים ברגישות קליפת המוח, כפי שנמדד באמצעות מנוע עורר פוטנציאלי ^13,14 (איור 11). בחולי פיברומיאלגיה, פעיל 4x1-HD-טבעת tDCS מושרה הפחתה משמעותית בכאב נתפס (איור 12), וגדל באופן משמעותי ספי זיהוי מכאניים בהשוואה לדמה ^16.

מחקרים שהשוו בין HD-tDCS וtDCS קונבנציונלי יהיו חשובים על מנת להבהיר את ההשפעות של כל התערבות. עם זאת, sessio עשר דקות בודדים n של anodal HD-tDCS ב2.0 mA שכבר פורסם על ידי קואו et al. ^-14 להפעיל בולט יותר, מעוררים ארוך טווח לאחר לוואי וגירוי נסבל יותר מאשר tDCS קונבנציונלי (איור 13), תמיכה בשימוש בו במחקר ובאופן פוטנציאלי במסגרות קליניות.

איור 1. 4x1 מתאם גירוי רב ערוצים (משמאל) מחובר למכשיר tDCS הקונבנציונלי (מימין).

איור 2. אלקטרודות Ag / AgCl sintered טבעת, עם משטחים חלקים מעוגלים (שחור) ומחוספסים. אלקטרודות מחוברות למקלטים התואמים שעל כבל פלט מתאם 4x1.

tp_upload/50309/50309fig3.jpg "/>
ציוני דרך איור 3. אנטומי (משמאל) והקורטקס מוטורי ראשוני (M1) לוקליזציה המבוסס על המערכת הבינלאומית 10-20 EEG (מימין).

איור 4. מיקום מוצע לאלקטרודות HD המבוססות על מערכת ה-EEG 10-20. מצרפי אחרים עשויים גם להיבדק.

איור 5. יישום ג'ל חשמלי (משמאל). על מנת למנוע מההסטה נוכחית בין האלקטרודות, יש לנקוט זהירות כדי למנוע התפשטות של ג'ל חשמל מעבר לגבולות מעטפת הפלסטיק (מימין).

איור 6. Placement של האלקטרודה טבעת במעטפת פלסטיק. המשטח המחוספס של האלקטרודה צריך לפנות כלפי מטה ומשטח החלק פנים המעוגלים כלפי מעלה. אז האלקטרודה הטבעת צריכה להיות מושפלת עד שהוא נשען על הבסיס של מעטפת הפלסטיק (משמאל) והמכסה הנעול בעמדה (מימין).

איור 7. התקנת מדגם HD-4x1 tDCS.

איור 8. משלוח פעיל (משמאל) ומצב (מימין) על ידי מכשיר דמה tDCS קונבנציונלי. מDaSilva et al. ^19.

איור 9. השוואה בין מודל חישובים הראשוני הקורטקס המוטורי 4x1-טבעת tDCS קונבנציונלי באמצעות ספוג סטנדרטי דו קוטבי מונטאז' (להלן) HD-tDCS (לעיל) ו. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

איור 10. חום וספים חושיים קרים וסף כאב קר שנמדד בנבדקים בריאים לפני (מראש) ואחרי (הודעה) 4x1-HD-tDCS טבעת. הפרוטוקול כלל עם מסירה של 2mA הפעיל anodal HD-tDCS או גירוי דמה לקורטקס המוטורי הראשוני במשך 20 דקות. שונה מBorckardt et al. ^-15. לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.

p_upload/50309/50309fig11.jpg "/>
איור 11. השפעות של 4x1-HD-טבעת tDCS על מנוע עורר המשרעת פוטנציאלים (חבר הפרלמנט האירופי) בנבדקים בריאים. הפרוטוקול כלל עם מסירה של 1mA הפעיל anodal HD-tDCS או גירוי דמה לקורטקס המוטורי הראשוני במשך 20 דקות. חבר הפרלמנט האירופי, נמדדו לפני ואחרי הגירוי, ואת המשרעת של האחרון מנורמל לזה של מחקר. שפם מייצג את סטיית התקן. שונה מCaparelli-Daquer, et al. ^13.

איור 12. השפעות של HD-tDCS 4x1-טבעת על כאב נתפס בחולי פיברומיאלגיה. חולים התבקשו לדרג את הכאב שלהם כולל שימוש בסולם מספרי חזותי בעבר, באופן מיידי ו30 דקות לאחר גירוי. הפרוטוקול כלל מפגשים בודדים של anodal הפעיל וcathodal HD-tDCS, נמסרו לקורטקס המוטורי הראשוני שמאל (2mבמשך 20 דקות) וגירוי דמה. שפם מייצג שגיאה סטנדרטית. שונה מVillamar et al. ^16.

איור 13. השוואה בין תופעות הלוואי הנגרם על ידי גירוי anodal וcathodal באמצעות tDCS קונבנציונלי ו4x1-HD-tDCS טבעת. הרכב עורר משרעת פוטנציאל (MEP) נמדדה לפני ואחרי המסירה של 2mA של tDCS קונבנציונלי או 4x1 HD-tDCS למשך 10 דקות. הערכות רציפות בוצעו כדי להעריך את מהלך הזמן של תופעות לוואי. חבר הפרלמנט האירופי, משרעת לאחר הגירוי היה מנורמל לזה של מחקר. שונה מקואו et al. ^14.

האם אי פעם ...	הייתה תגובה שלילית לTMS / tDCS?
	היה לי seizuמחדש?
	היה לי אובדן לא מוסבר של תודעה?
	לקה בשבץ?
	הייתה פגיעת ראש חמורה?
	עבר ניתוח בראש שלך?
	היו כל מחלות הקשורות למוח, נוירולוגיות?
	הייתה כל מחלה שייתכן שנגרמה פגיעה מוחית?
	האם אתם סובלים מכאבי ראש תכופים או חמורים?
	האם יש לך כל מתכת בראש שלך (מחוץ לפה) כגון רסיסים, קטעי ניתוח, או שברים מריתוך?
	האם יש לך התקנים מושתלים רפואיים כגון קוצבי לב או משאבות רפואיות?
	האם אתה נוטל תרופות כלשהן?
	האם את בהריון, או שאתה פעיל מבחינה מינית ולא בטוח אם אתה יכול להיות בהריון?
	אף אחד במשפחה שלך האם יש אפילפסיה?
	האם אתה צריך כל עודהסברים על tDCS / HD-tDCS או סיכונים הקשורים אליו?

טבלת מס '1. הקרנה להתוויות נגד ושיקולים מיוחדים לפני tDCS / HD-tDCS.

חומרים	מכשיר tDCS קונבנציונלי אחד
	מתאם גירוי רב ערוצים 4x1 אחד
	ארבע סוללות 9 וולט
	כובע הקלטת אלקטרו מודולרי אחד
	חמש אלקטרודות טבעת sintered Ag / AgCl
	חמישה תרמילי פלסטיק HD תוכננו במיוחד והכובעים שלהם בהתאמה
	בוכנת פלסטיק אחד
	כבלים
	סרט מדידה אחד
	צמר גפן אחד מעץ
	ג'ל מוליך חשמלי
	אחד - 3 או מזרק של 5 מ"ל
	סקוטש
	מגבות נייר

טבלת 2. חומרים.

האם אתה נתקל באחת מהתופעות הבאות או תופעות לוואי?	הזן את ערך (1-4) במרחב בהמשך. 1 בהיסח 2-מתון 3 בינוני 4-חמור	אם הוא קיים, אתה חושב שזה קשור ל HD-tDCS? 1-None 2-Remote 3 אפשריים 4-Probable 5-definite	הערות
כאב ראש
כאבי צוואר
כאבים בקרקפת
כוויות בקרקפת
עקצוץ
אדמומיות בעור
רדימות
קושי להתרכז
שינוי מצב רוח חריף
אחר (פרט):

לוח 3. הקרנת השפעה שלילית בעקבות HD-tDCS.

Discussion

שלבים קריטיים

היבטים להיבדק לפני תחילת ההליך

לפני שמתחיל את הגירוי, חוקרים צריכים לוודא שיש לו את המשתתף אין התוויות נגד לHD-tDCS. טבלה 1 מפרטת כמה שיקולים חשובים שיש לקחת בחשבון ומסכמת את התוויות החשובות ביותר, כולל נוכחות של שתלים מתכתיים או התקנים בראש, חמור פגיעות מוח או נגעי עור משמעותיים. החוקר צריך לבדוק לנוכחותו של זה האחרון בתוך המערכת 4x1-הטבעת בעת הכנה למיקום האלקטרודה. אנו לא ממליצים על יישום של הטכניקה אם נגעים כאלה קיימים. זה חשוב כמו, אם כי לא דווחו נגעים בעור בעת שימוש באלקטרודות HD ובמארזים המוצגים במאמר זה, נזק לעור כבר דיווח לאחר המסירה של מספר מפגשים רצופים של ³ tDCS קונבנציונלי, במיוחד אם בוצע oveתקופה של 14 ימים RA ^25.

הנוכחות של שתלים או פגמים בגולגולת או במוח parenchyma מתכתיים יכולה לשנות באופן משמעותי את הזרימה נוכחית ^17,26 ותוצאה בגירוי של אזורים בקליפת המוח אחרים מאלה שנועדו. מטעמי בטיחות, יש להימנע מגירוי בחולים עם מכשירים רפואיים מושתלים. התוויות נגד יחסית כוללות נוכחות של אפילפסיה או היסטוריה של שבץ מוחי, אלא אם כן המחקר התמקד באופן ספציפי לומדים בתנאים אלה. יש להימנע HD-tDCS בנשים בהריון בשל היעדר נתונים על בטיחות.

זה הוא בעל חשיבות עליונה כדי לבדוק את הקוטביות של הכבלים בעת חיבור מתאם גירוי הרב ערוצי 4x1 למכשיר tDCS הקונבנציונלי. הימנעות מלעשות זאת עלולה לגרום לאספקה ​​בסוג הלא נכון של גירוי למשתתף. ודא שהכבל שכותרתו "מרכז", שיכול להיות לעתים קרובות אדום, מחובר למסוף הנכון (האנודה או קתודה).

המפעיל צריך גם לבדוק חזותי את האלקטרודות טבעת sintered Ag / AgCl לעדות בתצהיר של מוצרי אלקטרוליזה לפני כל שימוש והחלף אותם אם הצביע. לאחר כל פגישת גירוי פעילה, מוצרים של תגובות אלקטרוכימי נוטים להצטבר על פני השטח מחוספסים בחלק התחתון של האלקטרודות. מסיבה זו, מומלץ שכל אלקטרודה להיות ממוקמת במרכזה של תצורת 4x1 לשני מפגשי גירוי פעילים בלבד. כתוצאה מכך, זה יכול להיות מסובב ומשמש כאחד מאלקטרודות החוזרות. ברגע שכל אחד מחמש אלקטרודות בסט שימש כמרכז האלקטרודה פעמיים, מומלץ להשתמש במערכת חדשה של האלקטרודות. זה פשוט לתייג כל אלקטרודה ולרשום את המספר של שימושים על מנת לסובב אותם באופן מתואם. בנוסף לסבילות, הסיבוב (מוגבל) של אלקטרודות נועד גם כדי למנוע מקרה שבו עכבה גבוהה נוכחי לא יחולק באופן שווה ACROSS ארבע אלקטרודות לחזור. המפעיל אחראי לבדיקת איכות קשר לפני הגירוי (כמוסבר בשלבים 5.12-5.14), ולהבטיח כי אין ערכי התנגדות גבוהות באופן חריג הם נצפו.

זה עלול לגרום למשתתפים שיעברו בראשם יתר על המידה או בטעות למשוך את הכבלים ולעקור או לשבור אותם. מסיבה זו, מומלץ לכל כבל לולאה סביב מעטפת הפלסטיק שלה ולקלטת כבל פלט מתאם 4x1 למשטח (כלומר כיסא או בגדים של המשתתף).

אם תרצה, זה עשוי להיות אפשרי להוסיף הרדמה מקומית לקרקפת כדי למנוע תחושות לא נוחות ופוטנציאלית כדי לשפר את מסנוור של משתתפים במחקר. עם זאת, יש לזכור שלמרות שלא דווחו כוויות בעור עם HD-tDCS, יכול להיות שיש סיכון תיאורטי קטן להשפעה שלילית זו והשימוש בהרדמה מקומית עלולה למנוע ממשתתפי Reporting במהלך הגירוי. בהפגנה זו, כמו גם במחקרים הקודמים שלנו, יש לנו לא נעשה שימוש בהרדמה מקומית כמו כל אי נוחות שנכתבה בעיתונות כמתונה.

כפי שצוין לעיל, על מנת לקבל תוצאות אופטימליות זה מאוד חשוב כדי למנוע את הג'ל החשמל מלהתפשט מעבר לגבולות מעטפת הפלסטיק. אחרת, המחלף הכח נוכחי מאלקטרודה אחת לשנייה.

שיקולים חשובים בעת הגירוי

אלא אם כן זה נדרש כחלק מתכנון מחקר, הנושא לא צריך להיות שינה, קריאה או מוסח אחר במהלך פגישת הגירוי. זה חשוב כמו זה כבר דווח כי מאמץ קוגניטיבי אינטנסיבי, שעמום או שינה, הפעלת שרירים ופעילויות אחרות שהובילו לשינויים ברגישות קליפת המוח יכולים לגרום לתופעות שהשתנו והתנגדו של tDCS קונבנציונלי ^27.

עם תחילתו של יםtimulation, ועל מנת למנוע תופעות לוואי מתחילתו הפתאומית של זרימה הנוכחית, המכשיר באופן אוטומטי רמפות נוכחי מעלה ומטה על פני תקופה של שלושים שניות. מסיבות דומות, לא לעבור בין "עובר" ומצבי "סריקה" ואילו מכשיר tDCS הקונבנציונלי הוא יצירת נוכחי. זה תמיד רצוי לשאול מעת לעת בנושאים בין אם הם מרגישים בנוח עם ההליך כדי לוודא כי הגירוי מתנהל בבטחה.

גירוי באוכלוסיות רגישים, ובכלל זה מטופלי ילדים, עשוי לדרוש התאמת מינון.

היבטים מעשיים לאחר ההליך

על מנת לאסוף ראיות נוספות על בטיחות וכדי לפקח על השפעות HD-tDCS, מומלץ להשתמש בשאלון תופעות לוואי כגון זה מתואר בלוח 3, אשר אמור להיות מועבר למשתתפים לאחר כל מפגש. הקפד מסך לנוכחות של adve הנפוץ ביותרתופעות הקשורות לRSE HD-tDCS, כגון אי נוחות, עקצוץ, גירוד ותחושת שריפה. יתר על כן, את המשמעות של נתונים אלה ניתן לשפר על ידי גם לבקש ציונים סובייקטיביים כמותיים. זו יכולה להיות מושגת על ידי בעל סולם מספרי עבור חולים לדווח על העצמה או החומרה של תופעות הלוואי, למשל מ -1 עד 5 או מ 1 עד 10. כמו כן, חשוב לספק את שאלון תופעת הלוואי לאחר כל פגישת אחיזת עיניים. זה מאפשר להשוואת התדירות של תופעות לוואי הקשורות לגירוי גם פעיל ואחיזת עיניים. לtDCS קונבנציונלי, כבר דיווחו כמה תופעות לוואי כדי להיות עוד יותר תכוף בקבוצת הדמה ^24, כאב הראש להיות דוגמה אחת.

שינויים אפשריים

ל4x1 HD-tDCS, פרוטוקולי גירוי יכולים להיות מתוכננים מעורבים מקומות שונים היעד, קוטביות ואת עוצמת זרם, ורדיוס של הטבעת. ככלל, בקוטר טבעת 4x1 הגדלת יהיה increase עומק החדירה ועצמת מרבי מתחת לטבעת ^28. לעומת זאת, הפחתת רדיוס טבעת מגבירה focality אבל ירידות מושרה שדה חשמלי במוח. לכן, חקירה נוספת של מינון אופטימלי לאינדיקציה היא מוצדקת.

למרות שמאמר זה מתמקד ב4x1-HD-tDCS טבעת, יכולים לשמש גם פריסות אלקטרודה אחרות, כמו (פס כפול) 4x2 ו3x3, בין יתר. למרות HD-tDCS מציע אפשרויות רבות להתאמה אישית, השיטות למיצוב והכנת אלקטרודות, כפי שתוארו כאן, צריכים להיות במעקב יחד עם השימוש בחומרה ואבזרים שנבדקו באופן ספציפי למטרה זו בלבד. זה כולל מתן תשומת לב מיוחדת לעיצוב מעטפת HD פלסטיק, ג'ל, ואלקטרודות. לדוגמה, אלקטרודות אחרות מאשר טבעת sintered Ag / AgCl גם נבדקו על מנת לספק DC, כגון Ag גלולה, Ag / AgCl גלולה, Ag / AgCl דיסק וגומי גלולה ^9. עם זאת, שתי אלקטרודות גלולה Ag וגומי לגרוםd שינויים ב-pH, ועלייה בטמפרטורה ופוטנציאל האלקטרודה דווחו לכל אלקטרודות פרט לטבעת ודיסק Ag / AgCl. לפיכך, נראה כי אלקטרודות טבעת Ag / AgCl עשויות להיות גישה יעילה ובטוחה יותר. בעתיד, שינויים בגישה שתוארה במאמר זה עשויים לשמש גם כדי לספק התערבויות כגון גירוי זרם חשמלי משתנה Transcranial.

מגבלות

בשלב זה, את התפקיד של קוטביות HD-tDCS 4x1-טבעת על רגישות קליפת המוח עדיין לא ברור. למרות שמחקרי neurophysiological דיווחו כי הן mA 1.0 ו 2.0 mA של anodal 4x1-HD-טבעת tDCS הובילו לעלייה ברגישות קליפת המוח בקרב נבדקים בריאים ^13,14, גוף רחב יותר של ראיות במיוחד בקשר ללימודים HD-tDCS יש צורך לפני כל הכללה יכולה להתבצע. בנוסף, ראוי לציין כי ההשפעות של אפנון רגישות קליפת המוח באמצעות 4x1-HD-tDCS טבעת עשויות להיות תלויות זמן, והגיעו אפונתםK לאחר תום הגירוי, ולא מייד לאחר ^ש14,16 כמה דקות. לכן, הערכות רציפות לאורך נקודות זמן שונות לאחר ההתערבות עשויות להיות נחוצות על מנת לקבל תוצאות מדויקות.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
One conventional tDCS device (Soterix 1x1 Low-intensity DC Stimulator)	Soterix Medical Inc., New York, NY, USA	1300A
One 4x1 Multichannel Stimulation Adapter	Soterix Medical Inc., New York, NY, USA	4X1-C2
Four 9V batteries			Many manufacturers available
One modular electr–ncephalogram recording cap	EASYCAP GmbH, Germany	EASYCAP
Five Ag/AgCl sintered ring electrodes	Stens Biofeedback Inc., San Rafael, CA, USA	EL-TP-RNG Sintered
Five specially-designed plastic casings and their respective caps	Soterix Medical Inc., New York, NY, USA
One plastic plunger	Soterix Medical Inc., New York, NY, USA	PSYR-5
Cables	Soterix Medical Inc., New York, NY, USA	CSIN-X2 Input Cable, CSOP-D5 Output Cable
One measuring tape			Many manufacturers available
One wooden cotton swab			Many manufacturers available
Electrically conductive gel (Sigma Gel)	Parker Laboratories, New Jersey, NJ, USA	15-25
One 3- or 5-ml syringe			Many manufacturers available
Adhesive tape			Many manufacturers available
Paper towels			Many manufacturers available