Questo lavoro è stato supportato dalla Fondazione di ricerca tedesco (DFG RE 2740/3-1). Ringraziamo Frank Huethe e Thomas Günther per la produzione in-House del set-up su misura tES e DC-stimolatore.

per la ricerca che coinvolgono gli animali, le approvazioni relative (specifico per paese) devono essere ottenute prima di iniziare gli esperimenti. Tutti gli esperimenti animali segnalati qui sono eseguiti secondo la direttiva 2010/63/UE, la legge di protezione animale tedesco aggiornato (&#34; Tierschutzgesetz &#34;) del luglio 2013 e il regolamento aggiornato ricerca animale tedesco dell'agosto 2013. Protocolli di animali sono stati approvati dalle autorità locali &#34; Commissione per la sperimentazione animale del Consiglio regionale di Freiburg &#34; e &#34; della Commissione per la sperimentazione animale dell'Università medica Center Friburgo &#34;.
 1. preparazione della strumentazione e materiale per la chirurgia <ol><li>assicurarsi che gli elementi elencati nella Figura 1 sono disponibili e già posizionato per chirurgia.</li>
	<li>Preparare una piastra rettangolare sottile di platino (ad esempio, 10 x 6 x 0,15 mm), che servirà come l'elettrodo contatore posizionato sottocute sul petto e due piccoli fori in due angoli opposti della piastra del punzone.</li>
	<li>Saldare un cavo isolato con una lunghezza di ~ 10 cm utilizzando una stagno-saldatura senza piombo a uno degli angoli (senza foro) della piastra platino.</li>
	<li>Applicare una piccola goccia di colla histo-acrilico sul giunto di saldatura per isolamento.</li>
</ol> 2. Preparazione del roditore per chirurgia <ol><li>assegnare un numero di studio per il roditore e notare che questo sul preparato chirurgia card.</li>
	<li>Pesare il roditore e annotare il peso sulla scheda di chirurgia. Calcolare la dose di anestetici di iniezione (ad es., ketamina 100 mg/kg di peso corporeo più xilazina 70 mg/kg di peso corporeo per i ratti).</li>
	<li>Indurre anestesia tramite l'iniezione intraperitoneale (i.p.) della quantità calcolata di anestetici. 
	Nota: Quando si utilizza invece l'anestesia per inalazione (ad es., isoflurano), posizionare il roditore in un'aula di induzione con flusso continuo di ~ 4% in 1-2 L/min di ossigeno.</li>
	<li>Controllo profondità dell'anestesia dal riflesso del pizzico di punta a partire 5 min dopo l'iniezione. Se il riflesso di pizzico di punta è ancora presente, raggiungere il prolungamento e l'approfondimento dell'anestesia tramite iniezione del 30% della dose iniziale.
	<ol><li>Se in qualsiasi momento nell'esperimento restituisce il riflesso di pizzico di punta, il 30% della dose iniziale di anestesia deve essere iniettato.</li>
		<li>Quando si utilizza l'anestesia per inalazione, guardare per la perdita del riflesso posturale del roditore nella camera di induzione e controllare la profondità dell'anestesia dalla mancanza di un riflesso di pizzico di punta. Se i riflessi sono ancora presenti, è possibile estendere la durata nella camera di anestesia. In tutto l'intero esperimento, adattare la percentuale di isoflurane alla profondità dell'anestesia fino a raggiungere una concentrazione di manutenzione di isoflurane ~1-1.5%.</li>
		<li>Quando la frequenza di respirazione diminuisce ansimante e si verifica, abbassare la percentuale; quando il roditore riacquista il riflesso di pizzico di punta o Mostra movimento spontaneo, aumentare la percentuale di inalazione anestetica.</li>
	</ol></li> <li>, Non appena i riflessi sono assenti, posizionare il roditore sul banco di laboratorio o tenerlo in mano. 
	Nota: Quando si utilizza l'anestesia per inalazione, fornire flusso costante ridotta isoflurano (ora tra 2-3%) utilizzando un ugello collegato al nebulizzatore.</li>
	<li>Rimuovere i capelli sul ratto &#39; testa di s con la rasatura della zona da orecchio a orecchio e tra il livello rostrale occhio appena dietro le orecchie con un clipper. Quindi rimuovere i peli sul petto con la rasatura della zona tra le zampe anteriori da xifoideo fino alle clavicole. 
	Nota: Mantenere la pelle in tensione facilita la rasatura.</li>
	<li>Coprire gli occhi del ratto con una goccia di unguento oculare per proteggere la cornea.</li>
	<li>Mark ratto &#39; orecchio s secondo il numero assegnato Studio. 
	Nota: A seconda della durata dello studio, un marchio di coda potrebbe essere sufficiente, altrimenti lo stanziamento standardizzato è preferibile.</li>
</ol> 3. Chirurgico: L'impianto petto elettrodo Nota: questo passaggio può essere ignorato quando il controelettrodo è posizionato esternamente sul petto rasato con un giubbotto di.
<ol><li>Posto il roditore incline (sul petto) sulla tabella di funzionamento. 
	Nota: In caso di anestesia per inalazione, ratto di tenere &#39; muso s inserito nella bocchetta di anestesia, riducendo ulteriormente la concentrazione di isoflurane 1.5-2%.</li>
	<li>Disinfettare il cuoio capelluto rasato con un disinfettante spray o con un tampone imbevuto di agente antisettico (per esempio etanolo 70%) e lasciare asciugare all'aria. Ripetere due volte.</li>
	<li>Tagliare la pelle con un bisturi in una sola riga dal livello rostrale occhio al livello dell'orecchio medio. 
	Nota: Questo permette per il tunneling del cavo dell'elettrodo impiantato petto verso la parte superiore della testa ed è anche il taglio desiderato per il posizionamento di presa elettrodo DCS.</li>
	<li>Girare il ratto alla posizione supina, in modo che il petto è esposto.</li>
	<li>Disinfettare la pelle del torace, come descritto al punto 3.2.</li>
	<li>Elevare la pelle laterale della cassa di destra con un forcipe del tessuto e tagliare un'asola con piccole forbici di circa 0,5 cm mediale da axilla di destra. Poi fate un taglio dritto sagittale orientamento cranica con le forbici.</li>
	<li>Formare una tasca sottocutanea di atraumatico scollegare la pelle dal muscolo pettorale del sinistro. Farlo aprendo ripetutamente le piccole forbici (o un batuffolo di cotone imbevuto di soluzione fisiologica).</li>
	<li>Girare l'animale sul suo lato destro al tunnel del percorso dei cavi dall'angolo occipitale sinistra della pelle testa aperta lungo il collo per uscire nel sacchetto pettorale penetrando la fascia superficiale usando il forcipe omeostatico.</li>
	<li>Aprire con cautela il forcipe omeostatico per afferrare l'estremità del cavo dell'elettrodo collegato all'elettrodo di platino senza fili taglienti di allontanarsi. Tirare il cavo attraverso il tunnel fino a quando l'elettrodo entra il sacchetto, orientato con il punto di saldatura verso l'arto posteriore sinistro di roditori. Riportare il roditore alla posizione prona.</li>
	<li>Fissare la piastra di platino con una sutura non assorbibile intrecciata sintetica sterile alla fascia pettorale presso i due opposti fori di angolo (4-5 nodi sono raccomandati per la stabilità).</li>
	<li>Allo stesso modo collegare il cavo alla fascia con un nodo sciolto, formando un ciclo leggero prima dell'ingresso del tunnel nel tessuto.</li>
	<li>Chiudere la pelle con 3-4 suture cutanee a seconda delle dimensioni del taglio (lo stesso materiale di sutura può essere utilizzato per quanto riguarda l'elettrodo e cavo).</li>
</ol> 4. Procedura chirurgica: Posizionamento del tES epicranica Socket <ol><li>posto l'animale in una cornice stereotassica. 
	Nota: Se usando l'anestesia per inalazione, abbassare la concentrazione di anestetico a un flusso di isoflurane manutenzione del ~1.5-1%, regolato per la punta pizzico reflex e il pattern respiratorio.</li>
	<li>Disinfettare il cuoio capelluto rasato come descritto al punto 3.2.</li>
	<li>Tagliare la pelle con un bisturi in una sola riga dal livello rostrale occhio al livello dell'orecchio medio. 
	Nota: Se il petto elettrodo placemENT è stata eseguita, già stata eseguita la procedura 4.2 e 4.3.</li>
	<li>Raschiare fuori il periostio (tessuto connettivo sul cranio) ai lati con il bisturi e accuratamente pulire con cotone scambia. Fissare il tessuto connettivo ai 4 angoli del taglio con morsetti bulldog e farli appendere lateralmente per mantenere il campo di chirurgia aperta.</li>
	<li>Soluzione fisiologica 0,9% applica per pulire la superficie dell'osso e dei tessuti con tamponi di cotone. Quindi pulire la superficie dell'osso con 3% H 2 O 2. Evitare il contatto con il tessuto. Con la presente l'osso è più accuratamente pulito e sanguinamento minore dall'osso verrà arrestato. Inoltre, i residui del periostio diventano visibili. Rimuovere questi residui con un batuffolo di cotone, applicare una pressione moderata. 
	Nota: La rimozione dei residui periostio aumenterà adesione e durata del socket tES incollato sull'osso.
	<ol><li>In caso di emorragia inarrestabile, utilizzare un trapano di osso e toccarlo per 1-3 e con una leggera pressione sull'osso. Nella maggior parte dei casi questa procedura meccanica si ferma l'emorragia senza riscaldamento significativo. Non usare mai l'elettrocauterio sull'osso; applicazione anche breve si tradurrà in danno di tessuto cerebrale (elettrocauterizzazione deve essere utilizzato esclusivamente per la ferita del tessuto sanguinante).</li>
	</ol></li> <li>Come viti di fissazione migliorerà l'aderenza di set-up, scegliete una punta di trivello la dimensione della vite di montaggio. Posizionare due fori della bava su due placche ossee differenti di pre-forare con un trapano a mano e quindi dall'applicazione di leggera pressione verticale con la punta dell'osso. Evitare la vicinanza nella posizione desiderata della presa tES, come esso potrebbe ostacolare avvittare l'elettrodo (ad es., per la sinistra tES corticale motore primario, scegliere posizione vite parietale destra frontale e posteriore).</li>
	<li>In caso di un elettrodo contatore impiantati, Bava un terzo foro situato nell'osso parietale posteriore di destra per la fissazione del futura del cavo con tunnel.</li>
	<li>Posizionare le viti di plastica nei fori della bava e avvitare fino a sentita il primo attrito. Quindi eseguire tre giri di vite ulteriori 180 °. Verifica con il forcipe per la stabilità della vite e aggiungere un altro giro se non abbastanza stretto. 
	Nota: Per i ratti adulti ciò garantirà epidurale posizionamento delle viti senza danneggiare la dura o il cervello (secondo il disegno del filetto di vite, il turno numero potrebbe variare). L'utilizzo di viti in acciaio inox anche dovrebbe essere fattibile, poiché anche a densità di corrente DCS sopra la soglia di neurodegenerazione, posizionamento delle viti ha fatto non perturbare le posizione della lesione o misura sotto le viti.</li>
	<li>Disabilita il saldatore e pre-riscaldare per circa 5 min. avvolgere il cavo di uscita del tunnel di tessuto occipitally intorno alla vite del parietale di destra e poi tagliarla, lasciando circa 1 cm cavo dietro l'avvolgimento. Striscia con attenzione l'isolante all'estremità del cavo con un bisturi.</li>
	<li>Fissare il cavo senza fiato per la vite e l'osso con colla cyanoacrylic.</li>
	<li>Applicare una piccola quantità di piombo stagno-saldatura per il connettore e i fili scoperti del cavo elettrodo contatore e collegare entrambi premendo brevemente entrambi parti pre-saldate insieme mentre si tocca la punta del saldatore fino a quando si scioglie la latta-saldatura (circa 2-3 s). Rimuovere la punta di saldatura immediatamente per evitare un riscaldamento eccessivo del metallo del cavo con danno tissutale conseguente.</li>
	<li>Pick up il socket di elettrodo personalizzato fatto tES ( Figura 1B, in rosso) con una pinza a punta piegata, seghettate e applicare un sottile strato di colla cyanoacrylic al bordo inferiore dello zoccolo. Per il posizionamento sopra la corteccia motoria e tramite un socket di diametro 4 mm, posizionare il punto di presa metà a 2 mm anteriore e laterale di 2 mm dal bregma. Per questa posizione, il bordo mediale interno del socket dovrebbe terminare direttamente con la sutura sagittale e il bordo caudale deve terminare all'altezza di bregma. Premere la presa brevemente sull'osso (la maggior parte cyanoacrylic Colle induriscono di pressione). 
	Nota: Posizionare una fonte di luce direttamente sopra la presa può facilitare immissione il socket.</li>
	<li>Assicurarsi che l'osso all'interno dell'area della presa è privo di colla (controllando con la luce perché la colla è riflettente). Nel caso di colla fuoriuscita, staccare la presa, raschiare la colla con il bisturi e ripetere il passaggio 4,12.</li>
	<li>Dopo la presa è a posto e la zona di stimolazione futuro è priva di colla, in primo luogo sigillare il bordo laterale del socket per il tessuto vicino con una piccola goccia di colla cyanoacrylic per evitare un ponte fluido che poteva portare allo smistamento di corrente in questa posizione. Non applicare colla troppo in quanto esso può confluire nell'area di stimolazione (in questo caso, tornare al passaggio 4,12). 
	Nota: Mantenere l'area di stimolazione libera di colla è fondamentale in quanto una riduzione dell'area di stimolazione potrebbe aumentare notevolmente la densità di corrente (A/m ²).</li>
	<li>Coprire tutte le viti con colla cyanoacrylic.</li>
	<li>Mescolare il cemento acrilico dentale due componenti in un tubo di silicone o vetro. Non appena diventa viscoso, applicare con una spatola dentale per sigillare i bordi restanti del socket per l'osso. Evitare qualsiasi flusso di cemento dentale acrilico in area di stimolazione.</li>
	<li>Infine coprire l'intero cranio, viti, Cavo elettrodo contatore e la presa fino a &#8531; della presa con cemento acrilico dentale. Assicurarsi che il cemento abbia la giusta viscosità: se troppo fluido, fluirà nel tessuto circostante; Se troppo duro è difficile per distribuirlo uniformemente.</li>
	<li>Quando tutti l'osso è coperto e il cemento è indurito, rimuovere i morsetti bulldog; la pelle deve toccare appena il cemento costruito affinché la sutura non è necessaria. (Se il taglio iniziale è stato scelto troppo lungo e il tessuto connettivo o muscolo è visibile, applicare una sutura come descritto al punto 3.12).</li>
	<li>Applicare uno strato di iodio con un tampone di cotone intorno al bordo del taglio pelle e iniettare per via sottocutanea carprofen (5 mg/kg di peso corporeo disciolti in 5-7.5 mL di soluzione fisiologica allo 0,9% per la sostituzione del fluido e trattamento di dolore). 
	Nota: Se si utilizza l'anestesia per inalazione, spegnerlo ora.</li>
	<li>Inserire il roditore in una casella scaldavivande per recupero dall'anestesia, fino a quando il roditore è sveglio e viene ripristinata la stabilità posturale. 
	Nota: Controllare l'animale &#39; sviluppo di peso s, ferita criteri statali e generale benessere tutti i giorni secondo l'istituzione &#39; raccomandazione s.</li>
</ol> 5. Procedura di stimolazione elettrica transcranica Nota: anestesia colpisce tES effetti, eseguire la stimolazione in roditori avvisi quando possibile è consigliabile. Consentire il roditore a recuperare per almeno 5 giorni (guarigione della ferita testa e torace) prima di iniziare gli esperimenti. Gli esperimenti possono essere eseguiti ai punti di tempo precedenti dopo l'intervento chirurgico quando si utilizza un elettrodo contatore esterno fissato con un gilet, come la ferita al petto è più irritabile; ma gli animali devono essere abituati al gilet elettrodo per diversi giorni e potrebbero verificarsi interferenze con mansioni comportamentistiche.
<ol><li>Riempire la presa di elettrodo tES metà con soluzione fisiologica allo 0,9% e rimuovere le bolle d'aria.</li>
	<li>EssereFore cathodal tDCS sessioni, sempre controllare la clorazione e se necessario (ad esempio una superficie d'argento lucida), ri-cloro l'elettrodo Ag/AgCl. Prima delle sessioni di tDCS anodica, rimuovere eventuali depositi di AgCl in eccesso da precedenti stimolazioni con carta vetrata per consentire buona conducibilità durante la stimolazione. Avvitare il tappo a vite elettrodo tES ( Figura 1B, pezzo grigio). 
	Attenzione: Il mancato ri-cloro l'elettrodo tra le sessioni cathodal tDCS porterà all'esaurimento di clorurazione durante la stimolazione e ad accumulo tossico di reazione elettrochimica. Questo può indurre danni ai tessuti. Ri-clorazione non è necessaria all'interno di una singola sessione se stimolazione durata è inferiore a 20 min.</li>
	<li>Collegare i cavi ai due connettori sulla testa (per stimolazione anodica, il cavo anodica sia collegato al connettore sul tappo a vite, per cathodal stimolazione, è opposto). 
	Nota: Quando si utilizza un elettrodo contatore posizionato esternamente, coprire il controelettrodo con gel conduttivo e posto il roditore &#39; petto s. Questo è più facile se l'elettrodo è prefissato in una posizione ideale in un piccolo roditore gilè, che il roditore può indossare durante la stimolazione.</li>
	<li>Luogo il roditore nella gabbia sperimentale, con i cavi collegato a un girevole sopra la gabbia che consente il libero movimento.</li>
	<li>Accendere lo stimolatore e regolare i parametri di stimolazione (intensità di stimolazione, durata, rampa su e giù per tempo).</li>
	<li>Quando non si utilizza un dispositivo di stimolazione disponibile in commercio con un arresto di sicurezza e allarme di sconnessione, includono un metro nel circuito per controllare il flusso di corrente costante. 
	Nota: Con questo set-up, stimolazione può essere applicata durante le prestazioni o la formazione di mansioni comportamentistiche.</li>
	<li>Controllare i segni di stress o disagio del roditore durante la stimolazione.</li>
	<li>Dopo la fine della stimolazione, scollegare i cavi, svitare il tappo di elettrodi sulla testa e pulire e asciugare la presa con un batuffolo di cotone. Tornare il roditore nell'ambiente domestico o procedere con una procedura del comportamento, se lo si desidera.</li>
</ol>

<ol>
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G., Carhuatanta, K. A., McInturf, S. M., Miklasevich, M. 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>

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Questo protocollo descrive materiali tipici e procedure dettagliate per realizzazione chirurgica di un assetto permanente tES, nonché per stimolazione successiva in avvisi roditori. Durante la preparazione di un roditore tES sperimentare, diversi aspetti metodologici (sicurezza e tollerabilità di tES, parametro di risultato), nonché aspetti concettuali (comparabilità con la condizione umana, gli effetti previsti di stimolazione su un cervello particolare Regione) devono essere presi in considerazione. Da un punto di ...

L'amministrazione di transcranial di correnti elettriche al cervello (tES) è stato utilizzato per decenni per studiare la funzione del cervello e per modificare il comportamento. Più recentemente, l'applicazione diretta di correnti, o meno frequentemente correnti alternate (tACS e tRNS), non invasivo attraverso il cranio intatto mediante l'uso di due o più elettrodi (anode(s) e cathode(s)) ha guadagnato l'interesse scientifico e clinico. In particolare, tDCS è stato utilizzato in più di 33.200 sessioni in soggetti sani e pazienti con malattie neuropsichiatriche ed è emerso come un sicuro e facile, conveniente applicazione sul comodino, con potenziale terapeutico possibile, nonché a lunga durata effetti comportamentali1. Questo ha reso chiaramente la maggiore necessità e interesse scientifico per gli studi meccanicistici, compresi gli aspetti di sicurezza. Questo articolo si concentra sulla forma più comunemente usata di stimolazione, tDCS.
Tra le specie, tDCS modula l'eccitabilità corticale e plasticità sinaptica. Eccitabilità cambiamenti sono stati segnalati come alterazione di polarità-dipendente di tasso di infornamento di un neurone spontanea in ratti e gatti2,3,4, o cambiamenti nel motore ampiezze (MEP) potenziali evocate in esseri umani e topi ( entrambi aumentati dopo anodica e in diminuzione dopo tDCS cathodal: umano5,6; del mouse7). Anodica DCS aumentata efficacia sinaptica del motore corticale o hippocampal sinapsi in vitro per diverse ore dopo la stimolazione o potenziamento a lungo termine (LTP), quando co-applicato con un input sinaptico debole specifico o quando somministrato prima di una plasticità induzione della stimolazione8,9,10,11,12. Secondo, i benefici della stimolazione con successo di formazione motorie o cognitive spesso si rivelano solo se tDCS è co-applicata con formazione8,13,14,15. Mentre questi risultati precedenti sono principalmente attribuiti alle funzioni dei neuroni, si deve osservare che le cellule non neuronali (glia) possono anche contribuire agli effetti funzionali del TDC. Per esempio, livelli di calcio intracellulare astrocytic aumentato durante tDCS anodica in topi avviso16. Allo stesso modo, tDCS anodica a densità di corrente di sotto della soglia per la neurodegenerazione indotta un'attivazione dipendente dalla dose di microglia17. Tuttavia, la modulazione delle interazioni neuroni-glia di tDCS necessita di ulteriori indagini specifiche.
Presa insieme, animale ricerca avanzato chiaramente la nostra comprensione dell'effetto modulatory di tDCS sull'eccitabilità e plasticità. Tuttavia, c'è un observable "divario traslazionale inversa" nell'aumento esponenziale delle pubblicazioni di studi tDCS umana in contrasto con il lento e lieve incremento nelle indagini i meccanismi di tES in vitro e in vivo modelli animali. Inoltre, roditore tES modelli vengono eseguite con elevata variabilità in laboratori di ricerca (che vanno da transdermico epicranica stimolazione) e stimolazione segnalati procedure spesso non sono completamente trasparente che ostacolano la comparabilità e replicabilità di dati di ricerca di base, nonché l'interpretazione dei risultati.
Qui, descriviamo in dettaglio l'implementazione chirurgica di un assetto di stimolazione transcranica cervello targeting la corteccia motoria primaria, che consente la traduzione alla condizione umana tDCS, riducendo al minimo la variabilità e permette la stimolazione ripetuta senza ostacolando il comportamento. Viene fornito un protocollo passo-passo per successive tES in ratti avvisi. Aspetti metodologici e concettuali della applicazione sicura di tES in avvisi roditori sono discussi.

<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

Stimolazione elettrica cerebrale transcranica può modulare l'eccitabilità corticale e plasticità in esseri umani e roditori. La forma più comune di stimolazione in esseri umani è la stimolazione transcranica corrente continua (tDCS). Meno frequentemente, corrente alternata la stimolazione transcranica (TAC) o la stimolazione transcranica rumore casuale (tRNS), una forma specifica di TAC utilizzando una corrente elettrica applicata in modo casuale all'interno di una gamma di frequenza pre-definito, viene utilizzata. L'aumento della ricerca di stimolazione non invasiva elettrica del cervello in esseri umani, sia per scopi sperimentali e clinici, ha dato una maggiore necessità di studi di base, meccanicistico, sicurezza negli animali. Questo articolo descrive un modello di stimolazione elettrica cerebrale transcranica (tES) attraverso il cranio intatto il sistema motorio nei roditori avvisi di targeting. Il protocollo fornisce istruzioni dettagliate per il set-up chirurgico di un socket di elettrodo permanente epicranica combinato con un controelettrodo impiantato sul petto. Inserendo un elettrodo di stimolazione nella presa epicranica, tipi differenti di stimolazione elettrica, paragonabili a tDCS tACS e tRNS in esseri umani, possono essere consegnati. Inoltre, vengono introdotti i passaggi pratici per tES in avvisi roditori. La densità di corrente applicata, la stimolazione durata e tipo di stimolazione possono essere scelti a seconda delle esigenze sperimentali. Le avvertenze, i vantaggi e gli svantaggi di questo set-up sono discusse, così come aspetti di tollerabilità e sicurezza.

L'implementazione descritta di un set-up per tES affidabile ripetuta nei roditori avvisi sono facilmente integrabili in meccanicistici esperimenti, studi di dose-risposta o esperimenti tra cui mansioni comportamentistiche. Ad oggi, la comparabilità dei dati dagli studi sugli animali usando tES (non invasiva) è ostacolata dalla variabilità delle configurazioni di stimolazione tES tra laboratori e da differenze nei parametri di stimolazione (ad es., varie densità di corrente ap...

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Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Stimolazione elettrica cerebrale transcranica in roditori avvisi

Questo protocollo descrive un set-up chirurgico per un socket di elettrodo epicranica permanente e un elettrodo impiantato in roditori. Inserendo un secondo elettrodo nella presa, diversi tipi di stimolazione elettrica cerebrale transcranica possono essere consegnati per il sistema motorio in allerta animali attraverso il cranio intatto.

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

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.6K Views.  Albert-Ludwigs-University Freiburg. Questo protocollo descrive un set-up chirurgico per un socket di elettrodo epicranica permanente e un elettrodo impiantato in roditori. Inserendo un secondo elettrodo nella presa, diversi tipi di stimolazione elettrica cerebrale transcranica possono essere consegnati per il sistema motorio in allerta animali attraverso il cranio intatto.

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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.

La combinazione di stimolazione magnetica transcranica e fMRI per esaminare il modo predefinito della rete

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 ...

Ricerca

Neuroscienze

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: Utilizzo del Theta Burst protocollo Esplora Mechasnism di plasticità in individui con Sindrome X Fragile e autismo

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.

Il dispositivo TMS NeuroStar: Condurre la FDA ha approvato protocollo per il trattamento della depressione

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.

Posizionamento elettrodo e Montage stimolazione transcranica diretta in corrente

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.

La stimolazione cerebrale profonda con simultanea fMRI in Roditori

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.

Acrilico Resina Molding Based Testa tecnica di fissazione in Roditore

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.

Effetti della stimolazione transcranica con corrente alternata la corteccia motoria primaria di approccio combinato Online con stimolazione magnetica transcranica

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.

Stimolazione elettrica transcranica cronica e registrazione intracorticale in ratti

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.

Stimolazione magnetica transcranica combinata e l'elettroencefalografia della corteccia prefrontale dorsolaterale

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.

Stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) in topi

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