PSは、ブラジル、ケープから資金援助を受けた。この作品は、部分的にCIMITからの助成金でサポートされていました。著者はまた、彼の技術支援のためにウリFligilへと、この原稿を編集中で彼らの助けのためのオリビアGozelとノエルChiavettaに感謝しています。

1。マテリアル<ol><li>ことを確認した場合、すべての材料は、次の手順を開始する前に、（ 図1）をご利用いただけます。 </li><li>被験者の頭部（小、中、大）の大きさに応じてネオプレンキャップの3サイズがあります。キャップは、10/20システムに基づいEEG位置を表す27ホールがあります：前頭（F8、AF8、Fp2も、FPZ、FP1、AF7、F7）、正面（F4、Fzは、F3）、中央（C3、C1、Czのは、 C2、C4）、頭頂部（P7、P3、Pzの、P4、P8）、時間（T7、T8）と後頭部（PO7、O1、オズ、O2、PO8）。 </li><li>電極は、2つの異なる用途を有し、それらは（6チャンネル）EEGおよびTDCは（スポンジ状電極、アノードとカソードのための2つのチャネル）のために使用することができる。いくつかの状況において、刺激つ以上の部位を使用することができる。この場合、4つのスポンジ状の電極が必要となり、その結果、唯一の4チャンネルEEG録画に残る。 </li><li> TDCは、電極径のばらつきは、焦点効果11の変形につながる。のWi電極の寸法の減少Thを、より局所刺激を達成することができる。一方、電極サイズが増加することによってそれが機能的に無効な電極を有することが可能である。最も一般的に使用される割合は、25cm 2の （5センチメートル×5センチ）または35 cm 2と （5センチメートル×7センチ）です。本論文では、25cm 2ののスポンジ電極が使用されます。 </li><li>全ての電極は、ワイヤを介してコントロールボックスデバイスに接続されなければならない。このデバイスは、定期的にコントロールボックスのバッテリー充電器を使用して充電する必要があります。安全上の理由のために、能動的刺激時のコントロールボックスを充電することができない。 </li><li> Bluetooth接続のためのUSBがラップトップ/コンピュータ（下記参照）にコントロールボックスをペアリングするために必要とされる。 </li></ol> 2。皮膚の準備<ol><li>任意の既存の病変皮膚を点検 - 損傷した皮膚の上や頭蓋骨病変上に電気刺激/脳波記録を避ける。 </li><li>伝導性を高めるために、離れてから毛を移動電気刺激/脳波登録と離れて髪を保つために場所のプラスチック製のヘアクリップのサイトでは、任意のローションの兆候、汚れ、グリースなどを除去し、それを乾燥させるために、皮膚の表面を清掃してください。 </li></ol> 3。ヘッド測定<ol><li>イニオンに[後]の距離を測定し、皮膚マーカー11を使用して途中でマークすることによって、頂点またはCzは（ 図2）の局在を検索し、マークします。 </li></ol> 4。キャップ内の電極の配置<ol><li> TDCはスポンジ状電極上に食塩水を入れて。スポンジ電極は、ヘッドキャップを身に着けている前に食塩水11に浸漬されるべきである。 25〜35センチメートル2スポンジの場合、辺あたり溶液約6ミリリットルで十分です。それは定期的に補充長引く刺激プロトコルの場合に食塩水とスポンジ電極をすることが重要です。 </li><li> EEGとTDCは電極が主題がpである前にキャップに固定されなければならないhysicallyそれを身に着けている。 </li><li>一般TDCは電極の準備とポジショニングの詳細については11を参照してください。 </li></ol> 5。キャップをかぶって、その上にコントロールボックスを固定する<ol><li>主題は、快適に座っていることを確認します。 </li><li>頂点が（頭の上に測定）キャップにCzのポイントと一致するような方法でキャップを置き重要：これが唯一の平均的なサイズのヘッドに有効です。必要に応じて三つの異なるキャップサイズは、利用可能です。 </li><li>湾曲したシリンジを用いてゲルとEEGの電極を埋める。 </li><li>コントロールボックスの配線にEEGとTDCは電極を接続します。コントロールボックスは、キャップの後方部分に固定されなければならない。刺激と脳波記録のために残りのもの（3〜8）のためのチャンネル1と2を使用してください。キャップ内の位置は、記録と刺激の両方に必要な実験的アプローチ（ 表1）に依存します。デモンストレーションとして、古典的な左陽極TDCははディスプレイ表示となり設定YED：アノード= M1;カソード=眼窩上反対。このモンタージュは、アノードを接続します（赤スポンジ電極）C3とFp2も、カソード（黒スポンジ電極）に。 </li><li>彼らはお互いに触れ、コントロールボックスからワイヤ（CMS、コモン·モード·センスとDRL、ドリブン右脚）にそれらを添付しないようにして作る乳様突起のいずれかに基準電極を置く。 </li></ol> 6。刺激と録音設定<ol><li>刺激とチェック記録パラメータを設定するために、ソフトウェアは、製造元の指示に従って正しくインストールされる必要がある。 </li><li>上部の画面上の水平バー（ 図3）で、 &quot;刺激&quot;を押してください。 </li><li>上部の画面でオプションの&quot;EDIT&quot;を選択し、 &quot;TDCは&quot;または&quot;偽&quot;外にそのような&quot;経頭蓋交流電流刺激（TACS）&quot;と&quot;経頭蓋ランダムノイズ刺激&quot;（のtRNS（）など他の電気刺激技術の図3aは選ぶ）。 DETこのようなアプローチの不振の解決策は、この論文の範囲外であると、より良い他の場所で12議論され、13。 </li><li>通常20分（ 図3b）と2ミリアンペアの強度で、電気刺激の合計時間を選択してください。注：デバイスは、電気的に刺激し、必要に応じて、最大で1時間EEG信号を記録することができる。 </li><li>チャネル（ 図3c）に記載の電極の位置を選択してください。 </li><li> TDCは、実験的アプローチ（ 表1）によるとEEGチャネル（ 図3d）を設定します。参照電極はDRLとCMSとしてラベルが付いています。チャネルごとに正しい関数を選択してください重要：ラベルは、アクティブな刺激電極&quot;アノード&quot;または&quot;カソード&quot;と&quot;リターン&quot;（ 図3d）としてその基準として。 </li><li>バーメニューでは、画面の下部に位置するランプの期間を下に選択し、期間を立ち上げ、通常30秒（ ふぃぎゅ再3E）。このステップでは、あなたもの期間を選択し、事前とEEGの録音を（ 図3F）に掲載します。脳波記録は、刺激に依存しないとTDCはの終了中または後に、前に開始するようにプログラムすることができます。 </li><li>画面上部の電極インピーダンスを押して&quot;刺激&quot;をチェックしてから、画面の左側に&quot;マウント&quot;とします （ 図4） &quot;インピーダンスチェックを開始&quot;。する</li></ol> 7。デバイスを起動<ol><li>対象は、手順の間、リラックスした快適で目を覚ましにする必要があります。 </li><li>画面下部の&quot;LAUNCH&quot;（図5a）を押します。 </li><li>縦の灰色のバーがTDCは中（5C）と（5D）の後、（図5b）の前に前進しているかどうかを確認します。 </li><li>電極インピーダンス（ 図5E）を再確認してください。 </li><li> （ 図5F）必要に応じて、任意の時点で刺激を中断するには、 &quot;中止&quot;を押してください。 </李&gt; </ol> 8。 EEGデータを記録<ol><li> EEG信号が見えると、任意のアーティファクト（ 図6、黄色ブラケット）なしであるかどうかを確認するため、上部の画面で&quot;EEG&quot;を押してください。 EEG信号は、トレースを明らかにするために、2〜15ヘルツからフィルタリングすることができる。 </li><li> EEG記録とすぐアイコンLAUNCHが押されるように自動的に起動します。 </li><li>刺激中の継続的な脳波は、縦メニューバー（ 図6）に局在する三つの異なるパネルで確認できます。 <ol><li>時間領域（ 図6）、それが受信されているようなデータを参照して、異なる時間及び電圧のスケールを選択する。 </li><li>スペクトル（ 図7）：チャネルを選択し、画面即ちパワースペクトルをオンラインでリアルタイムに高速フーリエ変換（FFT）解析によって、各EEG周波数のパワーを示している視覚化する。 </li><li>スペクトログラム（ 図8）：情報を取得することにより、パワースペクトログラムをオンラインで視覚化時間の関数（時間 - 周波数解析）として記録されたEEGの周波数成分についてる。 </li></ol></li><li>前述のオプションのいずれかの研究者は、特定の周波数帯（ 表2）に脳波（ 図6、黄色の矩形）をフィルタリングすることができます。 EEGのTDCは活性に対する影響に対処ほとんどの研究は、データ解析（ 表3）は、このアプローチを使用している。 </li></ol>

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Eng. 8, 046011 (2011).</li><li>Flink, R., Pedersen, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+the+use+of+EEG+methodology+in+the+diagnosis+of+epilepsy.">Guidelines for the use of EEG methodology in the diagnosis of epilepsy.</a> International League Against Epilepsy: commission report. Acta Neurol. Scand. 106, 1-7 (2002).</li></ol>

この作品の一部は、この記事で使用する楽器を作り出す神経電気、バルセロナスペイン、によってサポートされていました。

安全性の問題当初、被験者はTDCは11任意の禁忌のために選別されるべきである。皮膚の完全性に応じてTDCは誘発病変の証拠があるので、皮膚病変または疾患のためにも確認してください。 TDCは強く病変領域上で示されている場合には、低い強度、 すなわち 0.5〜1.0ミリアンペアでそれを行うことが可能である。しかし、これは、皮膚の炎症や病変を防止することを保証するものではありません。したがって、電極の下の皮膚の状態はTDCは2前後で検査する必要があります。 インピーダンスと電極電極のインピーダンスは、できるだけ低くあるべきである。これは、内部​​と外部のノイズの干渉や歪んだ信号のリスクを低減します。信号37に存在する任意のアーティファクトがあるたびインピーダンスはまた再チェックする必要があります。 全ての電極はそのまま表面と良好な品質でなければなりません。リ一貫性のない表面と使える電極が不均一な電流密度を作成することができます。すべての表面電極は、低インピーダンスを確保するのに十分な導電性ゲルが印加されるべきであり、インピーダンスはアーティファクト37をチェックするべきである。 閉ループシステム閉ループシステムは、電気生理学的異常を診断し、速やか8,10それらを治療することができるシステムである。説明のための例では、対向車の発作のために脳波スパイク検出器です。この原理は、正常重症てんかん患者に適用されている。モレルら9は、脳移植刺激装置を用いた難治性てんかんで191科目を扱われ、生活の質の向上だけでなく、発作頻度の大幅な減少を観察した。成功にもかかわらず、侵襲的処置は、局所感染または不要な気分や認知効果、したがってALTERNなどのリスクや合併症に関連付けられているative、非侵襲的なアプローチが望ましい。したがって、本デバイスは、てんかん患者などの迅速神経生理学的診断と迅速な治療を必要とする患者のための興味深いオプションを表すことができる。 閉ループシステムアプリケーションはのみてんかん患者に限定されないことがあります。最近の多くの研究がEEGの変化は、様々な神経精神疾患30のマーカーであり得ることを示唆している。 TDCはEEGとを組み合わせて使用​​しても、刺激のパラメータを最適化するために有用であり得る。このようなアルゴリズムはまだ未発達ですが、脳波とTDCは研究からの知見の組み合わせは、このような開発に役立つ可能性があります。 別の非侵襲的な脳刺激技術であるTMSと比較し、TDCは、主に、その低コストおよび可搬性の相対的な治療目的のための多くがより適していると考えられる。また、予め定められたエレクトロとヘッドキャップを使用するシステムを有するデ位置は、刺激の位置を標準化し、結果を向上させることができる。この装置の別の利点は、何人かの著者38,39に記載の従来の刺激よりも臨床的に優れていることが見出されていると同時に、同時に複数の部位を刺激する可能性がある。 装置は、明らかな利点を示しているが、いくつかの制限は、将来のための装置を改善するために対処する必要がある。まず、デバイスが刺激します（ 図9を参照）を同時に同じ場所にEEG信号を記録することはできません。第二に、EEG記録、利用可能なチャネルの数が少ない。いつもの勧告は、十分な脳波研究40と眼球運動アーチファクトを検出する電気眼球運動記録法のためにもより多くのチャネルのために少なくとも16チャネルを使用することです。実際、過去数年間でEEG / TDCは研究におけるチャネル（ 表3）の数を増加する傾向があった。チャンネルのマイル数が少ないものの皮質興奮性の動的変化を検出する感性に影響をGHT、そのようなシステムはまだ特定の電極の位置のためのアルゴリズムを見つけるために有用であり得る。

頭蓋直流電流刺激（TDCは）は皮質興奮性1,2,3の変化を誘導するために頭皮を連続的に送達弱く、直接電流を使用する技術である。運動皮質の興奮性のマーカーとしてモーター誘発電位を使用して、ニーチェとパウルス3は、脳の上にTDCは影響の方向は極性が固有であることを実証：陽極刺激が皮質興奮性の増加を誘導する一方、陰極刺激は、皮質の興奮性の減少を誘導。皮質の興奮性に対するこの効果は時間後に刺激以上続くことができます。皮質の興奮性これらのTDCは誘発される変化は、かなりの行動への影響をもたらすことができます。一つの重要な問題は、行動にTDCは効果のばらつきです。この変動を説明するためのいくつかの理由がある。 fMRIの4と脳波（EEG）5,6に関する研究TDCは、最も活性EFFEを持っているものの、ことを明らかにカラットは、基礎となる皮質で、刺激が脳の他の地域で広まっ変化を呼び起こす。また、TDCは効果はベースライン皮質活動7の状態に依存することが示されている。したがって、これらのソースのばらつきを考えると、TDCはの効果を測定するためのより良い代用物の使用が望ましい。 この文脈において、我々はいくつかの理由のためにTDCは皮質興奮性の影響にリアルタイムデータを提供することに付随するEEGモニタリングの使用を提案している。まず、TDCは刺激のパラメータを最適化する。第二に、治療のための新たな目標についての洞察を提供する。第三に、特に子供たちには、脳刺激時の安全を確保する。第四に、難治性てんかんすなわち閉ループシステムを持つ患者の早期発見と発作の治療を支援するために。最後に、このデバイスはまた、脳コンピュータインタフェースシステムの潜在的なアプリケーションを持っているかもしれません。 重要な役割のために、改訂2012-08; Neuroelectrics音源コントローラー、V 1.0 - 非侵襲脳刺激に関連する皮質興奮性の変化を監視するのは、この記事の目的は、新たなデバイス（StarstimÒによってEEGとTDCはの使用を結合する方法を示すことです-01、Neurolelectrics、バルセロナ、スペイン）。それは、この記事は、TDCはアプリケーションの詳細情報を提供しないことに注意すべきである。この技術の応用を完全に理解するために我々はダシルバらからTDCは上の記事を読んでお勧めします11

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

simultaneous eeg monitoring during transcranial direct current stimulation

経頭蓋直流電流刺激（TDCは）が頭皮を通して微弱電流を提供する技術です。この定電流は、皮質活動のセカンダリ変更を伴う、神経細胞膜興奮性の変化を誘導する。 TDCは、基礎となる皮質上で神経調節効果の大部分を有するが、TDCは効果も遠いニューラルネットワークで観察することができる。したがって、TDCは効果の付随脳波モニタリングはTDCはのメカニズムに関する貴重な情報を提供することができます。また、EEGの知見は、TDCは効果にとって重要な代理マーカーとすることができるので、そのパラメータを最適化するために使用することができる。この結合されたEEG-TDCは、システムはまた、発作などの皮質興奮性の異常なピークによって特徴付けられる神経学的状態の予防的治療に使用することができる。このようなシステムは、非侵襲的な閉ループ装置の基礎となる。本稿では、UTILが可能な新規デバイスを提示同時にTDCはを化とEEG。そのために、我々は、ステップ·バイ·ステップ方式での概略図、表、ビデオデモを使用して、このデバイスのアプリケーションのメインの手順について説明します。さらに、我々は脳波の技術によって測定されたTDCは、その皮質効果の臨床利用に関する文献レビューを提供します。

TDCは、現在、大うつ病14、15、心的外傷後ストレス障害16、食品17、マリファナ18、アルコール19、喫煙20への渇望だけでなく、痛み21、耳鳴りを含む様々な神経疾患の治療手段として検討されている22、片頭痛23、てんかん24、パーキンソン病25、26、脳卒中リハビリテーション27、28および認知機能障害6、29。 表1は、エビデンスに基づくTDCは、異なる臨床症状の治療薬として使用されるモンタージュ、電極を示しています。 ほとんどの場合、TDCは後の臨床的改善は主に皮質効果に起因する。皮質の変化を定量化し、最も頻繁に使用されるものは、機能的磁気共鳴画像（fMRI）、TMS-インデックス付き皮質興奮性とelectroencephaであるため、いくつかの方法がありますlography（EEG）。 fMRIのと比較して、EEGより正確神 ​​経活動のタイミングを反映し、貧しい空間分解能が、優れた時間分解能30を有している。また、TMS-インデックス付き皮質興奮性と比較して、EEGは、より大きな空間分解能を提供します。例えば、TDCは/ EEG装置を用いて、それがTDCはに応答して生EEG上の継続的な変化を検出することができる。 図9は、主に頭頂部に、皮質活動の減衰を示し、TDCはがオンされた後に（チャネルC3とC4）。刺激時にそれが刺激に使用したのと同じチャネルで脳活動を記録することができないことに留意されたい。 EEG上のTDCは影響が最近（ 表3参照）は、いくつかの著者によって研究されてきたが、一方のみがTDCはEEGと同時に31を適用している。ほとんどの研究は、活性対に応答して、EEGパワースペクトルを解析することにより、TDCはEEGに大きな変化を示した偽TDCは。パワースペクトル解析を用いて、EEG信号は、FFT解析を用いて純粋な周波数成分の和に分解することができる。このように、信号は、各周波数における信号のパワー（ 表2）上に情報を提供する、そのパワースペクトルの観点から分析することができる。 図7に、TDCは（下の赤いブラケット）中およびFFT解析（赤丸）の後に継続的な脳波活動の代表的な例を示しています。最初のピーク活動はシータ（5-7 Hz）で、アルファ（8-10 Hz）の帯域周波数の2番目に相当する。 EEGのピークの振幅をμV2で測定される。 別の例はMaeoka らによる研究。36、著者はアルファで地元減少および感情的ストレスと組み合わせる背外側前頭前皮質の陽極刺激後のベータバンド振幅の増加を発見しているから来ている。 図10 </strオング&gt;は、定量EEG（パワースペクトル）でのTDCは効果の具体例を示す図である。左背外側前頭前皮質の偽TDCはと比較した場合、正面アルファ振幅の大きさは、アクティブTDCはに対応して有意に高かった。 したがって、自動FFT分析（ 図7）を用いて研究者はTDCは中および後の支 ​​配的なEEG周波数活動の振幅（δ、θ、α、β、γ）を決定し、測定することができる。刺激およびその他の実験条件の領域に応じて、特定のEEGの周波数帯域の振幅がTDCは（ 表3）に変更されると予想される。確かに、TDCは時の脳波記録にFFT解析機能を追加すると、リアルタイムで皮質の神経調節効果を理解するためのユニークな機会を提供しています。 最後に、EEG信号は時間 - 周波数ベースと呼ばれる技術や、スペクトログラムIMAで分析することができますGE。この技術は、研究目的のために有望視されてきたが、EEGこの種の分析は、まだ完全には診断の意図が検証されておらず、この目的のために8慎重に解釈されるべきである。 図8は、同じデバイスで処理EEGスペクトログラムの具体例を示す図である。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig1.jpg" /> 図1。 TDCは中に同時EEG監視のために必要な材料のリスト：ネオプレンキャップ、コントロールボックス、ケーブル、電極、測定テープ、食塩水とBluetooth USB。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig2.jpg" /> 図2。頭皮11頂点の局在（CZ）：途中でスキンを使用してイニオンとマークに[後]の距離を測定マーカー。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig3.jpg" /> 図3。刺激スクリーンショット：）電気刺激モード（TDCは、TACS、のtRNS、偽）、電気刺激のb）の合計デュレーションと、c）電極位置決めチャンネルによると、d）TDCはとEEGチャンネル構成、e）の TDCはランピング期間、F） EEG記録期間。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig4.jpg" /> 図4。スクリーンショットをマウントします：チェック電極インピーダンスを刺激が始まる前に。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig5.jpg" /> 図5。 ）LAUNCHバット：スクリーンショットを起動します<html> TDCは前b）の縦の灰色のバー;;でTDCは中のc）の縦の灰色のバー; TDCは後d）の垂直灰色のバー、e）のインピーダンスの再チェック、f）は ABORTボタン。 <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig6.jpg" /> 図6。 EEGタイムドメイン：ベースラインの継続的な脳波の活動をチェックし、EEG帯の周波数を選択し必要な場合（右下の黄色の矢印）。 <img alt="図7" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig7.jpg" /> 図7。脳波パワースペクトル：生継続脳波上自動高速フーリエ変換（FFT）解析（下の赤い長方形）の後に優勢な脳波の周波数帯（赤い円）を確認します。 oad/50426/50426fig8.jpg &quot;/&gt; 図8。 EEGスペクトログラム：EEG信号（下の赤い長方形）も基づく時間-周波数と呼ばれる技術を使用して画像（赤丸）に変換することができます。 <img alt="図9" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig9.jpg" /> 図9。陽極TDCはに応じて頭頂脳波活動の減衰（陽極= C3;カソ ​​ード= C4）。刺激中、それが刺激に使用したのと同じチャンネルで脳の活動を記録することはできません。ことに注意して<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50426/50426fig9large.jpg" target="_blank">大きい図を表示するには、ここをクリックしてください</a> 。 <img alt="図10" src="/files/ftp_upload/50426/50426fig10.jpg" /> 図10。脳波パワースペクトル上のTDCは効果：ノート前頭アルファの違い（）とベータ（B） </strong左背外側前頭前皮質にわたって偽TDCはに比べてアクティブTDCはに応じて&gt;振幅。 <table border="1"><tbody><tr><td> 病気 </td><td> 著者 </td><td> アノード電極ポジショニング </td><td> カソード電極ポジショニング </td></tr><tr><td>うつ病</td><td>エミリオら、2008;。ローら、2012。 </td><td> DLPFC </td><td>眼窩上の</td></tr><tr><td>痛み</td><td> Fregni ら 、2006 </td><td> M1 </td><td>眼窩上の</td></tr><tr><td rowspan="3">ストローク</td><td>リンデンら 、2010 </td><td> M1 </td><td> M1 </td></tr><tr><td rowspan="2">ジョら 、2007 </td><td> M1（患側） </td><td>眼窩上の</td></tr><tr><td>眼窩上の</td><td> MI（非患側） </td></tr><tr><td>耳鳴り</td><td> Fregni ら 、2006 &lt;/ TD&gt; <td> LTA </td><td>眼窩上の</td></tr><tr><td rowspan="2">パーキンソン</td><td> Benninger ら 、2010 </td><td> M1/D​​LPFC </td><td>乳様突起</td></tr><tr><td> Fregni ら 、2006 </td><td> M1 </td><td>眼窩上の</td></tr><tr><td>片頭痛</td><td>アンタルら 、2011 </td><td> V1 </td><td>オズ</td></tr><tr><td>アルコールの乱用</td><td>エミリオら 、2008 </td><td> R / L - DLPFC </td><td> L / R - DLPFC </td></tr></tbody></table> 表1。 TDCは、さまざまな臨床条件でモンタージュを電極伝説：LTA、左頭頂領域と、左L; V1、視覚野、DLPFC、背外側前頭前皮質、M1、運動皮質、R、右。 <table border="1"><tbody><tr><td> バンド </td><td> シンボル </td><td> 周波数（Hz） </td><td> 最高の記録サイト </td><td><strong&gt;中にもっと目立つ... </td></tr><tr><td>デルタ</td><td> δ </td><td> 1-4 </td><td>正面（成人）、後部（子供） </td><td>睡眠の深い段（3,4） </td></tr><tr><td>シータ</td><td> θ </td><td> 5-7 </td><td>頭皮に拡散</td><td>眠気</td></tr><tr><td>アルファ</td><td> α </td><td> 8-12 </td><td>後方地域</td><td>目を閉じて、目覚め</td></tr><tr><td>ベータ</td><td> β </td><td> 13-30 </td><td>正面</td><td>精神的な努力、深い眠り</td></tr><tr><td>ガンマ</td><td> γ </td><td> 31-45 </td><td>体性感覚皮質</td><td>短期記憶課題と触覚刺激</td></tr></tbody></table> 表2。脳波の周波数帯。 <table border="1"><tbody><tr><td> 著者 </td><td> アノード電極ポジショニング </td><td&gt; カソード電極ポジショニング </td><td> EEGチャンネル（番号） </td><td> 主な調査結果 </td></tr><tr><td> Ardolino ら 、2005 </td><td> FP1 </td><td> C4 </td><td> 4 </td><td>前頭デルタとシータバンドの二国間の増加となりました。 </td></tr><tr><td> Keeser ら 、2011 </td><td> F3 </td><td> FP2 </td><td> 25 </td><td>前頭葉と前頭デルタ帯で減少。 </td></tr><tr><td>マーシャルら 、2011 </td><td> F3/F4 </td><td>乳様突起</td><td> 7 </td><td> - ノンレム睡眠：デルタバンドの正面減少。 - レム睡眠：ガンマバンドの世界的な増加となりました。 </td></tr><tr><td>ヴィルトら 、2011 </td><td> F3 </td><td>右肩</td><td> 52 </td><td>デルタバンドでのグローバル減少。 </td></tr><tr><td> Zaehle ら 、2011 </td><td> F3 </td><td>乳様突起</td><td> 32 </td><td> - 陽極：Tのローカル増加ヘタとアルファバンド。 - 正極：シータとアルファバンドの地元の減少となりました。 </td></tr><tr><td>ヤコブソンら 、2011 </td><td> T4-FZ間</td><td> FP1 </td><td> 27 </td><td>右前頭シータ帯で減少。 </td></tr><tr><td> Polania ら 、2011 </td><td> C3 </td><td> FP3 </td><td> 62 </td><td> - すべての勉強のバンドのグローバル同期。 </td></tr><tr><td> Maeoka ら 、2012年</td><td> F3 </td><td> FP2 </td><td> 128 </td><td>ローカルベータの増加やアルファバンドを減少させた。 </td></tr></tbody></table> 表3。 EEGレコーディングでTDCはの影響を分析する研究。

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Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

頭蓋直流電流刺激（TDCは）は、いくつかの神経学的状態における初期の治療効果を示している非侵襲的脳刺激技術である。これらの治療効果の基礎となる主な機構は、皮質興奮性の調節である。したがって、皮質興奮性のオンライン監視は、ガイド刺激パラメータを助け、その治療効果を最適化するであろう。現在の記事では、リアルタイムで同時TDCはと脳波モニタリングを組み合わせた新たなデバイスの使用を確認します。

経頭蓋直流刺激中同時脳波モニタリング

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

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

Research

JoVE Journal

Behavior

39.4K ビュー.  Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 頭蓋直流電流刺激（TDCは）は、いくつかの神経学的状態における初期の治療効果を示している非侵襲的脳刺激技術である。これらの治療効果の基礎となる主な機構は、皮質興奮性の調節である。したがって、皮質興奮性のオンライン監視は、ガイド刺激パラメータを助け、その治療効果を最適化するであろう。現在の記事では、リアルタイムで同時TDCは?...

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

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

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

差動熱感覚に対する注目の注意提案時における同時fMRI/EEGデータ収集の方法

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

行動学

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

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

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

同時fMRIの中の高品質脳波データの取得のための最も良い現在の習慣

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

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

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

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

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

同時頭皮脳波（EEG）、筋電図（EMG）、およびマルチモーダル神経復号化するための全身分節慣性録音

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

Stimulating the Lip Motor Cortex with Transcranial Magnetic Stimulation

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

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

経頭蓋磁気刺激とリップモーター皮質を刺激する

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

Transcranial Direct Current Stimulation and Simultaneous  Functional Magnetic Resonance Imaging

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

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

経頭蓋直流電気刺激と同時機能的磁気共鳴画像

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

Modulating Cognition Using Transcranial Direct Current Stimulation of the Cerebellum

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

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

小脳の経頭蓋直流電流刺激を使用して変調する認知

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

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

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

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

運動課題中に同時キネマとEMGの監視と感覚運動の脳領域の機能的近赤外分光法

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

Neuronavigation-guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation for Aphasia

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

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

失語症のためのニューロガイド下反復経頭蓋磁気刺激

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

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

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

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

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

経頭蓋交流電流刺激中に同時脳波記録（TACS）

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

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

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

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

ラットの脳の片側半球に反復経頭蓋磁気刺激

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