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Declaração de ética: Procedimentos envolvendo seres humanos foram aprovados pelo comitê de ética do Cantão de Berna (KEK-BE 007/14). Nota: A Figura 1 ilustra montagens, bem como o design dos eléctrodos TAC (ver também a discussão), e a tampa do EEG. Nós usamos uma tampa EEG feito de um material elástico (Figura 1D) para segurar o eléctrodo TAC anexado no couro cabeludo. 1. Montages Nota: Os resultados representativos são obtidos a partir dos seguintes TAC são montagens de eletrodos. <ol><li> Montagem 1: Coloque os dois eletrodos no couro cabeludo, no córtex pré-frontal esquerdo dorsolateral (CPFDL) (eletrodo F3) e no córtex parietal posterior esquerda (PPC) (eletrodo P3) (Figura 1A). </li><li> Montagem 2: Coloque um TAC eletrodo no couro cabeludo no CPFDL esquerdo (eletrodo F3), e coloque um outro eletrodo TAC no ombro esquerdo (Figura 1B). </li><li> Montagem3: Coloque um eletrodo TAC no couro cabeludo na PPC esquerda (eletrodo P3), e coloque um outro eletrodo TAC no ombro esquerdo (Figura 1C). </li></ol> 2. Preparação dos TAC Eletrodos <ol><li> Se um eléctrodo de referência TAC vai ser colocado sobre o ombro (Montagem de 2 e 3), fazer isso em primeiro lugar. <ol><li> Antes de colocar o eletrodo ombro, preparar a pele com um gel abrasivo pele preparando para EEG e eletrocardiografia. Use uma compressa de gaze para esfregar a pele levemente com o gel da pele preparação. </li><li> Aplique gel EEG no eletrodo TAC e colocar o eletrodo no ombro. </li><li> Fixe o eletrodo no ombro com fita adesiva. </li></ol></li><li> Coloque a tampa EEG. Ajuste a posição da tampa de acordo com o sistema internacional 10-20 para eletrodo de posicionamento 30, e aperte o queixo cinta da tampa EEG. </li><li> Mark pontos para indicar onde o eletrodo TAC será posicionado no couro cabeludo. Use uma águacaneta vermelho baseado, em primeiro lugar, porque os efeitos de isolamento do material de cor da caneta são reduzidos, e, por outro, pode ser facilmente lavado com água. </li><li> Se houver um problema com a caneta não chegando ao couro cabeludo para a marcação, devido aos orifícios na tampa de EEG para inserção de gel ser demasiado apertado (Figura 1D), utilizar uma vara de madeira, por exemplo, o punho de madeira de um cotonete . <ol><li> Pintar a ponta da vara completamente e usar esta dica para marcar o couro cabeludo. </li><li> Retire a tampa de EEG e verificar se a marcação foi bem sucedida. Se necessário, preencher a marcação, de modo que ele pode ser facilmente visto mais tarde. </li></ol></li><li> Executar os seguintes passos (2.5.1-2.5.4), dependendo do comprimento do cabelo do participante. Se o participante tem o cabelo curto (até cerca de 10 centímetros), ignore os seguintes passos (que também deve ser notado que certos penteados, como dread locks, tornar a aplicação dos TAC eletrodos impossível). Se o participante tem mais haiR: <ol><li> Coloque o eletrodo TAC com o seu centro marcado pela mancha vermelha no couro cabeludo. Observe que nenhum gel EEG deve ser colocado sobre o eletrodo TAC neste momento. </li><li> Passe para fora todo o cabelo dentro do anel interno do eletrodo TAC. </li><li> Vincular o cabelo enfiado com ligantes cabo. Preste atenção para que o cabelo em torno do eletrodo TAC não fica ligada o eletrodo TAC pelas pastas cabo. </li><li> Depois que o cabelo tenha sido ligado, remova o eletrodo TAC. </li></ol></li><li> Aplique gel EEG para o eletrodo TAC couro cabeludo. <ol><li> Antes de aplicar o gel, conecte o couro cabeludo e os TAC ombro eletrodos para o estimulador, mas não ligue o estimulador ainda. Aplique uma fina camada de gel de EEG para o eletrodo TAC. A aplicação de gel escasso é importante. </li><li> Com cuidado, coloque o eletrodo TAC de volta na cabeça. <ol><li> Se o participante tiver um cabelo mais longo, passe o cabelo ligado de volta através do orifício interno do eletrodo TAC, sem que auching o gel EEG no eletrodo TAC. </li><li> Além de colocar o eletrodo TAC, preste muita atenção para a marca vermelha no couro cabeludo sendo mantido no meio do eletrodo TAC. Uma vez que o eléctrodo TAC foi colocado sobre o couro cabeludo, a sua posição não pode ser alterado. </li><li> Remova as pastas de cabo do cabelo uma vez que o eletrodo TAC foi colocado. </li></ol></li><li> Ligue o estimulador e monitorar a impedância. Enquanto cuidadosamente colocando alguma pressão sobre o eletrodo TAC, preste muita atenção que a marcação mancha vermelha é sempre mantido no meio do eletrodo TAC. </li><li> Levante cuidadosamente as arestas do eléctrodo de TAC e aplicar mais um pouco de gel EEG sob o cabelo, não entre o eletrodo TAC e cabelo (Figura 2). Isto é especialmente importante se o participante tem um monte de cabelo (ver discussão). </li><li> Continue colocando pressão sobre o eletrodo TAC até impedância é de forma estável abaixo de 10 kW. Monitorar a impedância doeletrodo TAC pelo TAC stimulator.Carefully adicionar gel EEG adicional se necessário, mas sempre escassa. Nota: A impedância do eléctrodo TAC monitorizada pelo estimulador TAC é medida entre os eléctrodos TAC, que tem o inconveniente de não fornecimento de informações sobre o valor de impedância separados para cada eléctrodo. Dependendo do sistema de amplificador de EEG, que também pode ser possível medir a impedância dos eléctrodos TAC através deste, e, em seguida, ser capaz de medir a impedância de cada eléctrodo separadamente. </li><li> Preste atenção a qualquer gel escapar do eletrodo TAC, e remover o excesso de gel EEG com um cotonete. </li></ol></li></ol> 3. Montando o Cap EEG <ol><li> Após a impedância dos eletrodos TAC atinge abaixo do limiar de 10 kW, montar a tampa EEG novamente. Colocar a tampa de EEG muito suavemente e cuidadosamente, especialmente se o material do tampão do EEG é elástica, uma vez que de outra forma é fácil de mover a posição do fiscaleletrodo p TAC durante esta etapa. Nota: A mudança do eletrodo TAC espalha o gel EEG sob o eletrodo TAC e faz com que o gel de EEG para colmatar com os eletrodos de EEG. É importante não para puxar para baixo uma tampa elástica com força, pois isso pode causar-lhe a se recuperar depois, o que também resultaria em movendo o eletrodo TAC. </li><li> Aperte a alça da tampa EEG. </li></ol> 4. Preparação de EEG Eléctrodos <ol><li> Aplicar EEG gel de viscosidade apropriada (tal como discutido em detalhe na discussão) para os eléctrodos de EEG para criar o contacto entre o couro cabeludo e os eléctrodos de EEG. Comece com o solo e referência eletrodos de EEG. Em seguida, avance para os eletrodos localizados no meio e arredores do eletrodo TAC. Em seguida, continue com os eletrodos restantes (ver Discussão). </li><li> Para eléctrodos de EEG em torno do eléctrodo TAC, injectar o gel com a ponta da agulha apontando numa direcção para fora a partir do eléctrodo de TAC. Pressione cuidadosamente o EEG eléctrodos durante a aplicação do gel, de modo a que o gel não escapa por baixo dos eléctrodos. </li><li> Utilize uma vara de madeira para aumentar o contacto entre os eléctrodos de EEG e do couro cabeludo, como ilustrado na Figura 3. Não utilizar a ponta da agulha para o efeito, uma vez que irá raspar o couro cabeludo do participante, e não é, além disso, tão eficaz para este propósito. <ol><li> Empurre para baixo o gel com a vara em direção ao couro cabeludo, e esfregue delicadamente o couro cabeludo com a parte superior da vara com um movimento de rotação. Tente manter o ângulo da vara perpendicularmente ao couro cabeludo para os eletrodos localizados em uma estreita proximidade do eléctrodo TAC, como movimentos sideway do pau vai espalhar-se o gel sob o eletrodo. Se necessário, aplicar mais um pouco de gel de EEG e, em seguida, usar a vara de madeira para melhorar ainda mais a impedância. </li></ol></li><li> Para evitar ponte através de gel de escape (Figura 4), ​​ser parcimonioso com a aplicação do gel para diminuir a impedância dos eléctrodos de EEG emNas imediações do eletrodo TAC. Em vez disso, tentar diminuir a impedância, tanto quanto possível usando apenas o bastão de madeira, antes de considerar a adição de mais gel. </li><li> Uma vez que boa impedância foi alcançado com a vara de madeira, insira cuidadosamente e derrubar a agulha até que a ponta da agulha toca o couro cabeludo, em seguida, aplique suavemente gel enquanto puxa a agulha, contribuindo assim para estabilizar o contato entre o eletrodo de EEG e do couro cabeludo. </li><li> Apontar para EEG impedância de eléctrodos inferiores a 5 kW para os dados ideais, pois isso reduz a interferência de ruído e distorção do sinal. </li><li> Uma vez que as impedâncias foram reduzidos para o nível adequado, teste se qualquer ponte entre o eletrodo TAC e eletrodos de EEG circundantes devido ao vazamento de gel foi criado. <ol><li> Aplicar breve estímulo sinusoidal, com uma intensidade de interesses experimentais (por exemplo, 1 mA pico-a-pico). Nota: Devido às limitações de alguns sistemas (ver tabela de materiais), é not possível verificar para colmatar on-line, mas apenas através da aplicação de estimulação e, em seguida, verificar se qualquer canal do amplificador de EEG torna-se saturado. </li><li> Veja se qualquer canal está saturado enquanto estimulante. Nota: Como é evidente a partir dos resultados representativos, bridging via vazamento de gel entre os eletrodos de EEG TAC e irá resultar em saturando este canal do amplificador de EEG e exclui dados de gravação de estes eléctrodos. Não é possível desfazer uma ponte através de vazamento de gel, uma vez que tenha sido estabelecido. A única opção é para interromper a experiência. </li></ol></li><li> Conferir impedâncias mais uma vez. Em seguida, iniciar a gravação. </li></ol>

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The authors have no financial interest to disclose.

Experimentos Os procedimentos para configurar simultâneos TAC-EEG são descritos aqui. Passamos agora a discutir considerações para a configuração das gravações TAC-EEG, das quais as duas primeiras considerações são vitais para gravações simultâneas TAC-EEG sucesso. Evitando eletrodo TAC-EEG colmatar através de gel É crucial para evitar a ponte entre EEG e TAC eletrodos através de vazamento de gel EEG, como ponte imediatamente satura o respectivo canal de um amplificador de EEG. Por esta razão, a viscosidade do gel EEG é um parâmetro crucial para o sucesso da gravação TAC-EEG. Nunca use um gel fluido EEG, como um fluido riscos de gel de EEG escapar para fora do eléctrodo TAC e ponte com eletrodos de EEG adjacentes. Ao mesmo tempo, um gel de EEG muito viscosa tem uma desvantagem em penetrar no cabelo e lubrificar a pele para reduzir a impedância. Para os eletrodos de EEG nas proximidades do eletrodo TAC, um gel mais viscoso pode bE utilizada, como se pode usar uma vara de madeira para reduzir a impedância. Para os TAC e eletrodos de EEG restantes, use um pouco menos viscoso (embora ainda não líquidos) gel de EEG. Este tipo de gel requer menos esforço para impedâncias mais baixas. Como é difícil para raspar sob o eletrodo TAC, é melhor usar um gel ligeiramente menos viscoso aqui. Lidar com TAC magnitudes artefato A segunda questão é para lidar com a grande magnitude do artefacto TAC, variando de 10 mV na EEG eléctrodos distante da área de estimulação, para mais do que 100 mV no local da estimulação durante a presente intensidade de estimulação de 0,9 mA (Figura 6) . Figura 7 ilustra a relação linear entre as intensidades de estimulação (0,5 a 2,0 mA pico-a-pico) e a magnitude do artefacto resultante no sítio de estimulação (canal F3). A primeira medida é manter uma baixa impedância de ambos os EEG e TAC eletrodos. Insuficientecontato entre o eletrodo TAC e do couro cabeludo cria maiores amplitudes do artefato TAC nos dados de EEG e, além disso aplicada corrente eletrônica tenderia a ser não homogênea. Em segundo lugar, é preciso considerar o nível de resolução do conversor A / D do sistema de EEG. Um conversor de 24 bits A / D pode, teoricamente, cobrir um intervalo de 1,68 V, com uma resolução de 0,1 mV / bit. Em contraste, um conversor A / D de 16 bits com uma resolução de 0,1 mV / bit vai cobrir uma gama de tensão de 6,5 mV - demasiado baixo para cobrir a gama do artefacto TAC (Figura 6). Assim a resolução de gravação de tensão tem de ser reduzido. A fim de cobrir as magnitudes artefato de até 100 mV no local da estimulação com um sistema de 16 bits, a resolução de gravação de tensão seria teoricamente precisa de ser reduzido para cima 1,53 mV / bit. Em estudos recentes facto simultâneas TAC-EEG com um sistema de 16 bits não pode gravar os sinais do EEG da vizinhança do local de estimulação devido à saturação da ampl<html> ifier mesmo quando a resolução foi reduzida para 0,5 mV / mordeu 12,13. Considerações para reduzir a impedância do eletrodo A razão para a primeira começar a trabalhar sobre as impedâncias dos eletrodos de EEG localizados no meio ou imediações do eletrodo TAC, é que esses eletrodos de EEG exigir algum trabalho paciente e cuidadosa, para evitar ligações. Ao começar com esses eletrodos, não há tempo para esperar até que o gel aplicada teve algum tempo para lubrificar o couro cabeludo, antes de considerar aplicar mais gel EEG, se necessário. Gel adicional deve ser aplicado sob o eletrodo TAC, uma vez que tenha sido colocado no couro cabeludo, nomeadamente se o participante tem um monte de cabelo. A razão não é apenas para reduzir a impedância - boa impedância pode ser alcançado sem este passo - mas para obter uma ligação uniforme em todo o couro cabeludo com a superfície do eléctrodo de TAC. Considerações de design e montagem ntent &quot;&gt; A figura 1 ilustra a montagem dos eletrodos TAC. O design em forma de rosquinha dos TAC couro cabeludo eletrodo / eletrodos eo eletrodo TAC ombro rectangular são retratados. A forma do eletrodo TAC couro cabeludo permite um eletrodo de EEG para ser colocado em no meio da área estimulada. Uma vantagem da concepção em forma de anel é que ele permite a gravação do sinal a partir da área estimulada. Em segundo lugar, também faz com que seja fácil manter a posição do eléctrodo TAC inalterado. Dependendo do local da estimulação, alguma outra forma do eletrodo TAC seria mais adequado. A forma eletrodo TAC retangulares é mais adequado durante a gravação de um site entre eletrodos de EEG. Deve ser advertidos de que a forma ea posição do eletrodo TAC não é o mesmo que a área efectivamente a ser estimulada, mas poderia ser um pouco deslocado 31. Ao decidir a posição dos eléctrodos de TAC, modelação da corrente Fbaixo para estimar a melhor posição dos eletrodos para a segmentação da região de interesse é sempre altamente recomendável. A configuração atual é adequado para a modulação da atividade rítmica em redes de larga escala. Mais estimulação focal pode ser conseguido de várias maneiras 13, 32, 33, 34. Em primeiro lugar, reduzir o tamanho do eléctrodo TAC. Nitsche e colegas demonstraram que um eléctrodo de 3,5 cm 2 pode modular a excitabilidade do córtex motor com ETCC 32. Uma segunda abordagem é a de explorar uma configuração de alta definição 13,33,34, onde um eléctrodo de estimulação é rodeado por quatro eléctrodos de referência. Outra vantagem da configuração de alta definição é que a densidade de eléctrodos de EEG pode ser aumentada, uma vez que os eléctrodos de borracha convencionais limitar o espaço para os eléctrodos de EEG e sessenta e quatro eléctrodos de EEG não é viável para implementar na configuração corrente. Enquanto these modificações para maior especificidade espacial requerem diferentes procedimentos de configuração, as considerações técnicas descritas aqui ainda se aplicam. Neste protocolo, colocar os eletrodos TAC de acordo com o sistema internacional 10-20 para EEG eletrodo de posicionamento 30. Whileindividual optimização de uma localização estimulação seria a alternativa, pode constituir um problema para comparação, quando variar a localização estimulação entre indivíduos na experiência, como o local de estimulação varia em relação aos locais de registo do EEG. O uso combinado recentemente demonstrado de magnetoencefalografia (MEG) e TAC, por Neuling e colegas 35, pode superar este problema e problemas relacionados com o artefato TAC, como métodos de filtragem espaciais com MEG beamforming permite estimar a atividade cerebral independente de um site TAC. Em relação à montagem, duas montagens monopolares são descritas aqui, ou seja, com extracephalic localização do eléctrodo de referência (Figura 1B e 1C), e uma montagem unipolar, ou seja, com dois eléctrodos localizados sobre o couro cabeludo (Figura 1A) (veja-se outras classificações de montagens de eléctrodos por Nasseri et ai. 36). A vantagem de utilizar uma montagem monopolar é a prevenção de estimulação adicional cefálica de qualquer interesse para o estudo. A principal preocupação na escolha de uma montagem monopolar é o fluxo de corrente embora estruturas subcorticais, incluindo o tronco cerebral, com o risco potencial de modular funções do tronco cerebral vitais. Ambos colocação ombro extracephalic e ipsilateral do eletrodo de referência foi confirmado não para modular funções do tronco cerebral para 1 mA intensidade do ETCC 37,38 (por exemplo, variabilidade da frequência cardíaca, frequência respiratória e pressão arterial). Como uma montagem monopolar pode ter vantagens claras dependendo do desenho experimental, existe uma necessidade para testar exaustivamenteo efeito nas funções do tronco cerebral vitais durante mais elevadas intensidades de estimulação e diferentes montagens monopolares, bem como para comparar a influência entre ETCC e TAC. Note-se que a configuração de alta definição é uma outra solução para o problema de evitar a montagem bipolar de estimulação adicional cefálica de qualquer interesse. A configuração de alta definição com um eletrodo de estimulação cercado por quatro eletrodos de referência leva à alta densidade de corrente sob o eletrodo central e baixa densidade de corrente por baixo dos quatro eletrodos circundantes. À medida que o efeito de estimulação depende da densidade da corrente, isso significa uma modulação unidireccional sob o eléctrodo central para a configuração de alta definição, em contraste com a modulação de bi-direccional de uma configuração de dois eléctrodos 39. Visual percepção flicker induzido pelo TAC é um fator limitante crítico para a intensidade de estimulação quando colocar o tACS eletrodo no lóbulo frontal, devido à estimulação da retina por TAC. Em particular, os TAC em freqüência beta-band induz oscilação visual mesmo em baixa intensidade de TAC 11. Na nossa experiência 0,9 mA estimulação (pico-a-pico) através da DLPFC (eléctrodo F3) em 6 Hz é um nível de intensidade apropriada para minimizar a sensação de oscilação visual. Dependendo da concepção da experiência, pode ser necessário para controlar o estimulador com um dispositivo externo (se esta função está disponível para o estimulador utilizado). Nós usamos uma placa de saída analógica de forma de onda para controlar o estimulador e enviar gatilhos para o amplificador de EEG (veja mais especificações de hardware e software na tabela de materiais). Em caso de que o estimulador aqui utilizada (ver tabela de materiais), o nível de ruído de saída de corrente com o comando à distância é maior do que com a interface estimulador incorporado. Daí a opção para controlar remotamente o estimulador deve ser escolhidosomente se forem requisitadas pelo projeto experimental. Solução de problemas de saturação dos canais de EEG Temos demonstrado que a ponte entre os TAC e eletrodos de EEG via vazando resultados gel de EEG em saturar o respectivo canal do amplificador de EEG e exclui dados de gravação a partir desses eletrodos (Figura 5A). Há outras razões para a saturação de um canal de EEG. Uma razão pode ser que o ganho do amplificador é demasiado estreito, e a resolução de gravação tensão não foi ajustada em conformidade. Neste caso, a resolução de gravação de tensão tem de ser reduzido para cobrir a gama de a magnitude do artefacto TAC. Outra razão é que o local de gravação é muito perto do local da estimulação. Neste caso, mesmo uma resolução de gravação de tensão muito grossa ainda pode não cobrir a gama de o artefato. A gravação deve ser localizado mais longe do local de estimulação. O pro atualtocol abrangente descreve as definições e considerações técnicas para experimentos TAC-EEG em simultâneo. Com métodos para remover o artefato TAC e protocolos para a gravação de boa qualidade durante TAC, TAC será realmente um método promissor tofurther nossa compreensão da característica mais proeminente da atividade cerebral, dinâmicas rítmicas.

Dinâmicas rítmicas de correntes elétricas extracelular no cérebro foram observados durante um século 1,2. Enquanto que para a maior parte desse tempo sendo considerado como o ruído não específico nos dados, hoje eles estão amplamente considerado como desempenhar um papel principal na transformação de informação no cérebro 3,4,5,6,7,8,9. Nossa compreensão do nexo de causalidade entre as freqüências específicas da atividade do cérebro oscilatório e processos cognitivos avançou na última década através do desenvolvimento de diversas estratégias de intervenção para modular diretamente a atividade oscilatório 8,10. Transcranial estimulação alternando atual (TAC) é uma tal abordagem promissora para modular a atividade rítmica no cérebro 10. TAC é um método de estimulação cerebral não invasiva, que se aplica fraca alternada (senoidais) correntes do couro cabeludo e modula a excitabilidade do córtex cerebral de uma forma específica de frequências de 11, 12, &lt;/ sup&gt; 13, 14, 15. Apesar de ser uma técnica promissora para o estudo do papel da atividade rítmica no cérebro, os mecanismos neurofisiológicos dos TAC ainda são tímidas. Vários estudos têm relatado efeitos de TAC sobre perceptual 11,13,16,17,18 e funções motoras 19,20,21,22, bem como os efeitos sobre os processos cognitivos de ordem superior 23,24,25,26,27, 28 . Evidência neurofisiológica para arrastamento de oscilações cerebrais após a estimulação foram apresentados usando EEG 13, 14, 15. Atualmente poucos relatos de evidência neurofisiológica em seres humanos para efeitos de TAC durante a estimulação 12, 13, 22. Como o cérebro é altamente robusta para perturbação externa, tais provas on-line é crucial para compreender os efeitos neurofisiológicos imediatas dos TAC. Electroencephalography (EEG), capturando atividade eletrofisiológica no cérebro com alta resolução temporal, é uma escolha ideal para o estudo endógeno e atividades neurais oscilatórios arrastadas. Estudos recentes realizados por Helfrich e colegas relataram efeitos neurofisiológicos on-line dos TAC, mas ao mesmo tempo medir EEG durante a TAC tem sido difícil devido à proeminente TAC artefato 12, 13. Para as experiências de TAC-EEG simultâneas bem sucedidos, a gravação de dados de EEG boa qualidade é um aspecto importante, que é o foco do artigo actual, e ao mesmo tempo, o método de pré-processamento para remover o artefacto TAC também é crucial. Em nosso laboratório, temos vindo a desenvolver o nosso próprio gasoduto de pré-processamento que permite a remoção do artefato TAC de dados de EEG 29. Aqui vamos descrever como gravar com sucesso sinais de EEG a partir da área de estimulação, e considerações técnicas importantes para a gravação bem sucedida.

<table><tbody><tr><td>&lt;strong&gt;Stimulator for tACS:&lt;/strong&gt; Eldith DC-Stimulator plus</td><td>NeuroConn GmbH, Germany</td><td></td><td>For remote input, be sure to order a model with this feature enabled</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Analog Output board for sending triggers:&lt;/strong&gt; Static and Waveform Analog Output board, model NI PCI-6723</td><td>National Instruments, USA</td><td></td><td>13-bit, 32 channels.</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Matlab and data acquisition toolbox&lt;/strong&gt;</td><td>The MathWorks, Inc., USA</td><td></td><td>The &#039;Data acquisition toolbox&#039; available for MATLAB provides functions to control data acquisition hardware such as an analog output board, produced by several manufacturers.</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;EEG system: &lt;/strong&gt;eegosports, with a 32 channel waveguard EEG cap</td><td>ANT neuro, Netherlands</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;tACS electrodes&lt;/strong&gt;</td><td>NeuroConn GmbH, Germany</td><td>305090-05&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp;&amp;nbsp; 305050</td><td>Materials: conductive-rubber electrodes.&lt;br/&gt; Dimensions of scalp electrodes: Outer &amp;Oslash;: 60 mm, Inner &amp;Oslash;:25 mm (Part# 305090-05) Cut from the original size &amp;Oslash; 75mm&lt;br/&gt; Dimensions of shoulder electrode:&lt;br/&gt; 50 x 50 mm (Part# 305050)</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;EEG gel&lt;/strong&gt;</td><td>Inselspital, Bern, Switzerland</td><td></td><td>Electrode paste, containing abrasives (&lt;em&gt;i.e.&lt;/em&gt; &lt;strong&gt;pumice&lt;/strong&gt;) which scrub the skin, improving the electrode-to-skin contact.</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Abrasive skin preparing gel for EEG and electrocardiography&lt;/strong&gt;: Nuprep</td><td>Weaver and Company, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Cotton swabs, wooden handle&lt;/strong&gt;</td><td>Salzmann MEDICO, Switzerland</td><td></td><td>Dimensions:&lt;br/&gt; 150 x 1.5 mm; wooden handle &amp;Oslash; 2.2 mm</td></tr><tr><td>&lt;strong&gt;Adhesive tape:&lt;/strong&gt; Leukofix</td><td>BNS medical GmbH, Germany&amp;nbsp;</td><td>04.107.12</td><td></td></tr></tbody></table>

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.

Exemplos são mostrados de TAC-EEG em simultâneo sem sucesso e bem-sucedidas medidas obtidas a partir de duas gravações diferentes (Figura 5). Dois eletrodos TAC foram colocados no couro cabeludo (F3 e P3 eletrodos) ea intensidade dos TAC foi de 0,9 mA (pico-a-pico). No primeiro exemplo, o eletrodo F3 EEG foi superado com o eletrodo TAC frontais via gel (note que ao mencionar &quot;ponte&quot; em toda a discussão abaixo, denotamos a formação de uma ligação directa por gel EEG criar um contato entre os TAC e EEG eléctrodos). A ponte imediatamente satura o canal de F3 e sinais de EEG durante TAC não pode ser gravada (Figura 5A). No segundo exemplo, os sinais de EEG foram registados com sucesso enquanto TAC aplicáveis ​​(Figura 5B). Para avaliar a distribuição espacial da amplitude do artefacto TAC, omagnitude do artefato TAC foi calculada durante a gravação de sucesso obtida a partir de três temas. TAC foi aplicado tanto ao DLPFC (eletrodo F3) ou PPC (eletrodo P3). A intensidade de 0,9 mA foi TAC (pico-a-pico) .É observou-se que a magnitude do pico-a-pico do artefacto TAC foi inversamente correlacionado com a distância entre o eléctrodo e o EEG TAC (Figura 6A e 6B). Além disso, a posição do eléctrodo de referência de EEG em relação ao eléctrodo TAC também influenciou a distribuição espacial da amplitude do artefacto TAC entre os canais de EEG (Figura 6A e 6B). A magnitude do artefacto TAC varia de 10 mV a eléctrodos de EEG mais distantes do local da estimulação, ao passo que a magnitude pode atingir até 100 mV no eléctrodo EEG no meio do eléctrodo TAC. A relação entre a intensidade da corrente de TAC e a magnitude de artefactos na vizinhança doeletrodo TAC também foi analisada (Figura 7). Ele exibiu relações lineares e saturada a faixa de tensão de gravação quando TAC intensidade da corrente foi mais do que 1,6 mA. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig1.jpg" /> Figura 1. Ilustração de montagem. (A) Montagem com dois TAC eletrodos colocados no couro cabeludo (F3 e P3). (B) Montagem com um eletrodo TAC colocados no couro cabeludo (F3) e um eletrodo TAC de referência colocado sobre o ombro ipsilateral. (C) Montagem com um eletrodo TAC colocados no couro cabeludo (P3) e um eletrodo TAC de referência colocado sobre o ombro ipsilateral. (D) Uma tampa EEG elástica mantém o eletrodo TAC couro cabeludo no lugar sob o tampão. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura</a>. <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig2.jpg" /> Figura 2. A aplicação correcta do gel EEG adicional debaixo de um eletrodo TAC. Gel EEG adicional deve ser aplicado sob o eletrodo TAC para melhorar a homogeneidade da conexão para o couro cabeludo. O gel adicional deve ser aplicado entre o cabelo e do couro cabeludo (seta azul), e não entre o eletrodo TAC e cabelo, para melhorar o contacto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig3.jpg" /> Figura 3. A melhoria da ligação dos eléctrodos de EEG para o couro cabeludo. (A) Aplicar gel de EEG para os eléctrodos de EEG, utilizando uma seringa. Use a tip da agulha para afastar o cabelo abaixo do eletrodo EEG, em seguida, insira cuidadosamente e derrubar a agulha até que a ponta da agulha toca o couro cabeludo. Aplique o gel enquanto puxa a agulha, para criar uma conexão entre o couro cabeludo eo eletrodo de EEG. (B) Use uma vara de madeira (por exemplo, o cabo de madeira de um cotonete ou similar) para melhorar ainda mais o contato entre os eletrodos de EEG e do couro cabeludo. Empurre para baixo o gel com a vara em direção ao couro cabeludo, e esfregue delicadamente o couro cabeludo com a parte superior da vara com um movimento de rotação. Tente manter o ângulo da vara perpendicularmente ao couro cabeludo para os eletrodos localizados em uma estreita proximidade do eléctrodo TAC, como movimentos sideway do pau vai espalhar-se o gel sob o eletrodo. Se necessário, aplicar mais um pouco de gel de EEG e, em seguida, usar a vara de madeira para melhorar ainda mais a impedância. Para eletrodos localizados em uma estreita proximidade do eléctrodo TAC também é importante ser cauteloso com a aplicação mais gel for a finalidade de melhorar o contato. Em vez tentar melhorar o contato, tanto quanto possível usando o bastão de madeira. Finalmente, uma vez que boa impedância foi alcançado com a vara de madeira, adicione um pouco de gel adicional para estabilizar o contato entre o eletrodo de EEG e do couro cabeludo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig3large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig4.jpg" /> Figura 4. Exemplo de vazamento de gel EEG criar um contacto directo entre os TAC e eletrodos de EEG. Vazar gel EEG, o que cria o contato direto entre os TAC e do eletrodo EEG, é observado. Bridging como este entre os TAC e eletrodos de EEG pode ser criada, por exemplo, adicionando um excesso quantidades de gel EEG sob o eletrodo de TAC ou o eletrodo EEG nas imediações do eletrodo TAC,ou pelos TAC eletrodo sendo movidos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig4large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 5" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig5.jpg" /> Figura 5. TAC satura o amplificador de EEG através de ponte através de gel. Os dados brutos de dois registros diferentes, referenciados em CPZ, durante a montagem com TAC couro cabeludo eletrodos colocados no DLPFC (eletrodo F3) e PCC (eletrodo P3). (A) O sinal gravado no eletrodo F3 está saturado devido a colmatar através de vazamento de gel EEG entre o eletrodo F3 eo eletrodo EEG TAC. (B) Os sinais são registrados com êxito de todos os pólos. A magnitude do artefato TAC no eletrodo F3 exceder mais de 50 mV. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig5large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver</a>uma versão maior desta figura. <img alt="Figura 6" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig6.jpg" /> Figura 6. A magnitude dos TAC artefatos em todos os canais de EEG. Magnitudes de pico-a-pico dos TAC artefatos média entre três disciplinas (mV). Os dados são dados brutos, referenciados em CPZ. (A) A magnitude do artefacto TAC durante a montagem com um eléctrodo colocado no couro cabeludo TAC no DLPFC esquerda (eléctrodo F3) e o eléctrodo de outros TAC colocados no ombro esquerdo (Montagem de 2, Figura 1B). (B) A magnitude do artefacto TAC durante a montagem com um eléctrodo colocado no TAC PPC esquerda (eléctrodo P3) e o eléctrodo de outros TAC colocados no ombro esquerdo (Montagem de 3, Figura 1C). Locais de canal (C) EEG. Vermelho: canal sob local de estimulação, azuis: canais nas imediações do local de estimulação, Ref (preto corajoso): Eletrodo de referência (CPZ). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig6large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 7" src="/files/ftp_upload/53527/53527fig7.jpg" /> Figura 7. A magnitude do artefacto TAC linearmente correlacionada com a intensidade da estimulação. Grandeza pico-a-pico do artefacto TAC (mV) de um objecto no canal F3. Intensidades de 0,5 a 2 mA foram aplicadas em passos de 0,1 mA. Os dados são dados brutos, referenciados em CPZ. Montagem com um eléctrodo colocado no couro cabeludo TAC no DLPFC esquerda (eléctrodo F3) e o eléctrodo de outros TAC colocados no ombro esquerdo (Montagem de 2, Figura 1B). Os dados demonstram uma relação linear entre perfeito intensidade da estimulação aplicada e da magnitude dos TAC artefacto, na gama de 0,5 a intensidade de 1.6 mA. A resolução de tensão foi ajustada a 150 mV, mas o Actual gama aquisição máxima foi de 161,6 mV, para além do qual o sinal foi saturado. A linha a tracejado assinala a amplitude máxima da voltagem. Com intensidades de estimulação de 1,7 mA e superior, quando resultantes magnitudes de artefato foram mais de 161,6 mV, o canal F3 estava saturado. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53527/53527fig7large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation tACS

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

Concurrent Gravação Eletroencefalografia Durante Transcranial estimulação alternada Corrente (TAC)

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

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Research

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Behavior

Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS)

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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.

Melhores práticas correntes para obtenção de dados de alta qualidade durante o EEG fMRI simultâneo

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 ...

Comportamento

Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that delivers weak electric currents through the scalp. This constant electric current induces shifts in neuronal membrane excitability, resulting in secondary changes in cortical activity. Although tDCS has most of its neuromodulatory effects on the underlying cortex, tDCS effects can also be observed in distant neural networks. Therefore, concomitant EEG monitoring of the effects of tDCS can provide valuable information on the mechanisms of tDCS. In addition, EEG findings can be an important surrogate marker for the effects of tDCS and thus can be used to optimize its parameters. This combined EEG-tDCS system can also be used for preventive treatment of neurological conditions characterized by abnormal peaks of cortical excitability, such as seizures. Such a system would be the basis of a non-invasive closed-loop device. In this article, we present a novel device that is capable of utilizing tDCS and EEG simultaneously. For that, we describe in a step-by-step fashion the main procedures of the application of this device using schematic figures, tables and video demonstrations. Additionally, we provide a literature review on clinical uses of tDCS and its cortical effects measured by EEG techniques.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation technique that has shown initial therapeutic effects in several neurological conditions. The main mechanism underlying these therapeutic effects is the modulation of cortical excitability. Therefore, online monitoring of cortical excitability would help guide stimulation parameters and optimize its therapeutic effects. In the present article we review the use of a novel device that combines simultaneous tDCS and EEG monitoring in real time.

Monitorização EEG simultâneo Durante direto Estimulação Transcraniana atual

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

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.

Estimular o Lip Motor Cortex com Estimulação Magnética Transcraniana

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.

Transcraniana direto Estimulação atual e simultânea Ressonância Magnética Funcional

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

Simultaneous Transcranial Alternating Current Stimulation and Functional Magnetic Resonance Imaging

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations. TACS employs frequency-specific stimulation of the human brain through current applied to the scalp with surface electrodes. Most current knowledge of the technique is based on behavioral studies; thus, combining the method with brain imaging holds potential to better understand the mechanisms of tACS. Because of electrical and susceptibility artifacts, combining tACS with brain imaging can be challenging, however, one brain imaging technique that is well suited to be applied simultaneously with tACS is functional magnetic resonance imaging (fMRI). In our lab, we have successfully combined tACS with simultaneous fMRI measurements to show that tACS effects are state, current, and frequency dependent, and that modulation of brain activity is not limited to the area directly below the electrodes. This article describes a safe and reliable setup for applying tACS simultaneously with visual task fMRI studies, which can lend to understanding oscillatory brain function as well as the effects of tACS on the brain.

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations, though its effects are not completely understood. This article describes a safe and reliable setup for applying tACS simultaneously with functional magnetic resonance imaging, which can increase understanding oscillatory brain function and effects of tACS.

Estimulação de corrente alternada transcraniana simultânea e ressonância magnética funcional

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a promising tool for noninvasive investigation of brain oscillations. TACS employs ...

Brain State-dependent Brain Stimulation with Real-time Electroencephalography-Triggered Transcranial Magnetic Stimulation

The effect of a stimulus to the brain depends not only on the parameters of the stimulus but also on the dynamics of brain activity at the time of the stimulation. The combination of electroencephalography (EEG) and transcranial magnetic stimulation (TMS) in a real-time brain state-dependent stimulation system allows the study of relations of dynamics of brain activity, cortical excitability, and plasticity induction. Here, we demonstrate a newly developed method to synchronize the timing of brain stimulation with the phase of ongoing EEG oscillations using a real-time data analysis system. This real-time EEG-triggered TMS of the human motor cortex, when TMS is synchronized with the surface EEG negative peak of the sensorimotor &#181;-alpha (8-14 Hz) rhythm, has shown differential corticospinal excitability and plasticity effects. The utilization of this method suggests that real-time information about the instantaneous brain state can be used for efficacious plasticity induction. Additionally, this approach enables personalized EEG-synchronized brain stimulation which may lead to the development of more effective therapeutic brain stimulation protocols.

This paper describes real-time electroencephalography-triggered transcranial magnetic stimulation to study and modulate human brain networks.

Cérebro estado-estimulação cerebral dependente com Eletroencefalografia em tempo real-desencadeada estimulação magnética transcraniana

The effect of a stimulus to the brain depends not only on the parameters of the stimulus but also on the dynamics of brain activity at the time of the ...

Extracting Visual Evoked Potentials from EEG Data Recorded During fMRI-guided Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological effects. Specifically, by creating a transient interference with the normal activity of a target region and measuring changes in an electrophysiological signal, we can establish a causal link between the stimulated brain area or network and the electrophysiological signal that we record. If target brain areas are functionally defined with prior fMRI scan, TMS could be used to link the fMRI activations with evoked potentials recorded. However, conducting such experiments presents significant technical challenges given the high amplitude artifacts introduced into the EEG signal by the magnetic pulse, and the difficulty to successfully target areas that were functionally defined by fMRI. Here we describe a methodology for combining these three common tools: TMS, EEG, and fMRI. We explain how to guide the stimulator&#39;s coil to the desired target area using anatomical or functional MRI data, how to record EEG during concurrent TMS, how to design an ERP study suitable for EEG-TMS combination and how to extract reliable ERP from the recorded data. We will provide representative results from a previously published study, in which fMRI-guided TMS was used concurrently with EEG to show that the face-selective N1 and the body-selective N1 component of the ERP are associated with distinct neural networks in extrastriate cortex. This method allows us to combine the high spatial resolution of fMRI with the high temporal resolution of TMS and EEG and therefore obtain a comprehensive understanding of the neural basis of various cognitive processes.

This paper describes a method for collecting and analyzing electroencephalography (EEG) data during concurrent transcranial magnetic stimulation (TMS) guided by activations revealed with functional magnetic resonance imaging (fMRI). A method for TMS artifact removal and extraction of event related potentials is described as well as considerations in paradigm design and experimental setup.

Extraindo potenciais evocados visuais de dados EEG gravado durante fMRI-guiada Estimulação Magnética Transcraniana

Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) is an effective method for establishing a causal link between a cortical area and cognitive/neurophysiological ...

Neurociência

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.

Efeitos da estimulação da corrente alternada transcraniana no córtex Motor primário por on-line abordagem combinada com estimulação magnética transcraniana

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.

Estimulação elétrica transcraniana crônica e gravação Intracortical em ratos

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.

Estimulação magnética transcraniana combinada e Eletroencefalografia do córtex pré-frontal Dorsolateral

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