JoVE Logo
АВТОРЫ
СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Неинвазивная электростимуляция мозга может модулировать корковой функции и поведение, как для научных исследований и клинических целей. Этот протокол описывает различные подходы стимуляция мозга для модуляции двигательной системы человека.

Аннотация

Неинвазивная электростимуляция мозга (NEBS) используется для модуляции функции мозга и поведение, как для научных исследований и клинических целей. В частности, NEBS могут быть применены transcranially либо как постоянный ток стимуляции (ТОК) или переменный ток стимуляции (ПВР). Эти типы стимуляции оказывают временных, дозы и в случае ТОК полярности конкретных воздействий на моторную функцию и мастерства обучения у здоровых субъектов. В последнее время, ТОК была использована для увеличения терапию двигательными нарушениями у больных с инсультом или двигательных расстройств. Эта статья предусматривает протокол шаг за шагом для ориентации основных моторной коры с ТОК и транскраниальной стимуляции случайный шум (TRNS), специфическую форму ПВР с использованием электрического тока, подаваемого в случайном порядке в течение заданного диапазона частот. Установки двух различных монтажей стимуляции объясняется. В обоих монтажей излучающий электрод (анод для ТОК) помещают на первичной моторной коре интерес. ДляОдностороннее стимуляция моторной коры принимающий электрод помещается на контралатеральной лбу, а для двустороннего стимуляции моторной коры принимающий электрод помещается на противоположной первичной моторной коре. Преимущества и недостатки каждого монтажа для модуляции возбудимости коры и моторной функции, включая обучение обсуждаются, а также безопасность, переносимость и ослепляющих аспектах.

Введение

Неинвазивная электростимуляция мозга (NEBS), администрация электрических токов в мозг через неповрежденную черепа, может изменить функцию мозга и поведение 1 - 3. Для оптимизации терапевтического потенциала стратегий NEBS Понимание основных механизмы, приводящие к нейрофизиологических и поведенческих эффектов по-прежнему необходима. Стандартизация применения через разных лабораториях и полной прозрачности процедур стимуляции обеспечивает основу для сопоставимости данных, которая поддерживает надежную интерпретацию результатов и оценки предложенных механизмов действия. Транскраниальная постоянного тока стимуляции (ТОК) или транскраниальная переменного тока стимуляции (ПВР) отличаются по параметрам приложенное электрический ток: ТОК состоит из однонаправленного постоянного тока между двумя электродами (анод и катод) 2 - 6, тогда как TACS использует переменный ток, приложенный точке аопределенной частоты 7. Транскраниальная случайным стимуляция шума (TRNS) является особой формой ПВР, который использует переменный ток, подаваемый на случайных частотах (например., 100-640 Гц), в результате быстро различной интенсивности стимуляции и удаления полярности эффектов, связанных с 4,6,7. Полярность только отношение, если настройка стимуляции включает стимулирование смещения, например, спектр шума случайным изменением вокруг +1 мА базового интенсивность (обычно не используется). Для целей настоящей статьи, мы сосредоточимся на работе с помощью ТОК и TRNS воздействие на опорно-двигательного аппарата, внимательно следит недавней публикации из нашей лаборатории 6.

Лежащие в основе механизмы действия TRNS даже менее понятно, чем ТОК но, вероятно, отличается от последнего. Теоретически, в концептуальных рамках стохастического резонанса TRNS вводит стимуляции индуцированного шума в нейронной системе, которая может обеспечить преимущество в обработке сигнала, изменяя тысе сигнал-шум 4,8,9. TRNS может преимущественно усиливать слабые сигналы и, таким образом можно было оптимизировать мозговую деятельность конкретных задач (эндогенный шума 9). Анодной ТОК увеличивает корковой возбудимости указанный счет изменения спонтанной нейронной скорострельность 10 или увеличен двигателя вызванных потенциалов (МООС) амплитуд 2 с эффектами опередив продолжительность стимуляции для минут до нескольких часов. Долговечные увеличение синаптической эффективности известного как долговременной потенциации, как полагают, способствуют обучению и памяти. Действительно, анодная ТОК усиливает синаптическую эффективность моторных корковых синапсов неоднократно активированных слабым синаптической вход 11. В соответствии, приобретение улучшилась двигательная функция / умение часто обнаруживается только при стимуляции совместно применяться с мотором обучения 11 - 13, также предполагая синаптическую сотрудничество активацию в качестве предварительного условия этого зависимого от активности процесса. Тем не менее, причинная связь между увеличением Cortical возбудимость (увеличение скорости стрельбы или MEP амплитуды), с одной стороны, и улучшена синаптической эффективности (LTP или поведенческих функций, таких как моторное обучения), с другой стороны не была продемонстрирована.

NEBS применяется к первичной моторной коре (M1) стали привлекать все большее внимание как безопасный и эффективный метод, чтобы модулировать двигательные функции человеческого 1. Нейрофизиологические эффекты и поведенческие результат может зависеть от стратегии стимуляции (например, ТОК полярности или TRNS), размера электрода и монтажа 4 - 6,14,15. Помимо предметных присущи анатомических и физиологических факторов электрод монтаж существенно влияет распределение электрического поля и может привести к различных форм растекания тока в коре 16 - 18. В дополнение к интенсивности приложенного тока размером электродов определяет плотность тока, подаваемого 3. Общий электрод монтажив человеческом двигательного аппарата исследования включают (рисунок 1): 1) анодный ТОК как одностороннее стимуляции M1 с анодом, расположенным на М1 интереса и катодом, расположенным на противоположной лбу; основная идея этого подхода заключается в регуляция возбудимости в M1 интереса 6,13,19 - 22; 2) анодная ТОК качестве двусторонней стимуляции М1 (также упоминается как "bihemispheric" или "двойного" стимуляции) с анодом, расположенным на М1 интереса и катодом, расположенным на противоположной M1 5,6,14,23,24; основная идея этого подхода состоит в максимизации выгод стимуляции позитивной регуляции возбудимости в M1 интересов в ходе downregulating возбудимость в противоположном M1 (т.е. модуляция межполушарную ингибирования между двумя M1S); 3) Для TRNS, только упомянутая выше одностороннее М1 стимуляция монтаж был Investigованные 4,6; с этим монтаж возбудимость эффекты усиления TRNS были найдены для частотного спектра 100-640 Гц 4. Выбор мозга стратегии стимуляции и электродного монтажа представляет собой важный шаг для эффективного и надежного использования NEBS в клинических или исследовательских установок. Здесь эти три процедуры NEBS подробно описаны как используется в исследованиях двигательной системы человека и методологические и концептуальные аспекты обсуждаются. Материалы для односторонних или двусторонних ТОК и односторонних TRNS одинаковы (рисунок 2).

figure-introduction-5880
Рисунок 1. Электродные монтажи и направление тока для различных стратегий NEBS. (A) Для одностороннее анодной транскраниальной стимуляции постоянным током (ТОК), анод по центру над первичной моторной коре интерес и катодом, расположенным над Тон контралатеральной Supra-орбитальных область. (B) Для двустороннего стимуляции моторной коры, анодом и катодом располагаются друг над одной моторной коры. Положение анода определяет двигательную кору интерес для анодных ТОК. (C) Для одностороннего транскраниальной стимуляции случайного шума (TRNS), один электрод расположен над моторной коре, а другой электрод над контралатеральной сверх-орбитальное области. Электрический ток между электродами обозначено черной стрелкой. Анод (+, красный), катод (-, синий), переменный ток (+/-, зеленый). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуре.

протокол

Заявление по этике: Исследования человека требуют письменное информированное согласие участников до начала исследования. Получить одобрение комитета по этике соответствующие до набора участников. Убедитесь, что средства исследования в соответствии с Хельсинской декларацией. Представительные выводы, содержащиеся здесь (рисунок 4) основаны на исследовании, проведенном в соответствии с Хельсинской декларацией внесенными в 59-й Генеральной Ассамблее ВМА, Сеул, октябрь 2008 г. и одобрен местным комитетом по этике Университета Фрайбурга мимо. Все субъекты дали письменное информированное согласие до включения в исследование 6.

1. Скрининг безопасности

  1. Экран участника для потенциальных противопоказаний для неинвазивной стимуляции мозга 3 например., С помощью анкеты 25.

2. моторной коры Локализация

  1. Расположить руки моторной коры участника по одному из двух диstinct подходы, путем размещения представление мозга мышцы интересом транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), индуцированной MEP, или путем размещения стандартного положения M1 (C3 / C4) на основе международной системы ЭЭГ 10/20 с измерительной ленты 26 ,
  2. Для TMS-индуцированных записи MEP попросить участника, чтобы удалить любой объект, который может находиться под влиянием магнитного поля TMS, в том числе кредитных карт, мобильных телефонов и металлических объектов в целом.
  3. Попросите участника удобно сидеть.
  4. Проверьте соединения между ЭМГ усилителем и компьютера, используемого для конфигурации сигнала и приобретения при использовании программного интерфейса.
  5. Включите усилитель EMG и подключить кабели электродов ЭМГ.
  6. кожу чистой участника посредством легкого растирания обработки кожи пасты в регионах стороны, где будут размещены электроды. Удалить избыток чистой марлевой салфеткой.
  7. Присоединить ЭМГ поверхностных электродов в живот сухожилия монтажа на руке мышцыИнтерес (например., М. отводящая Brevis правой руки) и подключить заземляющий электрод (например., на предплечье). Цель исследования определяет, какие мышцы рук, чтобы использовать.
    Примечание: Для многоразовых электродов необходимо нанести небольшое количество проводящей пасты на поверхности электрода перед присоединением его к коже участника.
  8. (Необязательный шаг) Запустите программу записи для приобретения MEP если хранения данных MEP желательно.
  9. Проверьте значения импеданса ЭМГ. Убедитесь, что сопротивление <20 кОм.
  10. Включите магнитного стимулятора и зарядки конденсатора, нажав на соответствующую кнопку «заряд».
  11. Поместите TMS катушку в форме восьмерки на участника головы на межполушарной щели и переместить его в области моторной коры (около позиционирует C3 / C4 международной системы ЭЭГ 10/20). Возьмите катушку TMS на 45 о -50 O угол относительно межполушарной fissuRe 27,28, с ручкой обращено назад, производя корковой малый ток от задней к передней 29.
    Примечание: Две различные TMS катушки используются для локализации моторной коры: в форме восьмерки или круговых витков. Если это возможно, использовать в форме восьмерки катушку, поскольку она обеспечивает более фокусное стимуляции 30 мозга и большую надежность измерений возбудимости коры 31.
  12. Когда магнитного стимулятора заряжается (отображается на дисплее), разрядить стимулятор либо нажатием на кнопку триггера или наступить на педаль или автоматически с помощью программы. Это впоследствии доставлять одно TMS импульса через подключенный TMS катушку, помещенную над волосистой части головы участника. По умолчанию настройки ТМС импульсные (. Например, 100 мкс время нарастания наведенного тока и 800 мкс времени затухания для однофазных раздражители; сокращение времени распада для двухфазной раздражители) являются специфическими для устройства (прошивки).
  13. Начните с низкой интенсивностью стимуляции (например., Установить интенсивность для вывода 45%, используя интенсивность стимуляции ручку контроллера на стимулятор) и наблюдать за евродепутатов видимых на усилителе ЭМГ.
    1. Если нет MEP не видно увеличение интенсивности стимуляции в 2-5% шагом до тех пор, пока MEP явно присутствует (например., 0,5-1 амплитуда мВ). Повторите стимуляцию, нажав кнопку запуска или активации ножной переключатель, если доставка пульс не автоматизирован. Сообщить участника, что стимуляция будет немного сильнее, и что движения конечностей, дергаться лица и глаз мигание ожидается.
      Примечание: установить минимальный интервал 5 сек между импульсами, чтобы избежать последствий низкочастотной стимуляции возбудимости головного мозга.
  14. Перемещение катушки в радиальном направлении см с шагом 1 по всему изначально вынужденного сайта, чтобы найти место с наибольшим ответ MEP после применения одиночных импульсов TMS. Оттуда, снова начать движение катушки для обеспечения"Точка" (области коры с максимальной амплитудой MEP).
    Примечание: Использование головкой (. Например, используемые для сетки разметки) для процедуры локализации не рекомендуется, так как крышка должна быть снята для NEBS размещения электродов и положение точки доступа могут быть потеряны.
  15. Снизить интенсивность стимуляции примерно 2% -steps с помощью ручки регулятора интенсивности стимуляции на стимулятор (МООС должен присутствовать). Это позволит избежать неточностей в связи с сверхмаксимальном стимуляции. Подтвердить горячую точку, перемещая катушку радиально см с шагом 1 вокруг горячей точки и проверки по размеру MEP. Точка должна еще соответствуют наиболее крупных и последовательной амплитуды MEP.
    Примечание: просим участника добровольно контракт мышцу интерес, если горячая точка трудно найти (. Например, нет MEP присутствует в высокой интенсивности стимуляции). Поступая таким образом, интенсивность стимуляции требуется, чтобы вызвать MEP уменьшаетсяи это может быть легче идентифицировать соответствующие корковые участки стимуляции. Если этот метод используется, просим участника расслабить мышцы после нахождения соответствующей сайт стимуляции и регулировать интенсивность стимуляции, так что надежные Евродепутаты могут быть найдены, когда мышцы в покое. Продолжить, чтобы найти точку доступа.
  16. Отметьте положение точки доступа и ориентацию катушки с непостоянным маркером кожи.
  17. Для двустороннего стимуляции M1, повторите шаги 2,11 до 2,16 для контралатеральной конечности.

3. Подготовка электрода NEBS

  1. Подключение кабелей к резиновым электродов, и поместите электроды внутри губки мешков. Убедитесь размер электрода и размер губки мешок сделать матч. Материалы являются коммерчески доступными в стандартных размерах (например., 5х5 см 2, 5x7 см 2).
  2. Замочите губки мешки с обеих сторон изотонический раствор NaCl, но избежать чрезмерного замачивания, чтобы предотвратить солевые мостики или капает на добровольца.
    1. Этот шаг optionaл: Для предотвращения утечки раствора NaCl при использовании повязки вместо резинок, разместить электроды и губки мешки внутри непроводящих покрытий резиновая губка.
      Примечание: В качестве альтернативы, охватывают резиновую электрод токопроводящей пасты и поместите их прямо на голове участника, то есть, не используя губку мешки или крышки резиновая губка.

4. NEBS Электрод Размещение (Рисунок 1)

  1. Найти головку маркировки (ы), указывающий двигателя корковой горячую точку и отделить волосы вокруг области.
  2. Для улучшения проводимости очистить кожу перед размещением электродов, осторожно втирая участок кожи вокруг головы маркировки с помощью тампона смоченным 40-50% спирта или обработки кожи пасты. Не царапают кожу! Удалить избыток тампоном и чистом районе снова изотонический раствор NaCl. Сушат область впоследствии.
    Примечание: Убедитесь, что маркировка (ы) остаются видимыми голову; Заметим, если это необходимо.
  3. Поместите один электрод следующей главе, посвященной для M1 интереса (контралатеральной к руке интерес). Доведите губку как можно больше в непосредственном контакте с кожей. Поместите кабель электрода в сторону задней участника во избежание нарушения во время стимуляции и / или выполнения задачи и облегчить подключение к устройству NEBS.
    Примечание: волосы ниже электрода должны получить влажный. В случае чрезмерного увлажнения волос, используйте бумажные полотенца для рук или поглощать избыток.
    Примечание: Для анодной ТОК, электродом, лежащим на двигатель корковой Точка интереса (увеличение возбудимости желательно) соответствует аноду, как правило, подключенного к красной кабеля. Катод (обычно подключен к черной или синей кабеля) находится на противоположной надглазничного области или M1 (смотрите ниже). Обычно расположение электродов является одинаковым для TRNS, хотя в классическом протокола нет полярности специфичность за счет переменного Currenт поток. Удельный размещение может быть важно, если параметры стимуляции включают стимуляцию смещения.
  4. Для одностороннего M1 стимуляции месте второй электрод (для анодных ТОК: катод) над противоположной супра-орбитального области (соответствующий электрод FP2 в международной системе ЭЭГ 10/20). Убедитесь, что кабель ориентирован по направлению к задней участника.
  5. Для двустороннего стимуляции M1 пропустить шаг 4.4. Поместите второй электрод (для анодных ТОК: катод) на противоположной M1 следующих голове маркировки Ипсилатеральная к конечности, используемого в исследовании. Убедитесь, что кабель ориентирован по направлению к задней участника.
  6. Накройте голову дважды с эластичным бинтом циркулярно в медио-латеральном направлении стабилизации электрода М1, а затем использовать оставшееся повязку, чтобы покрыть голову циркулярно в передне-заднем направлении, чтобы стабилизировать оба электрода.
  7. Используйте клейкую ленту, чтобы зафиксировать конец Bandagе.
  8. Закрепите кабели с помощью клейкой ленты на шее или рубашку участника.
  9. Подключите кабели электродов к устройству NEBS.

figure-protocol-10640
Рисунок 2. Материалы, используемые для протоколов NEBS. Обычные материалы, используемые в неинвазивных протоколов стимуляции электрической мозга включают NEBS устройство, кабели электродов, проводящих резиновых электродов, перфорированные мешки губка, резиновая губка крышку (опционально), изотонический раствор NaCl и бинты. Пожалуйста нажмите сюда, чтобы посмотреть большую версию этой фигуре.

5. Стимуляция

  1. Включите устройство NEBS.
  2. Настройка параметров устройств NEBS относительно типа стимуляции (ТОК или TRNS), интенсивности (например., 1 мА, 1,5 мА или 2 мА), продолжительность (например., 10-40 мв), наращивает и вниз (время между началом стимуляции и максимальной интенсивностью, обычно 8-15 сек), а также дополнительные факторы, связанные с типом стимуляции (например, частотный спектр для TRNS).
    Примечание: Обычно, обман стимуляция включает наращивает сразу после замедлением. Соответственно, участник имеет ощущение стимуляции, но длительность стимуляции не является достаточным, чтобы оказать длительное воздействие на функцию мозга. Некоторые устройства NEBS включают режим изучения, который позволяет ослепление участника и исследователя, введя изучения конкретных условии код. Код автоматически определяет параметры стимуляции. В качестве альтернативы, второй экспериментатор может установить параметры стимуляции в каждой сессии и охватывают дисплей от экспериментатора, проводящего стимуляцию.
  3. Сообщить участника о возможных побочных эффектах, связанных с NEBS. Общие побочные эффекты включают кожи зуд / покалывания или жжение ипна днище электроды, головная боль и дискомфорт 32. Жжение может быть признаком плохого контакта электрода с кожей.
  4. Начало стимуляции.
    Примечание: продолжительность Общие стимуляция длится около 10-20 мин на основе докладов следственных изменений на корковой возбудимости (см репрезентативные результаты раздел). Эмпирически, максимальная продолжительность стимуляции было установлено на 40 мин 3.
  5. Проверьте неразрывность стимуляции во наращивает и стимулирование. Если импеданс слишком высок или электроды находятся в плохом контакте с кожей, стимуляция может прекратить автоматически.
    Примечание: В случае импеданс является слишком высокой или отчеты участник увеличение дискомфорт во время стимуляции попробуйте уменьшить сопротивление, например, путем лучше фиксации электродов на участках стимуляции или добавление проводящей среде. Раствор NaCl могут быть добавлены при использовании шприца непосредственно в губках после их размещения Oп глава.
    Примечание: По соображениям безопасности некоторые устройства сообщают импеданс во всем стимуляции. Устройство NEBS может выключить, если сопротивление достигает определенного порога (например., 55 кОм).
  6. Если NEBS является одним из применяться с исполнением двигательной задачи, начать тестирование / обучение после стимуляции увеличили и участник чувствовать себя комфортно при стимуляции. В случае, если исследование не включает в себя задачу двигателя во время стимуляции, убедитесь, что участник остается сидеть и просыпаются в течение периода стимуляции, и ждать, пока стимуляция не закончится.
  7. Проверьте с участником для побочных эффектов стимуляции, например., Раздавая стандартную анкету 32 или непосредственно задавая участника. В случае исследований, включая нескольких дней стимуляции, принять к сведению любые возможные побочные эффекты между дней.
    Примечание: Для оценки слепящего эффективность, просим участника после каждого стимуляции Sessioп угадать, какой тип стимуляции (обман / состояние) участник прошел. Если экспериментатор также ослепил, экспериментатор может также отметить его догадку о типе стимуляции участника. Сравнить ответы с фактическим типом стимуляции, чтобы проверить скорость правильных догадок 33.
  8. Лечить электроды и губки с неопасными веществами, такими как 40-50% спирта. Тщательно промыть в воде после этого. Пусть материалы высохнуть перед хранением.

Результаты

Чтобы исследовать эффекты NEBS на опорно-двигательную систему человека важно рассмотреть соответствующие меры исхода. Одним из преимуществ системы двигателя является доступность корковых представительств по электрофизиологических инструментов. Мотор вызванные пот...

Обсуждение

Этот протокол описывает типичные материалы и процедурные шаги для модуляции ручной моторной функции и мастерство обучения с использованием NEBS, в частности одностороннее и двустороннее стимуляции M1 для анодной ТОК и односторонние TRNS. Прежде чем выбрать конкретный протокол NEBS для изуч...

Раскрытие информации

Авторы не имеют ничего раскрывать.

Благодарности

MC и JR поддерживаются Немецкий исследовательский фонд (DFG RE 2740 / 3-1).

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
NEBS device (DC Stimulator plus)Neuroconn
Electrode cablesNeuroconn
Conductive-rubber electrodesNeuroconn5x5 cm
Perforated sponge bagsNeuroconn5x5 cm
Non-conductive rubber sponge coverAmrex-ZetronFG-02-A103Rubber pad 3"*3"
NaCl isotonic solution B. Braun Melsungen AG A1151Ecoflac, 0,9%
Cotton crepe bandagePaul Hartmann AG9310048x5m, textile elasticity
Adhesive tape (Leukofix)BSN medical02122-002,5cm*5m
Skin preparation pasteWeaver10-30
Magnetic stimulatorMagstim3010-00Magstim 200
EMG conductive pasteGE Medical Systems217083
EMG bipolar electrodese.g., Natus Medical Inc. Viking 4 
EMG amplifiere.g., Natus Medical Inc. Viking 4 
Cable for EMG signal transmissione.g., Natus Medical Inc. Viking 4
Data acquisition unit Cambridge Electronic Design (CED)MK1401-3AD converter
Computer for signal recording and offline analysis
Signal 4.0.9Cambridge Electronic Design (CED)Software
non-permanent skin markerEdding80201 mm, blue

Ссылки

  1. Reis, J., Fritsch, B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr Opin Neurol. 24 (6), 590-596 (2011).
  2. Nitsche, M., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 527 (3), 633-639 (2000).
  3. Nitsche, M. A., Cohen, L. G., et al. Transcranial direct current stimulation: State of the art. Brain Stimul. 1 (3), 206-223 (2008).
  4. Terney, D., Chaieb, L., Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation. J Neurosci. 28 (52), 14147-14155 (2008).
  5. Kidgell, D. J., Goodwill, A. M., Frazer, A. K., Daly, R. M. Induction of cortical plasticity and improved motor performance following unilateral and bilateral transcranial direct current stimulation of the primary motor cortex. BMC Neurosci. 14 (1), 64 (2013).
  6. Prichard, G., Weiller, C., Fritsch, B., Reis, J. Brain Stimulation Effects of Different Electrical Brain Stimulation Protocols on Subcomponents of Motor Skill Learning. Brain Stimul. 7 (4), 532-540 (2014).
  7. Antal, A., Paulus, W., Hunter, M. A. Transcranial alternating current stimulation ( tACS ). Front Hum Neurosci. 7, 1-4 (2013).
  8. Collins, J. J., Chow, C. C., Imhoff, T. T. Stochastic resonance without tuning. Nature. 376 (6537), 236-238 (1995).
  9. Miniussi, C., Harris, J. A., Ruzzoli, M. Modelling non-invasive brain stimulation in cognitive neuroscience. Neurosci Biobehav Rev. 37 (8), 1702-1712 (2013).
  10. Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. the Action of Brief Polarizing Currents on the Cerebral Cortex of the Rat (1) During Current Flow and (2) in the Production of Long-Lasting After-Effects. J Physiol. 172, 369-382 (1964).
  11. Fritsch, B., Reis, J., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: Potential implications for motor learning. Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).
  12. Galea, J. M., Celnik, P. Brain polarization enhances the formation and retention of motor memories. J Neurophysiol. 102 (1), 294-301 (2009).
  13. Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. Time- but Not Sleep-Dependent Consolidation of tDCS-Enhanced Visuomotor Skills. Cereb Cortex. (1), 1-9 (2013).
  14. Saiote, C., Turi, Z., Paulus, W., Antal, A. Combining functional magnetic resonance imaging with transcranial electrical stimulation. Front Hum Neurosci. 7 (8), 435 (2013).
  15. Sehm, B., Kipping, J., Schäfer, A., Villringer, A., Ragert, P. A Comparison between Uni- and Bilateral tDCS Effects on Functional Connectivity of the Human Motor Cortex. Front Hum Neurosci Neurosci. 7 (4), 183 (2013).
  16. Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. Electrode-distance dependent after-effects of transcranial direct and random noise stimulation with extracephalic reference electrodes. Clin Neurophysiol. 121 (12), 2165-2171 (2010).
  17. Bikson, M., Rahman, a., Datta, a. Computational Models of Transcranial Direct Current Stimulation. Clin EEG Neurosci. 43 (3), 176-183 (2012).
  18. Opitz, A., Paulus, W., Will, A., Thielscher, A. Determinants of the electric field during transcranial direct current stimulation. Neuroimage. 109, 140-150 (2015).
  19. Nitsche, M., Paulus, W. Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans. Neurology. 57 (10), 1899-1901 (2001).
  20. Reis, J., Schambra, H. M., et al. Noninvasive cortical stimulation enhances motor skill acquisition over multiple days through an effect on consolidation. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (5), 1590-1595 (2009).
  21. Batsikadze, G., Moliadze, V., Paulus, W., Kuo, M. -. F., Nitsche, M. a Partially non-linear stimulation intensity-dependent effects of direct current stimulation on motor cortex excitability in humans. J Physiol. 591 (7), 1987-2000 (2013).
  22. Wiethoff, S., Hamada, M., Rothwell, J. C. Variability in response to transcranial direct current stimulation of the motor cortex. Brain Stimul. 7 (3), 468-475 (2014).
  23. Mordillo-Mateos, L., Turpin-Fenoll, L., et al. Effects of simultaneous bilateral tDCS of the human motor cortex. Brain Stimul. 5 (3), 214-222 (2012).
  24. Tazoe, T., Endoh, T., Kitamura, T., Ogata, T. Polarity Specific Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Interhemispheric Inhibition. PLoS One. 9 (12), e114244 (2014).
  25. Keel, J. C., Smith, M. J., Wassermann, E. M. A safety screening questionnaire for transcranial magnetic stimulation. Clin Neurophysiol. 112, 720 (2000).
  26. Villamar, M. F., Volz, M. S., Bikson, M., Datta, A., Dasilva, A. F., Fregni, F. Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS). J Vis Exp. (77), e50309 (2013).
  27. Brasil-Neto, J. P., Cohen, L. G., Panizza, M., Nilsson, J., Roth, B. J., Hallett, M. Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity. J Clin Neurophysiol. 9 (1), 132-136 (1992).
  28. Mills, K., Boniface, S., Schubert, M. Magnetic brain stimulation with a double coil: the importance of coil orientation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 85 (1), 17-21 (1992).
  29. Rothwell, J., Hallett, M., Berardelli, A., Eisen, A., Rossini, P., Paulus, W. Magnetic stimulation motor evoked potentials. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl. 52, 97-103 (1999).
  30. Ueno, S., Tashiro, T., Harada, K. Localized stimulation of neural tissues in the brain by means of a paired configuration of time-varying magnetic fields. J Appl Phys. 64 (10), 5862-5864 (1988).
  31. Fleming, M. K., Sorinola, I. O., Newham, D. J., Roberts-Lewis, S. F., Bergmann, J. H. M. The effect of coil type and navigation on the reliability of transcranial magnetic stimulation. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng. 20 (5), 617-625 (2012).
  32. Brunoni, A. R., Amadera, J., Berbel, B., Volz, M. S., Rizzerio, B. G., Fregni, F. A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation. Int J Neuropsychopharmacol. 14 (8), 1133-1145 (2011).
  33. Palm, U., Reisinger, E., et al. Brain Stimulation Evaluation of Sham Transcranial Direct Current Stimulation for Randomized, Placebo-Controlled Clinical Trials. Brain Stimul. 6 (4), 690-695 (2013).
  34. Sehm, B., Schäfer, A., et al. Dynamic modulation of intrinsic functional connectivity by transcranial direct current stimulation. J Neurophysiol. 108 (12), 3253-3263 (2012).
  35. Nitsche, M. A., Schauenburg, A., et al. Facilitation of implicit motor learning by weak transcranial direct current stimulation of the primary motor cortex in the human. J Cogn Neurosci. 15 (4), 619-626 (2003).
  36. Antal, A., Begemeier, S., Nitsche, M. A., Paulus, W. Prior state of cortical activity influences subsequent practicing of a visuomotor coordination task. Neuropsychologia. 46 (13), 3157-3161 (2008).
  37. Kang, E. K., Paik, N. J. Effect of a tDCS electrode montage on implicit motor sequence learning in healthy subjects. Exp Transl Stroke Med. 3 (1), 4 (2011).
  38. Kantak, S. S., Mummidisetty, C. K., Stinear, J. W. Primary motor and premotor cortex in implicit sequence learning - Evidence for competition between implicit and explicit human motor memory systems. Eur J Neurosci. 36 (5), 2710-2715 (2012).
  39. Nissen, M. J., Bullemer, P. Attentional requirements of learning: Evidence from performance measures. Cogn Psychol. 19 (1), 1-32 (1987).
  40. Stagg, C. J., Jayaram, G., Pastor, D., Kincses, Z. T., Matthews, P. M., Johansen-berg, H. Polarity and timing-dependent effects of transcranial direct current stimulation in explicit motor learning. Neuropsychologia. 49 (5), 800-804 (2011).
  41. Poreisz, C., Boros, K., Antal, A., Paulus, W. Safety aspects of transcranial direct current stimulation concerning healthy subjects and patients. Brain Res Bull. 72 (4-6), 208-214 (2007).
  42. Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clin Neurophysiol. 117 (4), 845-850 (2006).
  43. Baudewig, J., Nitsche, M. A., Paulus, W., Frahm, J. Regional modulation of BOLD MRI responses to human sensorimotor activation by transcranial direct current stimulation. Magn Reson Med. 45 (2), 196-201 (2001).
  44. Venkatakrishnan, A., Sandrini, M. Combining transcranial direct current stimulation and neuroimaging: novel insights in understanding neuroplasticity. J Neurophysiol. 107 (1), 1-4 (2012).
  45. Neuling, T., Wagner, S., Wolters, C. H., Zaehle, T., Herrmann, C. S. Finite-element model predicts current density distribution for clinical applications of tDCS and tACS. Frontiers in Psychiatry. 3, 1-10 (2012).
  46. Bikson, M., Rahman, A. Origins of specificity during tDCS anatomical, activity-selective, and input-bias mechanisms. Front Hum Neurosci. 7, 1-5 (2013).
  47. Truong, D. Q., Hüber, M., et al. Brain Stimulation Clinician Accessible Tools for GUI Computational Models of Transcranial Electrical Stimulation BONSAI and SPHERES. Brain Stimul. 7 (4), 521-524 (2014).
  48. Caparelli-Daquer, E. M., Zimmermann, T. J., et al. A Pilot Study on Effects of 4x1 High-Definition tDCS on Motor Cortex Excitability. Proc Annu Int Conf IEEE Eng Med Biol Soc EMBS. , 735-738 (2012).
  49. Kuo, H. I., Bikson, M., et al. Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4 x 1 ring tDCS: A neurophysiological study. Brain Stimul. 6 (4), 644-648 (2013).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

108TRNS

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ

РЕКОМЕНДОВАТЬ БИБЛИОТЕКЕ

НОВОСТИ JoVE

Исследования

Образование

АВТОРЫ

Библиотекарь

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены