Name: technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (hd-tdcs)
Uploaded: 2013-07-14T14:00:00
Duration: 15 min 5 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation HD-tDCS at JoVE.com

Авторы благодарят Kayleen Уивер за помощь в редактировании, Александр Вентури кандидатуру на эту видео, Деннис Чыонг за предоставление одной из фигур, используемых в этой статье, и Уоллес H. Coulter Фонд за поддержку, оказанную для проведения этой работы. MS Фольц финансируется докторскую стипендию от Deutsche Schmerzgesellschaft эВ [немецкий глава Международной ассоциации по изучению боли (IASP)].

<ol>
	<li>Villamar, M. F., Santos Portilla, A., Fregni, F., Zafonte, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+brain+stimulation+to+modulate+neuroplasticity+in+traumatic+brain+injury.">Noninvasive brain stimulation to modulate neuroplasticity in traumatic brain injury.</a> Neuromodulation. 15, 326-338 (2012).</li><li>Dos Santos, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immediate+effects+of+tDCS+on+the+&#956;-opioid+system+of+a+chronic+pain+patient.">Immediate effects of tDCS on the &#956;-opioid system of a chronic pain patient.</a> Front Psychiatry. 3, 1-6 (2012).</li><li>Nitsche, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation:+state+of+the+art.">Transcranial direct current stimulation: state of the art.</a> Brain Stimul. 11, 642-651 (2008).</li><li>Datta, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gyri+-precise+head+model+of+transcranial+DC+stimulation:+Improved+spatial+focality+using+a+ring+electrode+versus+conventional+rectangular+pad.">Gyri -precise head model of transcranial DC stimulation: Improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad.</a> Brain Stimul. 2, 201-207 (2009).</li><li>Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode-distance+dependent+after-effects+of+transcranial+direct+and+random+noise+stimulation+with+extracephalic+reference+electrodes.">Electrode-distance dependent after-effects of transcranial direct and random noise stimulation with extracephalic reference electrodes.</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 121, 2165-2171 (2010).</li><li>Nitsche, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shaping+the+effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+of+the+human+motor+cortex.">Shaping the effects of transcranial direct current stimulation of the human motor cortex.</a> Journal of Neurophysiology. 97, 3109-3117 (2007).</li><li>Dasilva, A. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=tDCS-induced+analgesia+and+electrical+fields+in+pain-related+neural+networks+in+chronic+migraine.">tDCS-induced analgesia and electrical fields in pain-related neural networks in chronic migraine.</a> Headache. 52, 1283-1295 (2012).</li><li>Antal, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+artifacts+induced+by+electrical+stimulation+during+conventional+fMRI+of+the+brain.">Imaging artifacts induced by electrical stimulation during conventional fMRI of the brain.</a> Neuroimage. , (2012).</li><li>Minhas, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodes+for+high-definition+transcutaneous+DC+stimulation+for+applications+in+drug+delivery+and+electrotherapy,+including+tDCS.">Electrodes for high-definition transcutaneous DC stimulation for applications in drug delivery and electrotherapy, including tDCS.</a> J. Neurosci. Methods. 190, 188-197 (2010).</li><li>Dmochowski, J. P., Datta, A., Bikson, M., Su, Y., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimized+multi-electrode+stimulation+increases+focality+and+intensity+at+target.">Optimized multi-electrode stimulation increases focality and intensity at target.</a> J. Neural Eng. 8, 046011 (2011).</li><li>Datta, A., Truong, D., Minhas, P., Parra, L. C., Bikson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inter-Individual+Variation+during+Transcranial+Direct+Current+Stimulation+and+Normalization+of+Dose+Using+MRI-Derived+Computational+Models.">Inter-Individual Variation during Transcranial Direct Current Stimulation and Normalization of Dose Using MRI-Derived Computational Models.</a> Front Psychiatry. 3, 91 (2012).</li><li>Edwards, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+and+modeling+evidence+for+focal+transcranial+electrical+brain+stimulation+in+humans:+a+basis+for+high-definition+tDCS.">Physiological and modeling evidence for focal transcranial electrical brain stimulation in humans: a basis for high-definition tDCS.</a> Neuroimage. , (2013).</li><li>Caparelli-Daquer, E. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pilot+study+on+effects+of+4x1+High-Definition+tDCS+on+motor+cortex+excitability.">A pilot study on effects of 4x1 High-Definition tDCS on motor cortex excitability.</a> , 735-738 (2012).</li><li>Kuo, H. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+cortical+plasticity+induced+by+conventional+and+high-definition+4+x+1+ring+tDCS:+A+neurophysiological+study.">Comparing cortical plasticity induced by conventional and high-definition 4 x 1 ring tDCS: A neurophysiological study.</a> Brain Stimul. , (2012).</li><li>Borckardt, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pilot+study+of+the+tolerability+and+effects+of+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+(HD-tDCS)+on+pain+perception.">A pilot study of the tolerability and effects of high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) on pain perception.</a> J. Pain. 13, 112-120 (2012).</li><li>Villamar, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+modulation+of+the+primary+motor+cortex+in+fibromyalgia+using+4x1-ring+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+(HD-tDCS):+immediate+and+delayed+analgesic+effects+of+cathodal+and+anodal+stimulation.">Focal modulation of the primary motor cortex in fibromyalgia using 4x1-ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS): immediate and delayed analgesic effects of cathodal and anodal stimulation.</a> J. Pain. 14, 371-383 (2013).</li><li>Datta, A., Bikson, M., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+in+patients+with+skull+defects+and+skull+plates:+high-resolution+computational+FEM+study+of+factors+altering+cortical+current+flow.">Transcranial direct current stimulation in patients with skull defects and skull plates: high-resolution computational FEM study of factors altering cortical current flow.</a> Neuroimage. 52, 1268-1278 (2010).</li><li>Reilly, E. L., Niedermeyer, E., Lopes da Silva, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+7.">Ch. 7.</a> Electroencephalography: Basic Principles, Clinical Applications, and Related Fields. , 139-141 (2004).</li><li>DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrode+positioning+and+montage+in+transcranial+direct+current+stimulation.">Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation.</a> J. Vis. Exp. (51), e2744 (2011).</li><li>Datta, A., Elwassif, M., Bikson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bio-heat+transfer+model+of+transcranial+DC+stimulation:+comparison+of+conventional+pad+versus+ring+electrode.+Conference+proceedings.">Bio-heat transfer model of transcranial DC stimulation: comparison of conventional pad versus ring electrode. Conference proceedings.</a> , 670-673 (2009).</li><li>Merrill, D. R., Bikson, M., Jefferys, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+of+excitable+tissue:+design+of+efficacious+and+safe+protocols.">Electrical stimulation of excitable tissue: design of efficacious and safe protocols.</a> J. Neurosci. Methods. 141, 171-198 (2005).</li><li>Hahn, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+extra-low+voltage+transcranial+direct+current+stimulation:+Current+and+time+dependent+impedance+decreases.">Methods for extra-low voltage transcranial direct current stimulation: Current and time dependent impedance decreases.</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. , (2012).</li><li>Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+DC+stimulation+(tDCS):+a+tool+for+double-blind+sham-controlled+clinical+studies+in+brain+stimulation.">Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation.</a> Clin. Neurophysiol. 117, 845-850 (2006).</li><li>Brunoni, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+on+reporting+and+assessment+of+adverse+effects+associated+with+transcranial+direct+current+stimulation.">A systematic review on reporting and assessment of adverse effects associated with transcranial direct current stimulation.</a> Int. J. Neuropsychopharmacol. 14, 1133-1145 (2011).</li><li>Palm, U., Keeser, D., Schiller, C., Fintescu, Z., Nitsche, M., Reisinger, E., Padberg, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skin+lesions+after+treatment+with+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS).">Skin lesions after treatment with transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Brain Stimul. 1, 386-387 (2008).</li><li>Datta, A., Baker, J. M., Bikson, M., Fridriksson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Individualized+model+predicts+brain+current+flow+during+transcranial+direct-current+stimulation+treatment+in+responsive+stroke+patient.">Individualized model predicts brain current flow during transcranial direct-current stimulation treatment in responsive stroke patient.</a> Brain Stimul. 4, 169-174 (2011).</li><li>Antal A, T. D., Poreisz, C., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+unravelling+task-related+modulations+of+neuroplastic+changes+induced+in+the+human+motor+cortex.">Towards unravelling task-related modulations of neuroplastic changes induced in the human motor cortex.</a> Eur. J. Neurosci. 26, 2687-2691 (2007).</li><li>Datta, A., Elwassif, M., Battaglia, F., Bikson, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+current+stimulation+focality+using+disc+and+ring+electrode+configurations:+FEM+analysis.">Transcranial current stimulation focality using disc and ring electrode configurations: FEM analysis.</a> J. Neural Eng. 5, 163-174 (2008).</li></ol>

MF Villamar, MS Фольц, AF DaSilva и F Fregni заявляют никакого конфликта интересов, связанных с этой статьей. Городской университет Нью-Йорка есть интеллектуальной собственности на неинвазивной стимуляции мозга с М Биксон и Датта в качестве изобретателей. M Биксон и Датта есть справедливость в Soterix Medical, Inc

Критические шаги Аспектов, которые необходимо проверить перед началом процедуры Перед началом стимуляции, исследователи должны убедиться, что участник не имеет противопоказаний для HD-ТОК. Таблице 1 приведены некоторые важные соображения, которые должны быть приняты во внимание, и суммирует наиболее важные противопоказания, в том числе наличие металлических имплантатов или устройств в голову, тяжелое мозговых травм или значительных повреждений кожи. Исследователь должен проверить на наличие последних в 4x1-кольцо по периметру при подготовке к размещению электродов. Мы не рекомендуем применение техники, если такие повреждения существует. Это важно, поскольку, хотя поражения кожи не сообщалось при использовании HD электродов и корпусов показано в этой статье, повреждения кожи, как сообщается после родов из нескольких последовательных сессий обычных TDCS 3, особенно если оно проводится ОвеРА течение 14 дней 25. Присутствие металлических имплантатов или дефектов в череп или паренхиме головного мозга может значительно изменить ток 17,26 и в результате стимуляции области коры кроме предназначенных. По соображениям безопасности, стимулирования следует избегать у пациентов с имплантированными медицинскими устройствами. Относительные противопоказания включают наличие эпилепсии или история инсульта, если исследования специально не направлены на изучение этих условий. HD-ТОК следует избегать у беременных женщин в связи с отсутствием данных о безопасности. Это имеет первостепенное значение, чтобы проверить полярность при подключении кабелей 4x1 адаптер Стимулирование Многоканальный с обычным устройством TDCS. Невыполнение этого требования может привести к доставке неправильный тип стимуляции к участнику. Убедитесь, что кабель помечены как &quot;центр&quot;, который очень часто бывает красный, подключен к соответствующему разъему (анод или катод). Оператор также должен визуально осмотреть Ag / AgCl спеченных электродов кольцо для доказательства осаждения продуктов электролиза перед каждым использованием и замените их, если указано. После каждого активного сеанса стимуляции, продукты электрохимических реакций, как правило, растут на шероховатой поверхности в нижней части электродов. По этой причине, рекомендуется, чтобы каждый электрод быть расположен в центре 4x1 конфигурации для двух активных сеансов стимуляции только. Впоследствии, она может быть повернута и использована в качестве одного из электродов возврата. После каждого из пяти электродов в наборе служил в качестве центрального электрода дважды, рекомендуется использовать новый набор электродов. Достаточно просто пометить каждый электрод и записывать числа использований для того, чтобы повернуть их на скоординированной основе. В дополнение к переносимости, (ограниченный) вращения электродов также предназначено, чтобы избежать высокого импеданса случай, когда ток не будет разделена поровну ACROSS четыре электрода возвращения. Оператор несет ответственность за проверку качества контакта до стимуляции (как описано в шагах с 5,12 до 5,14), а чтобы не было аномально высоких значений сопротивления не наблюдается. Это может произойти, что участники двигать головой сильно и не случайно тянуть кабели и выбить или порвать. По этой причине желательно, чтобы каждая петля кабель вокруг пластиковый корпус и на ленту 4x1 Кабель выходного адаптера к поверхности (то есть стул или одежды участника). Если необходимо, то можно добавить местные анестетики на кожу, чтобы предотвратить потенциально неприятных ощущений и повышение ослепление участников исследования. Тем не менее, следует иметь в виду, что, хотя ожоги кожи не сообщалось с HD-ТОК, не может быть небольшой теоретический риск для этого отрицательных последствий и использование местных анестетиков может помешать участникам из Reporting его во время стимуляции. В этой демонстрации, а также в наших предыдущих исследований, мы не использовали местные анестетики, как любой дискомфорт обычно представляют в виде мягкой. Как упоминалось выше, для того, чтобы иметь оптимальный результат, очень важно, чтобы предотвратить электрический гель распространению за пределы пластикового корпуса. В противном случае токовый шунт сил от одного электрода к другому. Важные соображения во время стимуляции Если этого не требуется, так как часть дизайна исследования, предмет не должны спать, читать или иным образом отвлекаться во время стимуляции сессии. Это важно, поскольку сообщалось, что интенсивные когнитивные усилия, скуки или сна, активация мышц и другие виды деятельности, приводящие к изменению возбудимости коры может привести к изменению и противоположные эффекты обычных TDCS 27. После начала секtimulation, и для того, чтобы предотвратить побочные эффекты от внезапного начала протекания тока, устройство автоматически пандусы текущий вверх и вниз в течение тридцати секунд. По тем же причинам не переключаться между &quot;Перевал&quot; и &quot;Scan&quot; режимов в то время как обычное устройство TDCS генерирует ток. Это всегда целесообразно периодически просить субъекты ли они чувствовать себя комфортно с процедурой для того, чтобы убедиться, что стимуляция идет безопасно. Стимуляция в восприимчивых групп населения, в том числе педиатрических пациентов, может потребоваться корректировка дозы. Практические аспекты после процедуры Для того, чтобы собрать дополнительные данные о безопасности и для мониторинга HD-ТОК эффект, мы рекомендуем использовать анкеты неблагоприятных эффектов, таких как тот, изображенный в таблице 3, которые должны быть доставлены участниками после каждой сессии. Убедитесь, что экран на наличие наиболее распространенных AdveРГП эффекты, связанные с HD-ТОК, такие как дискомфорт, покалывание, зуд и жжение. Кроме того, значимость этих данных может быть улучшена также просят для количественного субъективные оценки. Это может быть достигнуто путем иметь числовой шкале для пациентов, чтобы сообщить интенсивность или тяжесть побочных эффектов, например, от 1 до 5 или от 1 до 10. Важно также, чтобы доставить анкеты побочный эффект после каждого сеанса обман. Это позволяет сравнивать частоту побочных эффектов, связанных с как активная, так и фиктивными стимуляции. Для обычных TDCS, некоторые побочные эффекты были зарегистрированы, чтобы быть еще более частыми в группе фиктивных 24, головная боль является одним из примеров. Возможные изменения Для 4x1 HD-ТОК, протоколов стимуляции может быть разработан с участием различных целевых местоположений, полярность тока и интенсивности, а радиус кольца. Как правило, увеличение диаметра 4x1 кольцо IncreaSE глубину проникновения и максимальной интенсивностью под кольцом 28. И наоборот, снижение радиуса кольца увеличивается очаговости но уменьшает индуцированное мозга электрическим полем. Таким образом, дальнейшее исследование оптимальной дозы на индикацию является оправданным. Хотя эта статья ориентирована на 4x1 кольцо HD-TDCS, другие развертывание электрод также может быть использован, например, 4x2 и 3x3 (двойной полосы), среди прочих. Хотя HD-TDCS предлагает множество вариантов настройки, способы позиционирования и подготовки электрода, как описано здесь, должны быть соблюдены вместе с использованием только оборудование и принадлежности, которые специально были испытаны для этой цели. Это включает в себя обращая особое внимание на HD пластиковая конструкция корпуса, гель, и электродов. Например, электроды, кроме Ag / AgCl спеченные кольца также были протестированы с тем чтобы доставить тока, таких как Ag гранул, Ag / AgCl гранул, Ag / AgCl диск и резиновые гранулы 9. Тем не менее, как Ag и резиновых гранул электродов вызыватьг изменения рН и повышение температуры и потенциала электрода было зарегистрировано для всех электродов, за исключением Ag / AgCl кольца и диска. Таким образом, очевидно, что Ag / AgCl электродов кольцо может быть эффективным и безопасным подходом. В будущем, изменения подхода, описанного в этой статье могут быть также использованы для проведения мероприятий, такие как транскраниальная стимуляция переменным током. Недостатки На данный момент, роль 4x1 кольцо HD-ТОК полярности на возбудимости коры остается неясным. Хотя нейрофизиологические исследования показали, что как 1,0 мА и 2,0 мА анодного 4x1 кольцо HD-ТОК привело к увеличению возбудимости коры среди здоровых предметов 13,14, более широкая совокупность доказательств непосредственно касающихся HD-ТОК исследования необходимо прежде, чем любое обобщение можно быть сделаны. Кроме того, следует отметить, что эффект модуляции корковой возбудимости использованием 4x1 кольцо HD-ТОК может зависеть от времени, достигая горохак. несколько минут после окончания стимуляции, а не сразу же после его 14,16. Таким образом, последовательное оценках более различные моменты времени после вмешательства могут быть необходимы для того, чтобы получить точные результаты.

Транскраниальной постоянного тока стимуляции (ЦТД) является неинвазивным методом стимуляции мозга, способных модифицировать нейронов мембранный потенциал покоя, а уровень спонтанного нейронов в области стимуляции, а также в взаимосвязанных нейронных сетей 1 с эндогенным μ-опиоидных система 2, тем самым модуляции возбудимости коры. Нейромодуляторных TDCS эффекты, в сочетании с его низкой стоимости, простое приложение и портативность, привели к его широкому использованию в течение последнего десятилетия в самых различных условиях. Они включают нейрофизиологических исследований, когнитивные и поведенческие вмешательства и пациент исследований по оценке расстройств, таких как хронические боли, депрессии, мигрени, удара, болезни Паркинсона и шум в ушах 3. Однако поставки постоянного тока (DC) выполняется с использованием большого прокладки, обычно 25-35 см 2, которые стимулируют относительно широкие области коры головного мозга расположены betweeн анодом и катодом 4. Таким образом, фокусное стимулирования целевой области коры, не привлекая стимуляции соседние анатомические области, трудно достичь с этой техникой. Несколько подходов были исследованы с целью &quot;форму&quot; тока путем изменения расстояния между электродами 5 и увеличения / уменьшения размера площадку для уменьшения / увеличения модуляции в областях коры под электродом 6. Тем не менее, усилия по дальнейшей целевой ток, избегая при шунтировании тока между электродами остается 7,8 процента. High-Definition (HD)-ТОК является недавно разработанный вмешательство, которое использует массивы меньше, специально разработанные электроды 9. Различные конфигурации были проверены, которые могут быть модифицированы с целью улучшения стимуляции задачи 10. В их числе и 4x1-кольцевой конфигурации, монтаж, который использует центральный электрод вышележащих целевой корковой области, окруженнойчетырьмя электродами возвращения 4. Центральный электрод определяет полярность стимуляции либо анодной или катодной, а радиусы возвращение электродов ограничивают область проходит возбудимость модуляции. Исследования мозга моделирования показывают, что площадь коры проходит модуляции использованием 4x1 HD-TDCS конфигурация является более ограниченной по сравнению с стандартными биполярный монтаж обычных TDCS 4. Кроме того, его очаговости является устойчивым к ткани (моделирование) параметров 11. Клинические исследования с использованием нейрофизиологических 4x1 кольцо транскраниальной электростимуляции подтверждают Фокусное текущей поставки 12. Потенциальных применений этого вмешательства аналогичны обычной TDCS. Поведенческие и нейрофизиологических исследований с использованием 4x1 кольцо HD-ТОК над первичной моторной коры (M1) регистрировать изменения в возбудимости коры и после 13 эффектов, которые могут пережить те на, вызванных обычными TDCS 14. Текущие исследования с использованием 4x1 кольцо HD-ТОК поддержать его переносимость как у здоровых субъектов и пациентов 13-15 16, когда интенсивность достигает 2,0 миллиампер (мА) доставляются в течение двадцати минут. Хотя HD-TDCS хорошо переносится, важно использовать только устройства, и электроды, которые были протестированы для этой цели. Цель этой статьи заключается в обеспечении систематической демонстрации использования 4x1 кольцо электродов для HD-ТОК. Стимуляция M1 был выбран, так как он является наиболее распространенным монтаж использованы в различных клинических исследованиях. Тем не менее, методы, описанные может быть адаптирован для нападения на другие регионы мозга, таких как дорсолатеральная префронтальной коре (DLPFC). Как будет показано ниже, правильное позиционирование электрода прост в исполнении, но важные для точного целевого стимулирования областях коры. Мы надеемся, что эта демонстрация будет способствовать поддержке и увеличить строгость будущего HD-ТОКиспытаний, которые являются еще одним свидетельством о механизмах и приложений этого романа вмешательства.

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

technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (hd-tdcs)

Высокой четкости транскраниальной стимуляции постоянным током (HD-ТОК) в недавно был разработан в качестве неинвазивного подхода стимуляции мозга, которая повышает точность текущей поставки в мозг с помощью массивов меньшего &quot;высокой четкости&quot; электродов, вместо больших PAD- Электроды обычном TDCS. Таргетинг достигается путем подачи на электроды, помещенные в заданных конфигураций. Одним из них является 4x1-кольцевой конфигурации. При таком подходе центральный электрод кольцо (анод и катод), покрывающей целевой зоны коры головного мозга окружен четырьмя возвращение электродов, которые помогают ограничивать области стимуляции. Поставка 4x1 кольцо HD-ТОК способен вызывать значительные нейрофизиологических и клинических эффектов как у здоровых лиц и больных. Кроме того, его переносимость при поддержке исследований с использованием интенсивности достигает 2,0 миллиампер в течение двадцати минут. Даже при том, 4x1 HD-ТОК прост в перформансам, правильное позиционирование электрода важно, чтобы точно стимулировать целевой областей коры и его последствия оказывают нейромодуляторных. Использование электродов и аппаратные средства, которые специально были протестированы на HD-TDCS является критическим для безопасности и переносимости. Учитывая, что большинство опубликованных исследований по 4x1 HD-ТОК которые ориентированы первичной моторной коры (M1), особенно связанных с болью результатов, целью данной статьи является систематическое описание ее использования для стимуляции M1, а также соображения были приняты для безопасного и эффективного возбуждения. Тем не менее, методы, описанные здесь, могут быть адаптированы для других HD-ТОК конфигураций и корковых целей.

<html> Если электроды расположены соответствующим образом и что импеданс значения находятся в пределах адекватный диапазон, DC будет течь от анода к несколько катодов (на аноде центр 4x1 HD-TDCS) на время стимуляции. Выходной ток интенсивностью будет доставлен обычным устройством TDCS и показано в разделе &quot;Правда текущее&quot; индикатора. Аналогичным образом, если режим фиктивных выбрана, устройство автоматически прекратит доставку DC около тридцати секунд после его начала, а индикатор покажет прекращение доставки DC (рис. 8). Она является общей для участников сообщить зуд, покалывание или легкое жжение после начала стимуляции. Эти явления часто наблюдаются в обоих обман и активных HD-ТОК 15,16 и следует указать, что DC в настоящее время доставлены по назначению. Тем не менее, они, как правило, как правило, исчезают после первых нескольких минут стимуляции. Содержание &quot;&gt; Как правило, предполагается, что области мозга, с более тока, скорее всего, можно модулировать в то время как регионы будут мало или незначительно ток не будут непосредственно затронуты. Таким образом, фокусное тока производства 4x1-HD-ТОК будет будет производить локализованные нейромодуляции. Вычислительные модели 4,14,15 показали, что кольцо 4x1 HD-ТОК результаты в несколько инстанций, стимуляция головного мозга по сравнению с обычными TDCS (рис. 9). Как сообщает Датта и др.. 4,11, площадь коркового модуляции возбудимости индуцированного 4x1 кольцо HD-TDCS был ограничен в пределах кольца периметру, и пик электрическое поле была под центральным электродом. В отличие от обычных TDCS вызванных стимуляцией различных других регионах, таких как ипсилатеральной временной и двусторонних лобных долей, а электрическое поле пика на полпути между двумя электродами, а не под одним из них. HD-ТОК является новым Technique и, следовательно, его последствия не были изучены так же широко, как и у обычных TDCS. Однако, его потенциальные применения схожи, с другими еще предстоит изучить. Текущие исследования с использованием 4x1 кольцо HD-ТОК показывают, что у здоровых добровольцев это может значительно уменьшить жар и холод сенсорных порогов, и привести к предельным обезболивающим эффектом для холодной болевой порог (рис. 10) 15. Кроме того, это может привести к значительным изменениям в кортикальной возбудимости, при измерении с использованием двигателя вызванных потенциалов 13,14 (рисунок 11). У пациентов фибромиалгии, активная 4x1 кольцо HD-ТОК вызвало значительное снижение воспринимается боли (рис. 12) и значительно увеличить механическую пороги обнаружения по сравнению с фиктивным 16. Исследования, сравнивающие HD-ТОК и обычных TDCS будет иметь важное значение для того, чтобы выяснить последствия каждого вмешательства. Однако один десятиминутный SESSIO<html> N анодного HD-ТОК на 2,0 мА уже сообщалось Го и др.. +14 оказывать более заметным, более прочного возбуждающие последствия и более терпимо, чем обычная стимуляция TDCS (рис. 13), в пользу его применения в научных исследованиях и потенциально в клинических условиях. <img alt="Рисунок 1" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig1.jpg"/> Рисунок 1. 4x1 Многоканальный Стимуляция адаптер (слева) подключен к обычным устройством TDCS (справа). <img alt="Рисунок 2" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig2.jpg" /> Рисунок 2. Ag / AgCl спеченных электродов кольцо, с гладкими закругленными (черный) и шероховатых поверхностей. Электроды соединены с соответствующими приемниками на 4x1 выходной кабель адаптера. tp_upload/50309/50309fig3.jpg &quot;/&gt; Рисунок 3. Анатомические ориентиры (слева) и первичной моторной коры (M1) локализация на основе Международной системы ЭЭГ 10-20 (справа). <img alt="Рисунок 4" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig4.jpg" /> Рисунок 4. Предлагаемый позиционирования для электродов HD основан на 10-20 ЭЭГ системы. Другие монтажи также могут быть проверены. <img alt="Рисунок 5" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig5.jpg" /> Рисунок 5. Электрические применение геля (слева). В целях предотвращения тока от маневрового между электродами, следует позаботиться, чтобы избежать распространения электрического геля за пределы пластикового корпуса (справа). <img alt="Рисунок 6" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig6.jpg" /> Рисунок 6. Рlacement кольца электрод в пластиковом корпусе. Шероховатой поверхности электрода должна быть направлена ​​вниз и гладкие округлые поверхности лицевой стороной вверх. Кольцевого электрода должна быть снижена, пока она не опирается на основание пластикового корпуса (слева) и колпачок зафиксирован (справа). <img alt="Рисунок 7" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig7.jpg" /> Рисунок 7. Пример 4x1 HD-ТОК установки. <img alt="Рисунок 8" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig8.jpg" /> Рисунок 8. Доставки активных (слева) и фиктивными (справа) режим обычного устройства TDCS. От DaSilva соавт. 19. <img alt="Рисунок 9" fo:content-width="6in" fo:src="/files/ftp_upload/50309/50309fig9highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig9.jpg" /> Рисунок 9.<html> Вычислительная модель сравнения между первичной моторной коры 4x1 кольцо HD-ТОК (вверху) и обычных TDCS использованием стандартного биполярного губки монтажа (см. ниже). <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50309/50309fig9large.jpg" target="_blank">Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок</a> . <img alt="Рисунок 10" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig10.jpg" /> Рисунок 10. Жар и холод сенсорные пороги и холодные болевой порог измеряется в здоровых испытуемых до (PRE) и после (пост) 4x1 кольцо HD-ТОК. Протокол состоял на поставку 2 мА активной анодной HD-ТОК или фиктивных стимулирование к первичной моторной коры в течение 20 мин. Измененный Borckardt соавт. 15. <a href="http://www.jove.com/files/ftp_upload/50309/50309fig10large.jpg" target="_blank">Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок</a> . p_upload/50309/50309fig11.jpg &quot;/&gt; Рисунок 11. Воздействие 4x1 кольцо HD-ТОК на моторные вызванные потенциалы (MEP) амплитуды в здоровых субъектов. Протокол состоял на поставку 1 мА активной анодной HD-ТОК или фиктивных стимулирование к первичной моторной коры в течение 20 мин. MEP измеряли до и после стимуляции, а амплитуда последнего нормированы, что и базовый уровень. Усов стандартных отклонений. Измененный Капарелли-Daquer и др.. 13. <img alt="Рисунок 12" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig12.jpg" /> Рисунок 12. Воздействие 4x1 кольцо HD-ТОК на воспринимаемое боли у пациентов фибромиалгии. Пациентам было предложено оценить их общую боль использованием визуального числовую шкалу до, сразу и через 30 мин после стимуляции. Протокол состоял из одного сессий активных анодных и катодная HD-ТОК, подается на левую первичной моторной коры (2мВ течение 20 мин) и фиктивными стимуляции. Усы представляют стандартную ошибку. Измененный Villamar соавт. 16. <img alt="Рисунок 13" src="/files/ftp_upload/50309/50309fig13.jpg" /> Рисунок 13. Сравнение последствий индуцированного анодной и катодной стимуляции с использованием обычных TDCS и 4x1 кольцо HD-ТОК. Мотор вызванных потенциалов (МООС) амплитуда измеряли до и после родов 2 мА обычных TDCS или 4x1 HD-ТОК в течение 10 мин. Последовательное оценок были проведены для оценки временной ход последствий. МООС амплитуды послестимуляционное нормализовалось, что и базовый. Измененный Куо и др.. 14. <table border="1" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td fo:width="1in" rowspan="15"> Вы когда-нибудь ... </td><td fo:width="4in"> Имел неблагоприятной реакции на TMS / ТОК? </td></tr><tr><td> Имел seizuRE? </td></tr><tr><td> Имел необъяснимая потеря сознания? </td></tr><tr><td> Был инсульт? </td></tr><tr><td> Получил серьезную травму головы? </td></tr><tr><td> Была операция по голове? </td></tr><tr><td> Если бы кто-то мозга связаны, неврологическими заболеваниями? </td></tr><tr><td> Если бы любой болезни, которые могут вызвать повреждение головного мозга? </td></tr><tr><td> Вы страдаете от частых или сильных головных болей? </td></tr><tr><td> Есть ли у вас металл в голове (вне полости рта), такие как шрапнель, хирургические зажимы, или фрагментов из сварки? </td></tr><tr><td> Есть ли у вас имплантированных медицинских устройств, таких как кардиостимуляторы или медицинские насосы? </td></tr><tr><td> Принимаете ли вы какие-либо лекарства? </td></tr><tr><td> Вы беременны, или вы сексуально активны и не уверен, что вы могли бы быть беременной? </td></tr><tr><td> Кто-нибудь в вашей семье страдает эпилепсией? </td></tr><tr><td> Вам нужна дополнительнаяразъяснения по TDCS / HD-ТОК или связанные с ней риски? </td></tr></tbody></table> Таблица 1. Скрининг на противопоказания и особые соображения, прежде TDCS / HD-ТОК. <table border="1" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td fo:width="1in" rowspan="14"> Материалы </td><td fo:width="4in"> Одна условная устройства TDCS </td></tr><tr><td> Один 4x1 адаптер Стимулирование Многоканальная </td></tr><tr><td> Четыре 9-вольтовой батареи </td></tr><tr><td> Одна модульная крышка записи электроэнцефалограммы </td></tr><tr><td> Пять Ag / AgCl спеченных электродов кольцо </td></tr><tr><td> Пять специально разработанные HD пластиковые корпуса и соответствующими крышками </td></tr><tr><td> Один полиэтиленовый поршень </td></tr><tr><td> Кабели </td></tr><tr><td> Одна измерительная лента </td></tr><tr><td> Один деревянный ватным тампоном </td></tr><tr><td> Электрически проводящего геля </td></tr><tr><td> Один 3 - или 5-мл шприц </td></tr><tr><td> Скотч </td></tr><tr><td> Бумажные полотенца </td></tr></tbody></table> Таблица 2. Материалы. <table border="1" fo:keep-together.within-page="always"><tbody><tr><td> Вы испытываете любой из следующих симптомов или побочных эффектов? </td><td> Введите значение (1-4) в пространстве ниже. 1-Отсутствует 2-мягкий 3-Умеренная 4-Тяжелые </td><td> Если есть, вы думаете, это связано с HD-ТОК? Не 1-NONE 2-Remote 3-Возможная 4-Вероятная 5 определенная </td><td> Примечания </td></tr><tr><td> Головная боль </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Боль в шее </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Боли головы </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Ожоги кожи головы </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Покалывание </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Покраснение кожи </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Сонливость </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Проблемы с концентрацией внимания </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Острые изменения настроения </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Другое (укажите): </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Таблица 3. Побочное действие после скрининга HD-ТОК.

Watch this Scientific Journal Video about Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation HD-tDCS at JoVE.com

Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation HD-tDCS

Высокой четкости транскраниальной стимуляции постоянным током (HD-ТОК), с его 4x1 кольцо монтаж, является неинвазивным методом стимуляции мозга, которая сочетает в себе как нейромодуляторных эффекты обычных TDCS с повышенным очаговости. Эта статья обеспечивает систематическое демонстрации использования 4x1 HD-TDCS, и соображения, необходимые для безопасной и эффективной стимуляции.

Техника и соображения в области использования 4x1 Кольцо высокой четкости транскраниальная стимуляция постоянным током (HD-ТОК) в

High-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) has recently been developed as a noninvasive brain stimulation approach that increases ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Technique and Considerations in the Use of 4x1 Ring High-definition Transcranial Direct Current Stimulation (HD-tDCS)

Programmed Electrical Stimulation in Mice

Программируемая Электрическая стимуляция у мышей

Genetically-modified mice have emerged as a preferable animal model to study the molecular mechanisms underlying conduction abnormalities, atrial and ...

X-ray Dose Reduction through Adaptive Exposure in Fluoroscopic Imaging

Доза рентгеновского излучения с нищетой на основе адаптивного выдержки в рентгеноскопии изображений

X-ray fluoroscopy is widely used for image guidance during cardiac intervention. However, radiation dose in these procedures can be high, and this is a ...

Utilizing Transcranial Magnetic Stimulation to Study the Human Neuromuscular System

Использование транскраниальной магнитной стимуляции по изучению прав нервно-мышечной системы

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been in use for more than 20 years 1, and has grown exponentially in popularity over the past decade.  While ...

Utilizing Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Improve Language Function in Stroke Patients with Chronic Non-fluent Aphasia

Используя Повторная транскраниальная магнитная стимуляция для улучшения речевой функции у пациентов с инсультами с хронических неинфекционных свободный афазия

Transcranial magnetic stimulation (TMS) has been shown to significantly improve language function in patients with non-fluent aphasia1. In this ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Экзайтотоксическим Стимуляция мозга Microslices как<em&gt; В пробирке</em&gt; Модель инсульта

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) Spectroscopic Imaging of Human Tissue Sections towards Improving Pathology

High-definition Fourier Transform Infrared FT-IR Spectroscopic Imaging of Human Tissue Sections towards Improving Pathology

Преобразование Фурье высокой четкости инфракрасного (ИК-Фурье) спектральные визуализации тканей человека разделах, направленные на совершенствование патологии

High-definition Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopic imaging is an emerging approach to obtain detailed images that have associated ...

A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Multiple Sclerosis (MS)

A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Multiple Sclerosis MS

Протокол для использования дистанционно-Руководил транскраниальной стимуляции постоянного тока (ТОК) рассеянного склероза (РС)

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low amplitude direct currents to alter cortical ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

Использование Saccadometry с Глубокая стимуляция мозга для изучения нормальной и патологической функции мозга

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Development of a Direct Pulp-capping Model for the Evaluation of Pulpal Wound Healing and Reparative Dentin Formation in Mice

Развитие прямого Pulp-укупорки модель для оценки пульпозного ранозаживляющим и Репаративная дентина Формирование у мышей

Dental pulp is a vital organ of a tooth fully protected by enamel and dentin. When the pulp is exposed due to cariogenic or iatrogenic injuries, it is ...

Cavernous Nerve Stimulation and Recording of Intracavernous Pressure in a Rat

Кавернозных нерва стимуляции и запись интракавернозные давления в крыса

The stimulation of the cavernous nerve (CN) and measurement of intracavernous pressure (ICP) have been used extensively to test and evaluate therapies for ...