Name: stimulation location determination using a 3d digitizer with high-definition transcranial direct current stimulation
Uploaded: 2019-12-20T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation at JoVE.com

Denne undersøgelse blev støttet af National Natural Science Foundation i Kina (31972906), iværksætteri og innovation program for Chongqing Overseas returnerede lærde (cx2017049), grundlæggende forskningsmidler til centrale universiteter (SWU1809003), Open Forskningsfond af det centrale laboratorium for mental sundhed, Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences (KLMH2019K05), forskning innovation projekter af kandidatstuderende i Chongqing (CYS19117), og forskningsprogrammet midler af den kollaborative innovation Center for vurdering mod grundlæggende uddannelse kvalitet på Beijing Normal University (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003, og JCXQ-C-LA-1). Vi vil gerne takke Prof. Ofir turel for hans forslag om det tidlige udkast til dette manuskript.

Protokollen overholder retningslinjerne fra den institutionelle revisions bestyrelse i Southwest University.
1. bestemmelse af Stimulations placering
<ol><li>Gennemgå litteraturen og bekræft stimulation placering (her, rtpj)19,20,21.</li>
</ol>2. klargøring af elektrodeholder Cap
Bemærk: følgende trin er vist i <strong class="xf...

<ol>
	<li>Nitsche, M. 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=Excitability+changes+induced+in+the+human+motor+cortex+by+weak+transcranial+direct+current+stimulation.">Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.</a> Journal of Physiology. 527, 633-639 (2000).</li><li>Sellaro, R., Nitsche, M. A., Colzato, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+stimulated+social+brain:+effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+on+social+cognition.">The stimulated social brain: effects of transcranial direct current stimulation on social cognition.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1369 (1), 218-239 (2016).</li><li>Chen, W., 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=Sex-based+differences+in+right+dorsolateral+prefrontal+cortex+roles+in+fairness+norm+compliance.">Sex-based differences in right dorsolateral prefrontal cortex roles in fairness norm compliance.</a> Behavioural Brain Research. 361, 104-112 (2019).</li><li>S&#225;nchez-Kuhn, A., P&#233;rez-Fern&#225;ndez, C., C&#225;novas, R., Flores, P., S&#225;nchez-Santed, 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+as+a+motor+neurorehabilitation+tool:+an+empirical+review.">Transcranial direct current stimulation as a motor neurorehabilitation tool: an empirical review.</a> BioMedical Engineering Online. 16 (1), 76 (2017).</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> Journal of Neural Engineering. 8 (4), 046011 (2011).</li><li>Seo, H., Kim, H. I., Jun, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effect+of+a+Transcranial+Channel+as+a+Skull/Brain+Interface+in+High-Definition+Transcranial+Direct+Current+Stimulation-A+Computational+Study.">The Effect of a Transcranial Channel as a Skull/Brain Interface in High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation-A Computational Study.</a> Science Report. 7, 40612 (2017).</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 Stimulation. 2, 201-207 (2009).</li><li>Turski, C. 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=Extended+Multiple-Field+High-Definition+transcranial+direct+current+stimulation+(HD-tDCS)+is+well+tolerated+and+safe+in+healthy+adults.">Extended Multiple-Field High-Definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS) is well tolerated and safe in healthy adults.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 35 (6), 631-642 (2017).</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> Journal of Neural Engineering. 5 (2), 163-174 (2008).</li><li>Edwards, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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. 74, 266-275 (2013).</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 Stimulation. 6 (4), 644-648 (2013).</li><li>Singh, A. K., Okamoto, M., Dan, H., Jurcak, V., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+registration+of+multichannel+multi-subject+fNIRS+data+to+MNI+space+without+MRI.">Spatial registration of multichannel multi-subject fNIRS data to MNI space without MRI.</a> Neuroimage. 27 (4), 842-851 (2005).</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> Journal of Visualized Experiments. (51), (2011).</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=Technique+and+considerations+in+the+use+of+4x1+ring+high-definition+transcranial+direct+current+stimulation+(HD-tDCS).">Technique and considerations in the use of 4x1 ring high-definition transcranial direct current stimulation (HD-tDCS).</a> Journal of Visualized Experiments. (77), e50309 (2013).</li><li>Jasinska, K. K., Guei, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroimaging+Field+Methods+Using+Functional+Near+Infrared+Spectroscopy+(NIRS)+Neuroimaging+to+Study+Global+Child+Development:+Rural+Sub-Saharan+Africa.">Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa.</a> Journal of Visualized Experiments. (132), (2018).</li><li>Logothetis, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+we+can+do+and+what+we+cannot+do+with+fMRI.">What we can do and what we cannot do with fMRI.</a> Nature. 453 (7197), 869-878 (2008).</li><li>Glover, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+functional+magnetic+resonance+imaging.">Overview of functional magnetic resonance imaging.</a> Neurosurgery Clinics of North America. 22 (2), 133-139 (2011).</li><li>Zhu, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The easy and stable marking method for registering fNIRS data to MNI space by using 10-20 system. , (2012).</li><li>Young, L., Saxe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+fMRI+Investigation+of+Spontaneous+Mental+State+Inference+for+Moral+Judgment.">An fMRI Investigation of Spontaneous Mental State Inference for Moral Judgment.</a> Journal of Cognitive Neuroscience. 21, 1396-1405 (2009).</li><li>Young, L., Cushman, F., Hause, M., Saxe, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+basis+of+the+interaction+between+theory+of+mind+and+moral+judgment.">The neural basis of the interaction between theory of mind and moral judgment.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 104, 8235-8240 (2007).</li><li>Jurcak, V., Tsuzuki, D., Dan, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=10/20,+10/10,+and+10/5+systems+revisited:+their+validity+as+relative+head-surface-based+positioning+systems.">10/20, 10/10, and 10/5 systems revisited: their validity as relative head-surface-based positioning systems.</a> Neuroimage. 34 (4), 1600-1611 (2007).</li><li>Schestatsky, P., Morales-Quezada, L., 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=Simultaneous+EEG+monitoring+during+transcranial+direct+current+stimulation.">Simultaneous EEG monitoring during transcranial direct current stimulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (76), (2013).</li><li>Klem, G. H., L&#252;ders, H. O., Jasper, H. H., Elger, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ten-twenty+electrode+system+of+the+International+Federation.+The+International+Federation+of+Clinical+Neurophysiology.+Cleveland+Clinic+Foundation.">The ten-twenty electrode system of the International Federation. The International Federation of Clinical Neurophysiology. Cleveland Clinic Foundation.</a> Electroencephalography &amp; Clinical Neurophysiology Supplement. 52, 3 (1999).</li><li>Society, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guideline+thirteen:+Guidelines+for+standard+electrode+position+nomenclature.">Guideline thirteen: Guidelines for standard electrode position nomenclature.</a> Journal of Clinical Neurophysiology. 1, 111-113 (1994).</li><li>Oostenveld, R., Praamstrac, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+five+percent+electrode+system+for+high-resolution+EEG+and+ERP+measurements.">The five percent electrode system for high-resolution EEG and ERP measurements.</a> Clinical Neurophysiology. 112, 713-719 (2001).</li><li>Saturnino, G. B., Antunes, A., Thielscher, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+importance+of+electrode+parameters+for+shaping+electric+field+patterns+generated+by+tDCS.">On the importance of electrode parameters for shaping electric field patterns generated by tDCS.</a> Neuroimage. 120, 25-35 (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L.+Real-time+Recording+System+of+Visual+Head+3D+Positioning+Information+(VPen).">L. Real-time Recording System of Visual Head 3D Positioning Information (VPen).</a> China patent. , (2014).</li><li>Ye, J. C., Tak, S., Jang, K. E., Jung, J., Jang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=NIRS-SPM:+Statistical+parametric+mapping+for+near-infrared+spectroscopy.">NIRS-SPM: Statistical parametric mapping for near-infrared spectroscopy.</a> Neuroimage. 44 (2), 428-447 (2009).</li><li>Decety, J., Lamm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+the+right+temporoparietal+junction+in+social+interaction:+how+low-level+computational+processes+contribute+to+meta-cognition.">The role of the right temporoparietal junction in social interaction: how low-level computational processes contribute to meta-cognition.</a> Neuroscientist. 13 (6), 580-593 (2007).</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> The Journal of Pain. 14 (4), 371-383 (2013).</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> The Journal of Pain. 13 (2), 112-120 (2012).</li></ol>

Sammenlignet med traditionelle tDCS øger HD-tDCS focality af stimulation. Typiske steder for stimulation er ofte baseret på 10-20 EEG-systemet. Det kan dog være vanskeligt at bestemme de præcise stimulerings punkter ud over dette system. Dette papir kombinerer en 3D-digitaliseringsenhed med HD-tDCS for at bestemme stimulations punkter ud over 10-20-systemet. Det er vigtigt klart at definere trin og forholdsregler for at gøre og bruge elektrode hætten i sådanne tilfælde.
Generelt er pos...

Transcranial Direct Current stimulation (tDCS) er en ikke-invasiv teknik, der modulerer kortikale excitabilitet med svage direkte strømme overhoved bunden. Det har til formål at etablere kausalitet mellem neurale excitabilitet og adfærd hos raske mennesker1,2,3. Hertil kommer, som en motor patienter værktøj, TDCs er meget udbredt i behandlingen af Parkinsons sygdom, slagtilfælde, og cerebral parese4. Eksisterende data tyder på, at traditionelle pad-baserede TDCs producerer strøm gennem en relativt større hjerneregion5,6,7. High-definition transcranial jævnstrøm stimulation (HD-TDCs), med midterringen elektrode sidder over et mål kortikale region omgivet af fire afkast elektroder8,9, øger focality ved at omringe fire ring områder5,10. Desuden har ændringer i excitabilitet af hjernen induceret af HS-tDCS betydeligt større størrelser og længere varighed end dem, der genereres af traditionelle tDCS7,11. Derfor, HD-tDCS er meget udbredt i forskning7,11.
Ikke-invasiv hjerne stimulation (NIBS) kræver specialiserede metoder for at sikre, at der findes et stimulerings sted i standard MNI-og Talairach-systemerne12. Neuronavigation er en teknik, der giver mulighed for kortlægning interaktioner mellem transcraniale stimuli og den menneskelige hjerne. Dens visualisering og 3D-billeddata bruges til præcis stimulation. I både TDCs og HD-TDCs er en fælles vurdering af stimulerings steder på hovedbunden typisk EEG 10-20 system13,14. Denne måling er meget udbredt til placering af TDCs Pads og optode holdere til funktionel nær infrarød spektroskopi (fnirs) i den indledende fase13,14,15.
Det kan være vanskeligt at bestemme de præcise stimulations punkter ved brug af 10-20-systemet (f. eks. i temporo-parietal-krydset [TPJ]). Den bedste måde at løse dette på er at få strukturelle billeder fra deltagere ved hjælp af magnetisk resonans imaging (MRI), derefter få den nøjagtige sonde position ved at matche målpunkter til deres strukturelle billeder ved hjælp af digitalisering af produkter15. MRI giver god rumlig opløsning, men er dyrt at bruge15,16,17. Desuden kan nogle deltagere (f. eks. personer med metalimplantater, klaustrofobiske mennesker, gravide kvinder osv.) ikke udsættes for MRI-scannere. Derfor er der et stærkt behov for en bekvem og effektiv måde at overvinde de ovennævnte begrænsninger og øge nøjagtigheden i fastsættelsen af stimulations punkter.
Denne protokol bruger en 3D digitaliseringsenhed til at overvinde disse begrænsninger. Sammenlignet med MRI er de vigtigste fordele ved en 3D-digitaliseringsenhed lave omkostninger, enkel anvendelse og bærbarhed. Det kombinerer fem referencepunkter (dvs., cz, FPZ, Oz, venstre preaukulært punkt, og højre preaukulære punkt) af personer med lokaliseringsoplysninger om målet stimulation punkter. Derefter, det producerer en 3D-position af elektroder på motivet hoved og anslår deres kortikale positioner ved at montere med de store data fra det strukturelle billede12,15. Denne probabilistiske registreringsmetode gør det muligt at fremlægge transcraniale kortlægnings data i MNI-koordinatsystemet uden at optage et motiv af magnetiske resonans billeder. Tilgangen genererer anatomiske automatiske etiketter og Brodmann-områder11.
3D digitaliserings programmet, der bruges til at markere rumkoordinater baseret på data fra strukturelle billeder, blev først brugt til at bestemme positionen af optodes i fNIRS Research18. For dem, der bruger HD-tDCS, bryder en 3D-digitaliseringsenhed de endelige stimulerings punkter i EEG 10-20-systemet. Afstanden mellem de fire retur elektroder og midterelektroden er fleksibel og kan justeres efter behov. Når du bruger 3D digitizer med denne protokol, koordinaterne for rTPJ blev opnået, som er uden for 10-20-systemet. Også vist er de procedurer for målretning og stimulere den rigtige temporo-parietal Junction (rTPJ) af den menneskelige hjerne.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1X1 Low Intensity transcranial DC Stimulator</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>1300A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-dimensional Polhemus-Patriot Digitizer</td>
			<td>POLHEMUS</td>
			<td>1A0453-001</td>
			<td>PATRIOT system component</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4X1 Multi-Channel Stimulation Interface</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>4X1-C3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dell desktop computer</td>
			<td>Dell</td>
			<td>CRFC4J2</td>
			<td>Master computer to run 3D digitizer application</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stimulation location determination using a 3d digitizer with high-definition transcranial direct current stimulation

Den overflod af Neuro imaging data og hurtig udvikling af maskinel indlæring har gjort det muligt at undersøge hjernen aktivering mønstre. Men, kausale beviser for hjernen område aktivering fører til en adfærd er ofte tilbage mangler. Transcranial jævnstrøm stimulation (tDCS), som midlertidigt kan ændre hjernens kortikale ophidelighed og aktivitet, er et ikke-invasivt neurofysiologisk værktøj, der anvendes til at studere kausale relationer i den menneskelige hjerne. High-definition transcranial jævnstrøm stimulation (HD-tDCS) er en ikke-invasiv hjerne stimulation (NIBS) teknik, der producerer en mere brændstrøm sammenlignet med konventionelle tDCS. Traditionelt har stimulerings stedet været groft bestemt gennem 10-20 EEG-systemet, fordi det kan være svært at bestemme præcise stimulerings punkter. Denne protokol bruger en 3D digitaliseringsenhed med HD-tDCS til at øge nøjagtigheden ved bestemmelse af stimulations punkter. Metoden er demonstreret ved hjælp af en 3D digitaliseringsenhed for mere nøjagtig lokalisering af stimulerings punkter i det rigtige temporo-parietal Junction (rTPJ).

Ved hjælp af de præsenterede metoder blev koordinaterne for rTPJ fastlagt, hvilket kræver stimulerings punkter ud over 10-20-systemet. For det første skal omkredsen af hovedformularen være magen til selve hovedet. Her, længden af nasion til fra af hovedform var ~ 36 cm, og længden mellem den bilaterale preaukulære var ~ 37 cm.
Trinene til fremstilling af elektrode hætten fører måle positionerne for 10-20-systemet. Her blev NZ, iz, cz, FPZ, Oz, PZ, T8, T7, C4, P8, O2, P4, C6, P6 og C...

Watch this Scientific Journal Video about Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation at JoVE.com

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

Præsenteret her er en protokol for at opnå større nøjagtighed i bestemmelsen af stimulation placering kombinerer en 3D digitaliseringsenhed med high-definition transcranial direkte strøm stimulering.

Stimulering placering bestemmelse ved hjælp af en 3D digitizer med high-definition Transcranial direkte strøm stimulering

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...

Denne metode bruger en 10-10 system til at overvinde begrænsningerne i transkraniel jævnstrøm stimulation elektrode placering, forbedre nøjagtigheden og reproducerbarheden af metoden. De vigtigste fordele ved denne teknik er dens lave omkostninger, enkel anvendelse og bærbarhed. Denne metode er velegnet til brug sammen med andre teknikker, for eksempel funktionel nær-infrarød spektroskopi, for at kontrollere placeringen af specifikke hjerneregioner af interesse.Denne teknik er meget enkel, hvis du er fortrolig med det proportionale krav i 10-10 systemet. Demonstrere proceduren vil være Chenyu Lv, en kandidat studerende. For at forberede en elektrode holde cap, placere en badehætte på hovedattrap og måle afstanden mellem nasion og inion.Hvis du vil lokalisere knudepunktet, skal du bruge en hudmarkør til at markere midtpunktet af afstanden mellem nasion og inionen og måle afstanden mellem de præaukulære punkter. Marker midtpunktet for de præaurkulære punkter. Det punkt, hvor begge midtpunkter skærer hinanden, er knudepunktet.Ifølge 10-10 systemet, finde CP6 og P6, og markere passende midtpunkt, hvor disse punkter skærer, kaldet den rigtige temporoparietal krydset på hovedbunden. Juster derefter radius af de fire returelektroder baseret på målene. Og markere centrum og returnere elektrode steder på hætten.For at opnå en 3D-digitizer måling, skal du bruge en metalscanner til at bekræfte, at miljøet for 3D-digitalisering er metalfrit. Placer badehætten på motivets hoved, og brug referencemærkerne på hætten til at justere hætten med det internationale 10-10-system til hovedbundens placering. Når hætten er på plads, skal du bruge en USB-grænseflade til at forbinde 3D-digitaliseringsaneren til computeren og bekræfte, at digitalisatorsoftwaren er tilgængelig og klar.Anvend kilden foran motivet, og fastgør sensorens elastiske reb rundt om motivets hoved. I digitizer software, bekræfte, at 3D digitizer system kommunikerer med softwaren, og bruge pennen, og en 10 centimeter lineal længde, at registrere nul og ti gradueringer for at bekræfte nøjagtigheden af pennen. I softwaren skal du vise afstanden mellem de to optagelsespunkter.Saml derefter positionsdataene for referencepunkterne, centerelektroderne og de fire returelektroder. For at imødekomme kravet om de funktionelle nær-infrarøde spektroskopi eksperimenter, skal du vælge og gemme senderen detektor og kanal muligheder. For at starte stimuleringen skal du installere fuldt opladede batterier i enheden og tilslutte den konventionelle transkranielle jævnstrømsstimuleringsanordning og de fire med en stimuleringsadapter.Tilslut kablerne på de fem sølv-sølvchlorid centreret ring elektroder til matchende modtagere på de fire med en adapter udgangskabel. Og måle lederen af emnet. Anvend plastenhedsdækslet på motivets hoved, og indkapsr de fem højdefinitionshylst i plast i badehætten.Find knudepunktet FPZ og OZ af emnet, og justere referencen på hætten til at tilpasse sig den internationale 10-10 system til hovedbunden steder. Når hætten er på plads, skal du bruge 3D-digitaliseringsmidlet til at indsamle positionsdata for de stimulerede hjerneområder. Dernæst skal du bruge enden af en plastik sprøjte til omhyggeligt at adskille håret gennem åbningen af plasthuset, indtil hovedbunden er udsat, og dække den eksponerede hud med elektrisk ledende gel.På enheden skal du tænde for de fire med en multikanalstimuleringsadapter og indstille kvalitetsværdien. Bekræft, at standardindstillingen er indstillet til scanning, og tryk på knappen Vælg tilstand. Skift fra scanningen for at passere og tryk på polaritetsknappen for at vælge, enten center anode eller katode.Juster indstillingerne på den konventionelle transcranial jævnstrømsstimuleringsanordning, så den omfatter indstillingen for stimulusvarighed, intensitet og sham-tilstand, og skub slappegrebet for at skifte til fuld strøm. Når alt er indstillet, skal du trykke på startknappen for at starte stimuleringen. D.C.intensity vil rampe op, indtil målstrøm er nået, og timeren vil derefter vise den resterende tid.Ved slutningen af stimuleringen drejes håndtaget langsomt for at justere strømmen til nul, før strømmen slukkes. Åbn plasthætten, fjern sølv- eller sølvchloridselektroderne fra kabinettet, og fjern badehætten. Derefter rense instrumenterne og give motivet med materialer til at rense deres hår.Ved hjælp af den næsten infrarøde spektroskopi statistisk parametrisk kortlægning enkeltstående registrering funktion, den rumlige registrering funktion genererer MNI koordinater. For at reducere målefejl blev den gennemsnitlige værdi af tre datapunkter fra de endelige MNI-koordinater for de fem elektroder beregnet. I Broadman områder, den anatomiske etiket og dens antal er opnået.Tallet efter hver linje angiver overlapningsprocenten. I anatomiske automatiske etiketter opnås den anatomiske etiket og overlapningsprocenten. For Broadman-områderne og anatomiske automatiske etiketter repræsenterer værdien en procentdel af overlapningen med hjernebarken.Det er vigtigt at sikre, at hverken kilden eller sensoren bevæger sig under 3D-digitaliseringsmålingen. Denne procedure kan bruges til tanke lokaliseringer eller for andre lokaliseringer er nødvendige for at studere funktionen af hjernen. Denne teknik kan også bruges i personlig hjernestimulation for præcis positionering.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Virkningerne af transkranial vekselstrøm Stimulation på den primære Motor Cortex af Online kombineret tilgang med transkranial magnetisk Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Remotely Supervised Transcranial Direct Current Stimulation: An Update on Safety and Tolerability

Fjernt overvåget transkranial direkte nuværende Stimulation: En opdatering på sikkerheden og tolerabiliteten

The remotely supervised tDCS (RS-tDCS) protocol enables participation from home through guided and monitored self-administration of tDCS treatment while ...

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transkranial elektriske Brain Stimulation i Alert gnavere

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

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

Online transkranial magnetisk Stimulation protokol til måling af kortikal fysiologi tilknyttet svar hæmning

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

Den kombinerede brug af transkranial direkte nuværende Stimulation og robot terapi for overekstremiteterne

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transkranial jævnstrøm Stimulation (TDC'er) i mus

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