Name: stimulation location determination using a 3d digitizer with high-definition transcranial direct current stimulation
Uploaded: 2019-12-20T13:00:00
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Este estudo foi apoiado pela National Natural Science Foundation of China (31972906), Programa de Empreendedorismo e Inovação para Chongqing Overseas Returned Scholars (cx2017049), Fundos de Pesquisa Fundamentais para Universidades Centrais (SWU1809003), Aberto Fundo de Pesquisa do Laboratório-Chave de Saúde Mental, Instituto de Psicologia, Academia Chinesa de Ciências (KLMH2019K05), Projetos de Inovação em Pesquisa de Estudante de Pós-Graduação em Chongqing (CYS19117) e os Fundos do Programa de Pesquisa da Inovação Colaborativa Centro de Avaliação para a Qualidade da Educação Básica na Universidade Normal de Pequim (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003 e JCXQ-C-LA-1). Gostaríamos de agradecer ao Prof. Ofir Turel por suas sugestões sobre o rascunho inicial deste manuscrito.

O protocolo atende às diretrizes do Conselho de Revisão Institucional da Southwest University.
1. Determinação da localização da estimulação
<ol><li>Reveja a literatura e confirme o local de estimulação (aqui, o rTPJ)19,20,21.</li>
</ol>2. Preparação do eletrodo segurando cap
NOTA:As seguintes etapas são mostradas na <st...

<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>

Em comparação com o tDCS tradicional, o HD-tDCS aumenta a especificidade da estimulação. Locais típicos de estimulação são muitas vezes baseados no sistema 10-20 EEG. No entanto, determinar os pontos precisos de estimulação além deste sistema pode ser difícil. Este artigo combina um digitalizador 3D com HD-tDCS para determinar pontos de estimulação além do sistema 10-20. É importante definir claramente as etapas e precauções para fazer e usar a tampa do elétrodo em tais casos.
<p class="jove_conten...

A estimulação transcraniana de corrente direta (tDCS) é uma técnica não invasiva que modula a excitabilidade cortical com correntes diretas fracas sobre o couro cabeludo. Tem como objetivo estabelecer a causalidade entre excitabilidade neural e comportamento em seres humanos saudáveis1,2,3. Além disso, como uma ferramenta de neuroreabilitação motora, tDCS é amplamente utilizado no tratamento da doença de Parkinson, acidente vascular cerebral e paralisia cerebral4. Evidências existentes sugerem que o tDCS tradicional baseado em almofadas produz fluxo atual através de uma região cerebral relativamente maior5,6,7. Estimulação de alta definição transcraniana de corrente direta (HD-tDCS), com o eletrodo de anel central sentado sobre uma região corticana alvo cercada por quatro eletrodos de retorno8,9,aumenta a focalidade circunscrevendo quatro áreas de anel5,10. Além disso, as mudanças na excitabilidade do cérebro induzida sh-tDCS têm magnitudes significativamente maiores e durações mais longas do que as geradas pelo tDCS tradicional7,11. Portanto, o HD-tDCS é amplamente utilizado na pesquisa7,11.
Estimulação cerebral não invasiva (NIBS) requer métodos especializados para garantir que um local de estimulação está presente nos sistemas padrão MNI e Talairach12. A neuronavegação é uma técnica que permite mapear interações entre estímulos transcranianos e o cérebro humano. Seus dados de visualização e imagem 3D são usados para estimulação precisa. Tanto no tDCS como no HD-tDCS, uma avaliação comum dos locais de estimulação no couro cabeludo é tipicamente o sistema EEG 10-2013,14. Esta medida é amplamente utilizada para colocar as almofadas tDCS e portadores de optodes para espectroscopia infravermelha funcional (fNIRS) na fase inicial13,14,15.
Determinar os pontos precisos de estimulação ao usar o sistema 10-20 pode ser difícil (por exemplo, na junção temporo-parietal [TPJ]). A melhor maneira de resolver isso é obter imagens estruturais dos participantes usando ressonância magnética (RM), em seguida, obter a posição exata da sonda, combinando pontos-alvo para suas imagens estruturais usando produtos digitalizantes15. MRI fornece boa resolução espacial, mas é caro para usar15,16,17. Além disso, algumas participantes (por exemplo, aquelas com implantes metálicos, claustrofóbicos, gestantes, etc.) não podem ser submetidas a scanners de ressonância magnética. Portanto, há uma forte necessidade de uma maneira conveniente e eficiente de superar as limitações acima mencionadas e aumentar a precisão na determinação de pontos de estimulação.
Este protocolo utiliza um digitalizador 3D para superar essas limitações. Em comparação com a ressonância magnética, as principais vantagens de um digitalizador 3D são baixos custos, aplicação simples e portabilidade. Ele combina cinco pontos de referência (ou seja, Cz, Fpz, Oz, ponto pré-auricular esquerdo e ponto pré-auricular direito) de indivíduos com informações de localização dos pontos de estimulação alvo. Em seguida, ele produz uma posição 3D de eletrodos na cabeça do sujeito e estima suas posições corticais, ajustando-se com os vastos dados da imagem estrutural12,15. Esse método de registro probabilístico permite a apresentação de dados de mapeamento transcraniano no sistema de coordenação do MNI sem registrar as imagens de ressonância magnética de um sujeito. A abordagem gera rótulos automáticos anatômicos e áreas de Brodmann11.
O digitalizador 3D, usado para marcar coordenadas espaciais com base nos dados de imagens estruturais, foi usado pela primeira vez para determinar a posição dos optodes na pesquisa fNIRS18. Para aqueles que usam HD-tDCS, um digitalizador 3D quebra os pontos de estimulação finito do sistema EEG 10-20. A distância dos quatro eletrodos de retorno e eletrodo central é flexível e pode ser ajustada conforme necessário. Ao utilizar o digitalizador 3D com este protocolo, foram obtidas as coordenadas do rTPJ, o que está além do sistema 10-20. Também são mostrados os procedimentos para segmentação e estímulo à junção temporo-parietal direita (rTPJ) do cérebro humano.

<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

A abundância de dados de neuroimagem e o rápido desenvolvimento do aprendizado de máquina tornaram possível investigar os padrões de ativação cerebral. No entanto, evidências causais de ativação da área cerebral levando a um comportamento é muitas vezes deixado falta. Estimulação transcraniana de corrente direta (tDCS), que pode alterar temporariamente a excitabilidade e atividade corticais cerebrais, é uma ferramenta neurofisiológica não invasiva usada para estudar relações causais no cérebro humano. Estimulação de corrente direta transcraniana de alta definição (HD-tDCS) é uma técnica de estimulação cerebral não invasiva (NIBS) que produz uma corrente mais focal em comparação com o tDCS convencional. Tradicionalmente, a localização da estimulação tem sido aproximadamente determinada através do sistema 10-20 EEG, porque determinar pontos precisos de estimulação pode ser difícil. Este protocolo usa um digitalizador 3D com HD-tDCS para aumentar a precisão na determinação dos pontos de estimulação. O método é demonstrado usando um digitalizador 3D para localização mais precisa de pontos de estimulação na junção temporo-parietal direita (rTPJ).

Utilizando os métodos apresentados, foram determinadas as coordenadas do rTPJ, o que requer pontos de estimulação além do sistema 10-20. Primeiramente, a circunferência do headform deve ser similar à cabeça real. Aqui, o comprimento da nasion à inionação do headform era ~36 cm, e o comprimento entre o preauricular bilateral era ~37 cm.
As etapas para a produção da tampa de eletrodo guiam as posições de medição do sistema 10-20. Aqui, Nz, Iz, Cz, Fpz, Oz, Pz, T8, T7, C4, P8, O2,...

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

Apresentado aqui é um protocolo para alcançar maior precisão na determinação da localização da estimulação, combinando um digitalizador 3D com estimulação transcraniana de alta definição da corrente direta.

Determinação de localização de estimulação usando um digitalizador 3D com estimulação transcraniana de alta definição da corrente direta

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

Este método utiliza um sistema 10-10 para superar as limitações da colocação transcraniana de eletrodos de estimulação contínua de corrente, melhorando a precisão e a reprodutibilidade do método. As principais vantagens dessa técnica são seu baixo custo, aplicação simples e portabilidade. Este método é adequado para uso com outras técnicas, por exemplo, espectroscopia funcional quase infravermelha, para verificar a localização de regiões específicas do cérebro de interesse.Esta técnica é muito simples se você estiver familiarizado com a exigência proporcional do sistema 10-10. Demonstrando o procedimento será Chenyu Lv, um estudante de pós-graduação. Para preparar uma tampa de retenção de eletrodo, coloque uma tampa de natação na forma da cabeça e meça a distância entre a nação e a inion.Para visualizar o vértice, use um marcador de pele para marcar o ponto médio da distância entre a nação e a inação, e medir a distância entre os pontos pré-uriculares. Marque o ponto médio dos pontos pré-uriculares. O ponto em que ambos os pontos médios se cruzam é o vértice.De acordo com o sistema 10-10, encontre o CP6 e P6, e marque o ponto médio apropriado no qual esses pontos se cruzam, chamado de junção temporoparietal direita no couro cabeludo. Em seguida, ajuste o raio dos quatro eletrodos de retorno, com base nos objetivos. E marque o centro e devolva os locais do eletrodo na tampa.Para obter uma medição de digitalização 3D, use um scanner de metal para confirmar que o ambiente para digitalização 3D é livre de metais. Coloque a tampa de natação na cabeça do sujeito, e usando as marcas de referência na tampa para alinhar a tampa com o sistema internacional 10-10 para localização do couro cabeludo. Quando a tampa estiver no lugar, use uma interface USB para conectar o digitalizador 3D ao computador e confirme se o software digitalizador está disponível e pronto.Coloque a fonte na frente do sujeito e aperte a corda elástica do sensor ao redor da cabeça do sujeito. No software digitalizador, confirme que o sistema digitalizador 3D está se comunicando com o software, e use a caneta, e uma régua de 10 centímetros de comprimento, para registrar as graduações zero e dez para confirmar a precisão da caneta. No software, exiba a distância entre os dois pontos de gravação.Em seguida, colete os dados de posição dos pontos de referência, eletrodos centrais e os quatro eletrodos de retorno. Para atender à exigência dos experimentos funcionais de espectroscopia quase infravermelha, selecione e salve as opções do detector de transmissores e do canal. Para iniciar a estimulação, instale baterias totalmente carregadas no dispositivo e conecte o dispositivo convencional de estimulação de corrente direta transcraniana e o adaptador de estimulação quatro por um.Conecte os cabos dos cinco eletrodos de anel centrados em cloreto prateado-prata aos receptores correspondentes no cabo de saída do adaptador quatro por um. E medir o chefe do assunto. Coloque a tampa do dispositivo plástico na cabeça do sujeito e incorpore as cinco cápsulas de alta definição de plástico na tampa de natação.Localize o vértice FPZ e OZ do sujeito, e ajuste a referência na tampa para se alinhar com o sistema internacional 10-10 para localizações do couro cabeludo. Quando a tampa estiver no lugar, use o digitalizador 3D para coletar os dados de posição das áreas cerebrais estimuladas. Em seguida, use a extremidade de uma seringa plástica para separar cuidadosamente o cabelo através da abertura do invólucro plástico, até que o couro cabeludo seja exposto, e cubra a pele exposta com o gel eletricamente condutor.No dispositivo, ligue o adaptador de estimulação de quatro por um multicanal e defina o valor de qualidade. Confirme se a configuração padrão está definida para digitalizar e pressione o botão de seleção do modo. Mude da varredura para passar e pressione o botão de polaridade para selecionar, seja ânodo central ou cátodo.Ajuste as configurações do dispositivo convencional de estimulação de corrente direta transcraniana para incluir a duração do estímulo, a intensidade e a configuração da condição falsa e empurre a alavanca de relaxamento para mudar para a corrente total. Uma vez que tudo tenha sido definido, pressione o botão iniciar para iniciar a estimulação. A intensidade D.C.intensite aumentará até que a corrente de alvo seja atingida, e o temporizador mostrará o tempo restante.No final da estimulação, gire a alavanca lentamente para ajustar a corrente a zero antes de desligar a energia. Abra a tampa de plástico, remova os eletrodos do anel de cloreto de prata ou prata da carcaça e remova a tampa de natação. Em seguida, limpe os instrumentos e forneça ao sujeito materiais para limpar os cabelos.Utilizando a função de registro de mapeamento paramétrico estatístico de espectroscopia infravermelha próxima, a função de registro espacial gera coordenadas MNI. Para reduzir os erros de medição, calculou-se o valor médio de três pontos de dados das coordenadas finais do MNI dos cinco eletrodos. Nas áreas de Broadman, o rótulo anatômico e seu número são obtidos.O número após cada linha indica a porcentagem de sobreposição. Nas etiquetas automáticas anatômicas, o rótulo anatômico e a porcentagem de sobreposição são obtidos. Para as áreas broadman e rótulos automáticos anatômicos, o valor representa uma porcentagem de sobreposição com o córtex cerebral.É importante ter certeza de que nem a fonte nem o sensor se movem durante a medição do digitalizador 3D. Este procedimento pode ser usado para localização de pensamento ou para quaisquer outras localizações necessárias para estudar a função do cérebro. Esta técnica também pode ser usada em estimulação cerebral personalizada para posicionamento preciso.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Combinando Estimulação Magnética Transcraniana e fMRI para o Exame da rede de modo padrão

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 ...

Neurociência

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

TMS: Usando o protocolo Theta-Burst para Explorar Mechasnism de Plasticidade em Indivíduos com Síndrome do X Frágil e Autismo

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

Posicionamento do eletrodo e Montage na estimulação transcraniana por corrente

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

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

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

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

Remotamente controlados direta Transcranial estimulação atual: Uma atualização para a segurança e tolerabilidade

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Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Estimulação transcraniana de elétrica cerebral em roedores alertas

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

Protocolo de estimulação magnética transcraniana on-line para medir Cortical fisiologia associada com inibição de resposta

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

O uso combinado de terapia robótica e atual estimulação transcraniana direto para o membro superior

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

Transcraniana por corrente contínua estimulação (tDCS) em ratos

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