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

Denna studie stöddes av National Natural Science Foundation i Kina (31972906), entreprenörskap och innovation program för Chongqing Overseas återvände Scholars (cx2017049), grundläggande forskningsmedel för centrala universitet (SWU1809003), Open Forskningsfond för det centrala laboratoriet för psykisk hälsa, Institutet för psykologi, kinesiska vetenskapsakademin (KLMH2019K05), forskning innovation projekt av doktorand i Chongqing (CYS19117), och forskningsprogrammet medel av Collaborative innovation Centrum för bedömning mot grundläggande utbildning kvalitet vid Peking normal University (2016-06-014-BZK01, SCSM-2016A2-15003, och JCXQ-C-LA-1). Vi skulle vilja tacka prof. Ofir turel för hans förslag på det tidiga utkastet till detta manuskript.

Protokollet uppfyller riktlinjerna från den institutionella Granskningsnämnden vid Southwest University.
1. bestämning av Stimuleringssort
<ol><li>Granska litteraturen och bekräfta stimulering plats (här, rtpj)19,20,21.</li>
</ol>2. beredning av elektrod hållens lock
Anmärkning: följande steg visas i figu...

<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>

Jämfört med traditionella tDCS ökar HD-tDCS fokalitet av stimulering. Typiska platser för stimulering är ofta baserade på 10-20 EEG-systemet. Det kan dock vara svårt att bestämma den exakta stimuleringspunkter bortom detta system. Detta papper kombinerar en 3D-digitizer med HD-tDCS att bestämma stimulering punkter bortom 10-20 systemet. Det är viktigt att tydligt definiera de steg och försiktighetsåtgärder för att göra och använda elektrod locket i sådana fall.
I allmänhet ko...

Transkrakal direkt ström stimulering (tDCS) är en noninvasiv teknik som modulerar kortikal retbarhet med svaga direkta strömmar över hårbotten. Det ämnar för att upprätta kausalitet mellan neural retbarhet och uppförande i sunda människor1,2,3. Dessutom, som en motorisk Neurorehabilitering verktyg, tDCS används ofta vid behandling av Parkinsons sjukdom, stroke, och cerebral pares4. Befintliga belägg tyder på att traditionella pad-baserade TDCs producerar aktuellt flöde genom en relativt större hjärnregion5,6,7. High-Definition transkraniell direkt ström stimulering (HD-TDCs), med mittringen elektrod sitter över en mål kortikal region omgiven av fyra retur elektroder8,9, ökar fokalitet genom att omskriva fyra ring områden5,10. Dessutom, förändringar i retbarhet av hjärnan induceras av HD-tDCS har betydligt större magnitud och längre löptider än de som genereras av traditionella tDCS7,11. Därför är HD-tDCS ofta används i forskning7,11.
Noninvasiv hjärn stimulering (NIBS) kräver specialiserade metoder för att säkerställa att en stimulering webbplats finns i standarden MNI och Talairach system12. Neuronavigation är en teknik som gör det möjligt att kartlägga interaktioner mellan transkrala stimuli och den mänskliga hjärnan. Visualiserings-och 3D-bilddata används för exakt stimulering. I både TDCs och HD-TDCs, en gemensam bedömning av stimulering platser i hårbotten är typiskt EEG 10-20 systemet13,14. Denna mätning används ofta för att placera TDCs Pads och optode hållare för funktionell nära infraröd spektroskopi (fnirs) i det inledande skedet13,14,15.
Bestämning av exakta stimuleringspunkter vid användning av 10-20-systemet kan vara svårt (t. ex. i den temporo-parietala korsningen [TPJ]). Det bästa sättet att lösa detta är att få strukturella bilder från deltagare som använder magnetisk resonanstomografi (MRI), sedan få den exakta sonden position genom att matcha målpunkter till sina strukturella bilder med hjälp av digitalisering produkter15. MRI ger bra rumslig upplösning men är dyrt att använda15,16,17. Dessutom kan vissa deltagare (t. ex. de med metallimplantat, klaustrofobiska personer, gravida kvinnor etc.) inte utsättas för MRI-skannrar. Därför finns det ett starkt behov av ett bekvämt och effektivt sätt att övervinna de ovannämnda begränsningarna och öka noggrannheten vid bestämning av stimuleringspunkter.
Detta protokoll använder en 3D-digitaliserare för att övervinna dessa begränsningar. Jämfört med MRI, viktiga fördelar med en 3D-digitizer är låga kostnader, enkel tillämpning, och portabilitet. Den kombinerar fem referenspunkter (dvs., cz, fpz, Oz, vänster medfödd punkt, och höger medfödd punkt) av personer med platsinformation av målet stimulering punkter. Sedan ger det en 3D-position av elektroder på motivet huvud och uppskattar deras kortikala positioner genom att passa med de stora data från den strukturella bilden12,15. Denna probabilistiska registreringsmetod möjliggör presentation av transkraniell kartläggningsdata i MNI-koordinatsystemet utan att spela in ett ämnes magnetiska resonans bilder. Tillvägagångssättet genererar anatomiska automatiska etiketter och Brodmann områden11.
3D digitizer, används för att markera utrymme koordinater baserat på data från strukturella bilder, användes först för att bestämma positionen för Optoder i fnirs Research18. För dem som använder HD-tDCS, en 3D digitizer bryter finita stimulering punkter i EEG 10-20 systemet. Avståndet mellan de fyra retur elektroderna och mittelektroden är flexibelt och kan justeras efter behov. När du använder 3D digitizer med detta protokoll, var koordinaterna för rTPJ erhölls, vilket är bortom 10-20 systemet. Också visat är de förfaranden för inriktning och stimulera rätt temporo-parietal korsning (rTPJ) i den mänskliga hjärnan.

<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

Överflödet av neuroimaging data och snabb utveckling av maskininlärning har gjort det möjligt att undersöka hjärnans aktiveringsmönster. Emellertid, kausala bevis för hjärn området aktivering leder till ett beteende är ofta saknas. Transcranial direkt ström stimulering (tDCS), som tillfälligt kan förändra hjärnans kortikala retbarhet och aktivitet, är en noninvasiv neurofysiologiska verktyg som används för att studera kausala relationer i den mänskliga hjärnan. High-Definition transkraniell direkt ström stimulering (HD-TDCs) är en noninvasiv hjärna stimulering (Nibs) teknik som ger en mer fokal ström jämfört med konventionella TDCs. Traditionellt har stimuleringsplatsen varit grovt bestäms genom 10-20 EEG-systemet, eftersom fastställandet av exakta stimulering punkter kan vara svårt. Detta protokoll använder en 3D-digitaliserare med HD-tDCS för att öka noggrannheten vid bestämning av stimuleringspunkter. Metoden demonstreras med hjälp av en 3D-digitizer för mer exakt lokalisering av stimulering punkter i rätt temporo-parietal Junction (rTPJ).

Med hjälp av de presenterade metoderna bestämdes koordinaterna för rTPJ, vilket kräver stimulering punkter bortom 10-20 systemet. För det första bör omkretsen av huvudformen likna det faktiska huvudet. Här var längden på nasion till Inion av huvudformen ~ 36 cm, och längden mellan den bilaterala medfödd var ~ 37 cm.
Stegen för att framställa elektrod locket vägleder 10-20-systemets mätpositioner. Här, NZ, iz, cz, Fpz, Oz, PZ, T8, T7, C4, P8, O2, P4, C6, P6, och CP6 bestämdes....

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

Presenteras här är ett protokoll för att uppnå högre noggrannhet i bestämning av stimulering plats kombinera en 3D-digitizer med högupplöst transkraniell direkt ström stimulering.

Stimulering platsbestämning med hjälp av en 3D-digitizer med högupplöst transcranial rikta ström stimulering

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

Denna metod använder en 10-10 system för att övervinna begränsningarna av transkraniell direktström stimulering elektrod placering, förbättra noggrannheten och reproducerbarhet av metoden. De viktigaste fördelarna med denna teknik är dess låga kostnad, enkel tillämpning och portabilitet. Denna metod är lämplig för användning med andra tekniker, till exempel funktionell nära infraröd spektroskopi, för att verifiera placeringen av specifika hjärnregioner av intresse.Denna teknik är mycket enkel om du är bekant med det proportionella kravet på 10-10-systemet. Demonstrera förfarandet kommer att Chenyu Lv, en doktorand. För att förbereda en elektrodhållningsmössa, placera en badmössa på huvudform och mäta avståndet mellan nasion och inion.För att lokalisera vertexen, använd en hudmarkör för att markera mittpunkten för avståndet mellan nasion och inion, och mäta avståndet mellan preauricular-punkterna. Märk mittpunkten på preauricularpunkterna. Den punkt där båda mittpunkterna skär är vertex.Enligt 10-10-systemet, hitta CP6 och P6, och markera lämplig mittpunkt vid vilken dessa punkter skär, kallas rätt temporoparietal korsningen på hårbotten. Justera sedan radien för de fyra returelektroderna, baserat på målen. Och markera centrum och returnera elektrod platser på locket.För att erhålla en 3D-digitizer-mätning, använd en metallskanner för att bekräfta att miljön för 3D-digitalisering är metallfri. Placera simmössan på motivets huvud, och använd referensmärkena på locket för att anpassa locket till det internationella 10-10-systemet för hårbottenplats. När locket är på plats, använd ett USB-gränssnitt för att ansluta 3D-digitizer till datorn, och bekräfta digitaliseraren programvara är tillgänglig och klar.Placera källan framför motivet och fäst sensorns elastiska rep runt motivets huvud. I digitaliseraren programvara, bekräfta att 3D-digitizer systemet kommunicerar med programvaran, och använda pennan, och en 10 centimeter linjal längd, för att registrera noll och tio gradering för att bekräfta riktigheten i stylus. I programvaran visar du avståndet mellan de två inspelningspunkterna.Samla sedan in positionsuppgifterna för referenspunkterna, centerelektroderna och de fyra returelektroderna. För att tillgodose kravet på de funktionella när-infraröd spektroskopi experiment, välj och spara sändaren detektor och alternativ kanal. För att initiera stimuleringen, installera fulladdade batterier i enheten, och anslut den konventionella transkraniella enheten för direktströmsstimulering och de fyra med en stimuleringsadapter.Anslut kablarna till de fem silver-silverklorid centrerade ring elektroderna till matchande mottagare på de fyra med en adapter utgångskabel. Och mäta huvudet av ämnet. Placera plastanordningen locket på motivets huvud, och bädda in fem plast HD-höljen i badmössan.Lokalisera vertex FPZ och OZ av ämnet, och justera referens på locket för att anpassa till det internationella 10-10-systemet för hårbotten platser. När locket är på plats, använd 3D-digitizer för att samla in positionsuppgifterna för de stimulerade hjärnområdena. Använd därefter slutet av en plastspruta för att noggrant separera håret genom öppningen av plasthöljet, tills hårbotten är utsatt, och täck den exponerade huden med den elektriskt ledande gelen.På enheten aktiverar du de fyra med en flerkanalig stimulationsadapter och ställer in kvalitetsvärdet. Bekräfta att standardinställningen är inställd på skanning, och tryck på knappen för att välja läge. Växla från skanningen till passera och tryck på polaritetsknappen för att välja, antingen centrumanod eller katod.Justera inställningarna på den konventionella transkraniella rikta ström stimulering enheten för att inkludera stimulans varaktighet, intensitet och sken villkor inställning och tryck på slappna av spaken för att växla till full ström. När allt har ställts in, tryck på startknappen för att initiera stimuleringen. D.C.intensiteten kommer att ramp upp tills målströmmen nås, och timern kommer då att visa den återstående tiden.I slutet av stimuleringen vrider du spaken långsamt för att justera strömmen till noll innan du stänger av strömmen. Öppna plastlocket, ta bort silver- eller silverklorid sinterade ringelektroderna från höljet och ta bort badlocket. Rengör sedan instrumenten och förse motivet med material med vilka man kan rengöra sitt hår.Med hjälp av den i närheten av infraröda spektroskopi statistiska parametrisk mappning fristående registrering funktion, den rumsliga registreringen funktionen genererar MNI koordinater. För att minska mätfel beräknades genomsnittsvärdet för tre datapunkter från de fem elektrodernas slutliga MNI-koordinater. I Broadman områden erhålls den anatomiska etiketten och dess antal.Talet efter varje rad anger andelen överlappning. I anatomiska automatiska etiketter erhålls den anatomiska etiketten och procentandelen överlappning. För Broadman-områdena och anatomiska automatiska etiketter representerar värdet en procentandel överlappning med hjärnbarken.Det är viktigt att se till att varken källan eller sensorn rör sig under 3D-digitizer-mätningen. Detta förfarande kan användas för av tanke lokaliseringar eller för någon annan lokaliseringar som behövs för att studera funktionen av hjärnan. Denna teknik kan också användas i personlig hjärnan stimulering för exakt positionering.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Kombinera transkraniell magnetisk stimulering och fMRI för att undersöka nätverket standardläge

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

TMS: Använda Theta-Burst protokollet Utforska Mechasnism av plasticitet hos personer med Fragile X-syndrom och 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

Elektrod Positionering och Montage i Transkraniell likström stimulering

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

Effekterna av transkraniell växelström stimulering på primära motoriska Cortex av Online kombinerat tillvägagångssätt med transkraniell magnetisk stimulering

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

Distans övervakade Transcranial Direct nuvarande stimulering: En uppdatering på säkerhet och tolerabilitet

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

Transkraniell elektrisk hjärnstimulering i Alert gnagare

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 transkraniell magnetisk stimulering protokoll för mätning av kortikal fysiologi är associerad med svar hämning

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 kombinerade användningen av Transcranial Direct nuvarande stimulering och robotliknande terapi för övre extremiteten

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

Transcranial Direct Current stimulering (TDC) hos möss

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