Cognition moduler l'aide transcrânienne à courant de stimulation du cervelet
Summary
Transcranial direct current stimulation (tDCS) over the cerebellum exerts a remote effect on the prefrontal cortex, which can modulate cognition and performance. This was demonstrated using two information-processing tasks of varying complexity, whereby only cathodal tDCS improved performance when the task was difficult, but not easy.
Abstract
De nombreuses études ont émergé récemment qui démontrent la possibilité de moduler, et dans certains cas améliorer, les processus cognitifs belles régions du cerveau impliquées dans la mémoire et l'attention de travail en utilisant la stimulation électrique du cerveau transcrânienne. Certains chercheurs croient maintenant le cervelet soutient la cognition, éventuellement via un effet neuromodulateur à distance sur le cortex préfrontal. Cet article décrit une procédure d'enquête un rôle pour le cervelet dans la cognition utilisant stimulation transcrânienne à courant continu (STCC), et une sélection de tâches de traitement de l'information variant difficulté de la tâche, qui ont été présentés précédemment pour impliquer la mémoire de travail, l'attention et le fonctionnement du cervelet . Une tâche se appelle l'Auditory Serial Addition Groupe rythmé (de PASAT) et l'autre un roman variante de cette tâche appelé auditif série Groupe Soustraction rythmé (de PASST). Une tâche de génération verbe et ses deux contrôles (nominaux et de lecture verbe) ont également été étudiés. Tous les cinq tdemande ont été réalisées par trois groupes distincts de participants, avant et après la modulation de la connectivité cortico-cérébelleux utilisant anodique, cathodique ou STCC faux sur le cortex cérébelleux droit. La procédure montre comment la performance (précision, la latence de réponse verbale et la variabilité) pourraient être améliorées de manière sélective après stimulation cathodique, mais seulement lors de tâches que les participants ont évalué aussi difficile, et pas facile. La performance a été inchangée par anodique ou la stimulation imposture. Ces résultats démontrent le rôle du cervelet dans la cognition, de sorte que l'activité dans le cortex préfrontal gauche est susceptible dis-inhibée par STCC cathodiques sur le cortex cérébelleux droit. Stimulation cérébrale transcrânienne gagne en popularité dans divers laboratoires et les cliniques. Cependant, les séquelles de STCC sont incompatibles entre les individus et pas toujours spécifiques à la polarité, et peuvent même être task- ou spécifique à la charge, qui nécessite une étude plus approfondie. Les efforts futurs pourraient également être guidés vers neuro-enhancement chez les patients présentant des troubles cérébelleux cognitive fois une meilleure compréhension des mécanismes de stimulation du cerveau a émergé.
Introduction
L'électricité a été utilisé en médecine depuis plus de 100 ans. Aujourd'hui, la stimulation cérébrale est de plus en plus fréquemment utilisé dans divers laboratoires et des cliniques comme un outil de recherche pour tester des hypothèses sur la façon dont les fonctions motrices et cognitives sont exécutées par le cerveau et le cervelet, et comment les connexions entre ces deux régions du cerveau en charge ces fonctions. En ce qui concerne le cervelet, ce est en partie parce que les hémisphères cérébelleux latérales, qui sont pensés pour être impliqués dans la cognition (voir ci-dessous), sont accessibles à une stimulation électrique transcrânienne, sont sensibles aux effets des courants de polarisation, et parce que la procédure est relativement peu coûteux et facile à réaliser chez les participants humains. La procédure de stimulation cérébrale décrite dans le présent article montre comment les processus cognitifs tels que la mémoire de travail et l'attention peuvent être facilitées lors de tâches qui sont «plus» plutôt que «moins» exigeant une cognitif. Le interpréteration de ces résultats spécifiques à la tâche, sont fermement contraint par une compréhension de la physiologie de la voie cérébro-cérébelleuse. Neuro effets d'amélioration, même lorsque les tâches sont difficiles, sont également observées après stimulation électrique du 2,3,4,5 du cortex préfrontal.
Le cervelet joue un rôle important dans la prédiction, le calendrier et l'exécution de mouvements 6. Cependant, différents axes de recherche suggèrent maintenant que le cervelet peut influer sur les processus cognitifs. Dans le domaine anatomique, par exemple, de nombreuses études ont suggéré que les connexions réciproques entre les régions du cortex préfrontal et le cervelet (ie, la voie cérébro-cérébelleuse) pourraient soutenir la cognition 7,8,9,10,11,12. Dans le domaine clinique, certains patients atteints de lésions à des parties spécifiques du cervelet postérieure présentent des problèmes intellectuels et affectifs dont les symptômes sont conceptualisés dans l'hypothèse 'dysmétrie de la pensée », etcliniquement appelé le «syndrome cérébelleux affective cognitive (CCAS), tandis que ceux avec dommages aux parties antérieure du cervelet, présentent des déficiences motrices (par exemple, ataxie) et considéré comme« dysmétrie de mouvement '13,14,15. Dans le domaine de l'imagerie cérébrale, Schmahmann et ses collègues 16,17 ont utilisé l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et la connectivité fonctionnelle pour cartographier les régions spécifiques à la tâche de le cervelet et les connexions de ces zones prendre avec le lobe préfrontal lors de tâches motrices et cognitives.
Les tâches cognitives présentés dans cette étude ont été choisis parce qu'ils ont été précédemment montré pour activer régions dites non moteurs du cervelet. Mais ils nous ont aussi permis de partitionner à moteur et composants de tâches cognitives, qui a été obtenue en faisant varier le niveau de cognitive par rapport aux exigences du moteur qui sont nécessaires pour les exécuter correctement, et l'intervention d'un pr de la stimulation cérébraleocedure qui a été montré précédemment pour moduler relations cerveau et le comportement. Les récentes tentatives pour moduler le fonctionnement du cerveau et le comportement ont inclus l'utilisation de courants de polarisation à travers le cuir chevelu, appelé, la stimulation transcrânienne à courant continu (STCC). En fait, les cliniciens ont été stimulant le cortex cérébelleux avec des électrodes implantées dans des populations de patients depuis les années 1970 avec des résultats encourageants thérapeutiques 18. Aujourd'hui, stimuler le cerveau à travers le cuir chevelu est réalisé pour être utile pour étudier les relations cerveau et le comportement de participants en bonne santé.
TDCS chez les humains implique normalement délivrant une basse (2.1 mA) en courant continu (DC) en continu à travers une paire d'électrodes de solution saline trempé pendant 15 à 20 min. Un montage typique d'électrodes pour stimuler le cerveau pourrait impliquer une (anodique) électrode étant placé sur la tête (plus de la région du cerveau d'intérêt), et l'autre (cathodique) électrode étant placé sur la joue (céphalique) ou l'épaule (pasn-céphalique) sur le côté opposé du corps. Dans le cas de stimuler le cervelet, le courant intracérébrale entre les deux électrodes est relativement peu répandu fonctionnelle à des régions voisines (par exemple, le cortex visuel 19) et est pensé pour exciter ou appuyer cellules de Purkinje dans le cortex cérébelleux 20, produisant à la fois neurophysiologique et comportementale changements. La propagation de courant et les effets de cérébelleuse-STCC chez les humains sont déduite des données de modélisation ou d'études animales, et des effets indirects sur le cortex moteur. Dans le domaine automobile, les effets sont également indiqués pour être précis polarité comme en témoignent les conséquences de la stimulation du cervelet sur le cortex moteur excitabilité 20. Par exemple, la stimulation anodique a généralement un effet excitateur et augmente la production de cellules de Purkinje; augmenter inhibition de la voie de facilitation des noyaux cérébelleux vers le cortex cérébral, tandis que la stimulation cathodique a généralement une face de effect-à-dire, désinhibition du cortex cérébral en réduisant cellule de Purkinje inhibition des noyaux cérébelleux. Les études anatomiques chez les primates révèlent comment les cellules de Purkinje pourraient exercer un lecteur de facilitation à la fois sur le moteur et les circuits cognitifs, via un relais synaptique dans le thalamus ventral-latérale 21. Toutefois, de récentes études STCC chez l'homme suggèrent que la distinction anodique-cathodique peut ne pas être claire. Par exemple, les effets après-STCC de plus de cortex moteur sont très variables entre les individus, et ne sont pas toujours spécifiques à 22 polarité. Des critiques similaires sont également perçues vers les résultats dans le domaine cognitif 23. Cela peut aider à expliquer pourquoi les effets sur les fonctions cognitives sont plus difficiles à détecter et à interpréter que les effets directs du cervelet sur les zones à moteur raison de l'inhibition cérébelleuse-encéphalique (CBI) 20. Ces observations soulignent la nécessité de mieux comprendre les facteurs individuels qui déterminent l'efficacité de cerveau stimulation, et de développer des protocoles améliorés pour stimuler le cerveau.
Changements dans les fonctions à la fois motrices et cognitives sont physiologiquement plausible par la stimulation électrique de la voie ponto-thalamo-corticale 24. En ce qui concerne les fonctions cognitives, un effet modulateur de cérébelleuse-STCC sur la mémoire de travail verbale a été rapporté 25,26. Et des effets durables sur la cognition des régions du cortex préfrontal stimulation sont également observées 2,3,4,5. Cependant, les effets physiologiques de la stimulation cérébrale sur les neurones sont différentes selon que le comportement est testé (effets sur la ligne) pendant ou après (effets hors ligne) de la période de stimulation 27. Il a été suggéré que les effets en ligne peuvent inclure des changements dans l'environnement intracellulaire (par exemple., Les concentrations d'ions) et le gradient électrochimique (par exemple, les potentiels membranaires), tandis que les effets hors ligne pourraient inclure des changements plus durables dans activi neuronalté en raison de processus intracellulaires modifiés (par exemple, la plasticité du récepteur) 27. La présente étude examine les effets hors-ligne, lequel STCC est appliquée dans entre deux sessions de tests cognitifs, et le comportement est comparé entre les deux sessions.
Examen d'un rôle pour le cervelet dans la cognition est assisté par l'utilisation de tâches qui ont été montré précédemment à impliquer fonctionnement du cervelet. Une tâche particulière implique le raisonnement arithmétique et l'attention divisée et est appelé l'Paced Auditory Serial Addition Groupe (PASAT 28). Il a été largement utilisé pour évaluer les diverses fonctions cognitives dans les deux populations en bonne santé et de patients. Le test implique généralement participants écoute aux numéros présentés toutes les 3 secondes, et en ajoutant le nombre qu'ils entendent au nombre qu'ils ont eu avant (plutôt que de donner un total cumulé). Ce est une tâche difficile et impose un degré élevé de WM, l'attention et la capacité arithmétique. Elle implique également activité dans le cerveau et le cervelet associé à ces éléments particuliers de la tâche comme l'a révélé sur le PET et IRM 29 30. Pour rendre la tâche plus difficile et cognitivement attentionally exigeants (comme l'a confirmé par d'autres dans une étude récente 31, les instructions initiales ont été modifiées afin que les participants étaient tenus de soustraire le nombre qu'ils entendent à partir du nombre qu'ils ont eu avant. Nous appelons cette nouvelle tâche, le rythme auditif série Soustraction Groupe (PASST 1), et il est plus difficile à réaliser que le PASAT comme en témoignent les évaluations subjectives de difficulté de la tâche et beaucoup plus longs temps de réaction 1. Les deux versions de la tâche ont été inclus afin que l'on était plus cognitivement difficile et exigeant attentionally à réaliser que l'autre, alors que les demandes de moteur (opérations de la parole secrète) étaient comparables entre les tâches. Si le cervelet est impliqué dans la cognition, puis perturber sa fonction avec STCC pourrait interférer avec le rôle de ce sTRUCTURE pendant l'exécution sur le PASST, mais pas nécessairement sur le PASAT.
Une autre tâche largement utilisé pour enquêter sur le rôle du cervelet lors de parole et du langage aspects de la cognition est la génération Groupe Verbe (VGT 32,33,34,35,36,37). Comme le PASAT, il a été largement utilisé pour tester la mémoire de travail verbale dans les populations en bonne santé et de patients. Fondamentalement, le VGT nécessite participe à-dire à voix haute un verbe (par exemple, en voiture) en réponse à un nom présenté visuellement (par exemple, voiture), par rapport à la performance sur une tâche de service permettant aux participants de lire à haute voix les noms. Génération verbes et les noms de lecture ont des exigences perceptifs et moteurs similaires, mais différentes demandes de WM verbale (à savoir supérieure analyse sémantique). Et une plus grande activité dans un réseau cérébro-cérébelleuse est associée à la génération par rapport aux verbes lecture des noms 34,35,36. Les mots sont aussi générés plus rapidement (un effet d'amorçage) lorsque les tâches sontrépété en utilisant les mêmes mots (dans un ordre aléatoire) à travers les blocs, et l'activité augmente cérébro-cérébelleuse comme observé sur le PET 33 et 37 IRMf.
Dans cet article, une procédure est décrite pour appliquer STCC sur le cervelet pour enquêter sur un rôle pour cette structure du cerveau dans la cognition, avec deux arithmétique (expérience un) et trois tâches langagières (expérience de deux) de difficulté variable, qui trois groupes distincts de participants réalisées avant et après la période de stimulation. Nous émettons l'hypothèse, étant donné le rôle du cervelet dans la cognition, que la performance sur les tâches plus exigeantes (ce est à dire, PASST et la génération verbe) seraient plus touchés par STCC (effets hors ligne) que la performance sur les tâches moins exigeantes (PASAT et substantif / verb lecture).
Protocol
Representative Results
Discussion
TDCS est devenu un outil populaire ces dernières années pour étudier les relations cerveau et le comportement. Le présent article décrit une procédure d'enquête fonctions cognitives du cervelet en utilisant STCC et divers tests de l'arithmétique et de la langue qui nécessitent des degrés variables de la mémoire de travail et d'attention. Les résultats pour l'expérience une ont montré une stimulation comment cathodique de la précision hémisphère amélioration de la tâche cérébelleux droit et de la variabilité de réponse verbale (par rapport à anodique et une stimulation factice) au cours d'une tâche difficile et cognitivement exigeante traitement de l'information de soustraction mentale (la tâche de soustraction série auditive rythme [ PASST]), mais pas au cours d'une version plus simple et moins exigeant impliquant plus mentale (la tâche auditive rythme série d'addition [PASAT]). Depuis ces deux tâches parts contrôle similaire du moteur (ce est à dire, les opérations verbales), mais la charge cognitive dissemblables (ie., L'effort mental), nous avons supposé dans notre étude précédente1 que cathodique dépression du cortex cérébelleux droit pourrait dégager des ressources cognitives supplémentaires lorsque exigences de la tâche sont élevés. Cathodique STCC devait hyperpolariser le cervelet, déprimer la production des cellules de Purkinje, et de réduire l'inhibition cérébelleuse-encéphalique (CBI 20). Ce point de vue est soutenu par la constatation que la connectivité fonctionnelle entre le cervelet et le cortex préfrontal (c.-à-ponto-thalamo-corticale voie 10) au cours de l'arithmétique est une tâche ou difficulty- sensibles 43. Les résultats de l'expérimentation on ne peut pas se expliquer par un changement dans la contribution du cervelet au contrôle moteur, car ceux-ci sont comparables dans le PASAT et PASST, mais les processus mentaux nécessaires pour effectuer la soustraction par rapport plus sont différents. Les résultats de cette expérience suggèrent que les effets de la place-cérébelleuse tDCS sur la cognition sont susceptibles task- ou spécifique à la charge. Dans l'expérience de deux, la stimulation cathodique a également amélioré de façon sélective l'exécution des tâches au cours d'uneprotocole de langage, de sorte que les réponses ont obtenu plus rapidement et étaient plus systématiquement chronométrés plus de cinq blocs consécutifs de procès au cours desquels les participants générés verbes en réponse à des noms présentés visuellement. Cet effet d'amorçage complété les résultats de l'expérience, et une également les résultats par d'autres montrant comment STCC anodiques sur le cortex préfrontal dorsolatéral gauche (DLPFC) peut améliorer la fluidité verbale et l'image 40 latences de nommage 41,44 – soutenir l'hypothèse que les mêmes modèles de facilitation peut être observée après STCC cathodiques plus de l'hémisphère cérébelleux droit (comme observé dans l'expérience de deux). Pris ensemble, ces résultats confirment le rôle du cervelet – même indirecte – dans le langage, l'apprentissage et la mémoire 45, renouvelant son appui à l'idée que le cervelet peut influer sur les processus cognitifs dans le cortex préfrontal: un site majeur pour beaucoup la mémoire de travail (WM ) opérations.
Améliorations cognitives are physiologiquement plausible, car le cervelet exerce une influence à distance sur l'excitabilité dans le DLPFC, par excitation du cérébro – voie cérébelleuse. Une preuve supplémentaire de couplage entre le cervelet et le cortex préfrontal est décrite dans l'ouvrage de Hamada et ses collègues, de sorte que la plasticité associative induite par des stimuli sensoriels / moteur appariés à 25 ms – jumelé stimulation associative (PAS), a été observée à être bloqué par cerebellar- STCC 46. Et des séances quotidiennes de stimulation magnétique transcrânienne (TMS) sur le cervelet a été montré pour améliorer le contrôle postural et la marche, et double-tâches chez un patient avec une atrophie du cervelet 47. Ces améliorations motrices et cognitives ont été marquées par une augmentation des potentiels évoqués moteurs induits par la stimulation corticale du moteur lorsque le cervelet a également été excité quelques millisecondes avance (étudiés avec double bobine, double choc TMS), due à la réduction inhibition cérébelleuse-encéphalique ( CBI) quiduré six mois après le traitement. Farzan et ses collègues 47 crédités les améliorations de la fonction cognitive à une conséquence de la fonction motrice accrue et la libération des ressources pour l'exécution de la double tâche. La réduction de la CBI induite par TMS peut aussi avoir amélioré la fonction corticale préfrontal directement, par passionnante c erebro – circuits cérébelleux – amélioration de la capacité cognitive. Cette dernière explication est en accord avec celle observée en utilisant les méthodes décrites dans le présent article qui démontrent une procédure pour améliorer sélectivement verbale WM après-cérébelleuse STCC.
Les méthodes décrites ici montrent comment la stimulation électrique du cerveau du cervelet peut moduler les fonctions cognitives et améliorer les performances lors de tâches qui nécessitent un niveau élevé de la charge cognitive. Cette constatation parallèle les effets positifs de la stimulation de la DLPFC, ce qui peut améliorer les performances de calcul sur de longues durées 2 </sup>, et de faciliter la génération de solution à des problèmes difficiles, mais pas pour les trois problèmes faciles. En fait, STCC plus cortex préfrontal peuvent améliorer les performances dans une variété de tâches cognitives chez les participants sains 4,5, conduisant les chercheurs à utiliser la stimulation électrique du cerveau comme un outil thérapeutique pour le traitement des déficits cognitifs chez les patients après un AVC 48, et chez les patients atteints de la maladie de Parkinson 41. En effet, les orientations futures de STCC comprennent son utilisation comme un outil pour modifier le comportement en induisant des changements durables dans le cerveau. TDCS comme une forme de thérapie de stimulation cérébrale mérite d'être explorée dans les populations de patients pour des raisons évidentes 24.
Dans cet article, les étapes les plus critiques pour la modulation réussie de la cognition utilisant STCC sont: 1) l'adaptation tâche difficulté au niveau de la performance des participants; 2) le placement cohérent et précis de l'électrode de stimulation au-dessus de la région du cerveau souhaitée; 3) assurer tchapeau deux électrodes sont maintenus humides pendant toute la période de stimulation pour empêcher le stimulateur mise hors tension (humidifier avec une solution saline supplémentaire si nécessaire). Il est également important de rassurer les participants (anxiété) réduire que les sensations ressenties lors de la stimulation disparaissent après quelques secondes – laissant STCC inaperçu. Modifications futures pourraient inclure l'administration STCC pendant l'exécution de la tâche (ou alors il se chevauche avec le comportement) pour étudier les effets en ligne. Performances tâche serait alors être comparée entre les conditions actives et de référence (ce est à dire, anodique vs simulacre et / ou cathodique contre imposture), plutôt que de comparer les performances avant et après la période de stimulation. L'efficacité à long terme de la stimulation DC est également la peine d'explorer du point de vue de l'utilisation de STCC pour remédier aux symptômes de la dysfonction cognitive, avec des paradigmes qui peuvent produire des effets plus robustes. Cela peut impliquer des protocoles qui offrent une succession de périodes de stimulation courtes (plutôt qu'un seul block), lequel sessions ultérieures du STCC «top-up» les effets de la session précédente. Offrir plusieurs séances de stimulation peut produire des augmentations cumulatives de performance, plutôt que des changements mineurs qui se développent plus lentement au cours d'une seule session. De tels défis et aussi les orientations futures de la recherche clinique avec STCC ont été examinés par Brunoni et ses collègues 49.
Le potentiel d'utilisation STCC comme un outil thérapeutique pour remédier aux symptômes cognitifs de certaines maladies ne surviendra une fois que la procédure a été mieux compris et maîtrisé. Par exemple, les effets de la STCC plus cortex moteur ont récemment été trouvés à être très variables entre les individus, et pas toujours de polarité spécifique 22,23. La même chose a été dit, pour les effets de STCC dans le domaine cognitif 23. Il ya encore limitées sur des données concernant les effets neuro-amélioration de STCC en général. Mais ce peut être le cas eau off-line effets de STCC plus le cervelet sont plus capable d'améliorer le comportement lorsque les participants doivent se engager pleinement avec une tâche cognitive difficile, ou quand ils trouvent la tâche difficile à réaliser car il impose des exigences élevées sur WM et les ressources attentionnelles. Ce point de vue suggère que les effets de cérébelleuse-STCC sur la cognition peuvent être task- ou charge- charge: médiation peut-être par l'amélioration des fonctions cognitives dans certaines parties de la voie cérébro-cérébelleuse qui sont actifs pendant la stimulation. Cette interprétation de nos parallèles de données bien avec celle de en ligne effets de STCC sur la cognition, qui sont actuellement pensés pour être sensible à l'état du réseau actif pendant le temps de la stimulation 50. TDCS peut ne pas aboutir à des changements dans la performance se il ya des ressources cognitives suffisantes pour effectuer la tâche bien, mais seulement lorsque le système est engagé pour qu'il utilise plus de ressources. En effet, des études IRMf montrent comment l'activité neuronale dans un réseau fronto-pariétal est positivement corrélée à une augmentation de la complexité des tâches 51.
Pour conclure, cet article décrit une procédure de stimulation du cerveau qui sert STCC pour stimuler le cervelet au cours d'une série de tâches traitement de l'information en faisant varier la charge cognitive, dans lequel cathodique dépression de l'activité cérébelleuse (et non anodique excitation) amélioration de la performance au cours attentionally exigeant et difficile tâches cognitives. Nous avons spéculé si cela pourrait être réalisé par désinhibition des régions WM du cortex préfrontal: libérer des ressources cognitives supplémentaires lorsque certaines tâches sont difficiles à réaliser. Une meilleure compréhension des facteurs individuels qui déterminent l'efficacité de STCC est maintenant nécessaire qui nous l'espérons sortir de complément d'étude, ainsi que des protocoles améliorés pour délivrer une stimulation électrique du cerveau dans les populations en bonne santé et de patients. Ainsi, les efforts futurs pourraient être guidés vers remédier aux symptômes cognitifs de certaines maladies en utilisant électr transcrâniennestimulation cérébrale ical comme outil de réadaptation cognitive pour moduler circuits cérébro-cérébelleuse.
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Acknowledgement: This work was funded by Wellcome Trust grant WT087554.
Materials
| Name of Material/Equipment | Company | Model | Comments/Description |
| Headset | Beyerdynamic | DT234 Pro | Ensure the microphone does not move from the participants mouth in between testing. |
| DC stimulator | Magstim | DC Stimulator Plus | Electrode placement is a critical success factor for tDCS efficacy |
| Stimulus presentation and recording software | www.neurobs.com | Presentation (Version 14.2) | Maintain participant-specific stimulus presentation rate between sessions in experiment one |
Referenzen
- Pope, P. A., Miall, R. C. Task-specific facilitation of cognition by cathodal transcranial direct current stimulation of the cerebellum. Brain Stimulation. 5, 84-94 (2012).
- Snowball, A., et al. Long-term enhancement of brain function and cognition using cognitive training and brain stimulation. Current Biology. 23, 987-992 (2013).
- Metuki, N., Sela, T., Lavidor, M. Enhancing cognitive control components of insight problems solving by anodal tDCS of the left dorsolateral prefrontal cortex. Brain Stimulation. 5, 110-115 (2012).
- Zaehle, T., Sandmann, P., Thorne, J. D., Jäncke, L., Herrmann, C. S. Transcranial direct current stimulation of the prefrontal cortex modulates working memory performance: combined behavioural and electrophysiological evidence. BMC Neuroscience. 12, 2 (2011).
- Fregni, F., et al. Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory. Experimental Brain Research. 166, 23-30 (2005).
- Pope, P., Miall, R. C. How might the cerebellum participate in motor control, if life one is possible. ACNR. 10, 16-18 (2011).
- Hoover, J. E., Strick, P. L. The organization of cerebellar and basal ganglia outputs to primary motor cortex as revealed by retrograde transneuronal transport of herpes simplex virus type 1. Journal of Neuroscience. 19, 1446-1463 (1999).
- Kelly, R. M., Strick, P. L. Cerebellar loops with motor cortex and prefrontal cortex of a nonhuman primate. Journal of Neuroscience. 23, 8432-8444 (2003).
- Middleton, F. A., Strick, P. L. Cerebellar output: motor and cognitive channels. Trends in Cognitive Science. 2, 348-354 (1998).
- Middleton, F. A., Strick, P. L. Cerebellar 'projections' to the prefrontal cortex of the primate. Journal of Neuroscience. 21, 700-712 (2001).
- Balsters, J. H., et al. Evolution of the cerebellar cortex: The selective expansion of prefrontal-projecting cerebellar lobules. Neuroimage. 43, 388-398 (2010).
- Strick, P. L., Dum, R. P., Fiez, J. A. Cerebellum and non-motor function. Annual Review of Neuroscience. 32, 413-434 (2009).
- Schmahmann, J. D. An emerging concept: the cerebellar contribution to higher function. Archive of Neurology. 48, 1178-1187 (1991).
- Schmahmann, J. D. Dysmetria of thought: clinical consequences of cerebellar dysfunction on cognition and affect. Trends in Cognitive Science. 2, 362-371 (1998).
- Schmahmann, J. D., Sherman, J. C. The cerebellar cognitive affective syndrome. Brain. 121, 561-579 (1998).
- Stoodley, C. J., Schmahmann, J. D. Functional topography in the human cerebellum: a meta-analysis of neuroimaging studies. Neuroimage. 44, 489-501 (2009).
- Stoodley, C. J., Valera, E. M., Schmahmann, J. D. Functional topography of the cerebellum for motor and cognitive tasks: An fMRI study. Neuroimage. 59, 1560-1570 (2012).
- Heath, R. G., Llewellyn, R. C., Rouchell, A. M. The cerebellar pacemaker for intractable behavioral disorders and epilepsy: follow-up report. Biological Psychiatry. 15, 243-256 (1980).
- Parazzini, M., Rossi, E., Ferrucci, R., Liorni, I., Priori, A., Ravazzani, P. Modelling the electric field and the current density generated by cerebellar transcranial DC stimulation in humans. Clinical Neurophysiology. 125, 577-584 (2013).
- Galea, J. M., Jayaram, G., Ajagbe, L., Celnik, P. Modulation of cerebellar excitability by polarity-specific noninvasive direct current stimulation. Journal of Neuroscience. 29, 9115-9122 (2009).
- Middleton, F. A., Strick, P. L. Basal ganglia and cerebellar loops: motor and cognitive circuits. Brain Research Reviews. 31, 236-250 (2000).
- Wiethoff, S., Hamada, M., Rothwell, J. C. Variability in response to transcranial direct current stimulation of the motor cortex. Brain Stimulation. 3, 468-475 (2014).
- Jacobson, L., Koslowsky, M., Lavidor, M. tDCS polarity effects in motor and cognitive domains: a meta-analytical review. Experimental Brain Research. 216, 1-10 (2012).
- Pope, P. A., Miall, R. C. Restoring cognitive functions using non-invasive brain stimulation techniques in patients with cerebellar disorders. Frontiers in Psychiatry. 5, 33 (2014).
- Ferrucci, R., et al. Cerebellar transcranial direct current stimulation impairs the practice-dependent proficiency increase in working memory. Journal of Cognitive Neuroscience. 20, 1687-1697 (2008).
- Boehringer, A., Macher, K., Dukart, J., Villringer, A., Pleger, B. Cerebellar transcranial direct current stimulation modulates verbal working memory. Brain Stimulation. 6, 649-653 (2013).
- Stagg, C. J., Nitsche, M. A. . Physiological Basis of Transcranial Direct Current Stimulation. Neuroscientist. 17, 37-53 (2011).
- Gronwall, D. M. Paced auditory serial-addition task: a measure of recovery from concussion. Perceptual and Motor Skills. 44, 367-373 (1977).
- Lockwood, A. H., Linn, R. T., Szymanski, H., Coad, M. L., Wack, D. S. Mapping the neural systems that mediate the Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT). Journal of the International Neuropsychological Society. 10, 26-34 (2004).
- Hayter, A. L., Langdon, D. W., Ramnani, N. Cerebellar contributions to working memory. Neuroimage. 36, 943-954 (2007).
- Yasuda, K., Sato, Y., Iimura, N., Iwata, H. Allocation of Attentional Resources toward a Secondary Cognitive Task Leads to Compromised Ankle Proprioceptive Performance in Healthy Young Adults. Rehabilitation Research and Practice. 2014, (2014).
- Fiez, J. A., Peterson, S. E., Cheney, M. K., Raichle, M. E. Impaired non-motor learning and error detection associated with cerebellar damage. A single case study. Brain. 115, 155-178 (1992).
- Raichle, M. E., et al. Practice-related changes in human brain functional anatomy during nonmotor learning. Cerebral Cortex. 4, 8-26 (1994).
- Petersen, S. E., Fox, P. T., Posner, M. I., Mintun, M., Raichle, M. E. Positron emission tomographic studies of the cortical anatomy of single-word processing. Nature. 331, 585-589 (1988).
- Petersen, S. E., Fox, P. T., Posner, M. I., Mintun, M., Raichle, M. E. Positron emission tomographic studies of the processing of single words. Journal of Cognitive Neuroscience. 1, 153-170 (1989).
- Ackermann, H., Wildgruber, D., Daum, I., Grodd, W. Does the cerebellum contribute to cognitive aspects of speech production? A functional magnetic resonance imaging (fMRI) study in humans. Neuroscience Letters. 247, 187-190 (1998).
- Seger, C. A., Desmond, J. A., Glover, G. A., Gabrieli, J. D. E. Functional magnetic resonance imaging evidence for right-hemisphere involvement in processing unusual semantic relationships. Neuropsychology. 14, 361-369 (2000).
- Nitsche, M. A., Liebetanz, D., Antal, A., Lang, N., Tergau, F., Paulus, W. Modulation of cortical excitability by weak direct current stimulation–technical, safety and functional aspects. Supplements to Clinical Neurophysiology. 56, 255-276 (2003).
- Hummel, F., et al. Effects of non-invasive cortical stimulation on skilled motor function in chronic stroke. Brain. 128, 490-499 (2005).
- Iyer, M. B., Mattu, U., Grafman, J., Lomarev, M., Sato, S., Wassermann, E. M. Safety and cognitive effect of frontal DC brain polarization in healthy individuals. Neurology. 64, 872-875 (2005).
- Boggio, P. S., et al. Effects of transcranial direct current stimulation on working memory in patients with Parkinson’s disease. Journal of Neurological Sciences. 249, 31-38 (2006).
- Davis, N., Gold, E., Pascual-Leone, A., Bracewell, R. Challenges of proper placebo control for noninvasive brain stimulation in clinical and experimental applications. European Journal of Neuroscience. 38, 2973-2977 (2013).
- Feng, S., Fan, Y., Yu, Q., Lu, Q., Tang, Y. Y. The cerebellum connectivity in mathematics cognition. BMC Neuroscience. 9, P155 (2008).
- Fertonani, A., Rosini, S., Cotelli, M., Rossini, P. M., Miniussi, C. Naming facilitation induced by transcranial direct current stimulation. Behavioral Brain Research. 208, 311-318 (2010).
- Desmond, J. E., Fiez, J. A. Neuroimaging studies of the cerebellum: Language, learning and memory. Trends in Cognitive Science. 2, 355-362 (1998).
- Hamada, M., et al. Cerebellar modulation of human associative plasticity. Journal of Physiology. 590, 2365-2374 (2012).
- Farzan, F., et al. Cerebellar TMS in treatment of a patient with cerebellar ataxia: evidence from clinical, biomechanics and neurophysiological assessments. Cerebellum. 12, 707-712 (2013).
- Jo, J. M., Kim, Y. H., Ko, M. H., Ohn, S. H., Joen, B., Lee, K. H. Enhancing the working memory of stroke patients using tDCS. American journal of Physical Medicine and Rehabilitation. 88, 404-409 (2009).
- Brunoni, A. R., et al. Clinical Research with Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS): Challenges and Future Directions. Brain Stimulation. 5, 175-195 (2012).
- Miniussi, C., Harris, J. A., Ruzzoli, M. Modelling non-invasive brain stimulation in cognitive neuroscience. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 37, 1702-1712 (2013).
- Kroger, J. K., Sabb, F. W., Fales, C. L., Bookheimer, S. Y., Cohen, M. S., Holyoak, K. J. Recruitment of Anterior Dorsolateral Prefrontal Cortex in Human Reasoning: a Parametric Study of Relational Complexity. Cerebral Cortex. 12, 477-485 (2001).
