非侵入电脑刺激蒙太奇的人体运动功能的调节

非侵入性的电脑刺激（NEBS），的电流到大脑的通过完整头骨的施用，可以修改大脑功能和行为^{1 – 3。}为了优化的NEBS的战略理解，导致神经生理学和行为影响的内在机制仍需要治疗潜力。在不同的实验室应用和刺激程序完全透明的标准化提供了数据的可比性，它支持拟议的行动机制的结果和评价的可靠解释的基础。经颅直流电刺激（TDCS）或经颅交流电刺激（TACS）由所施加的电流的参数不同：TDCS由两个电极（阳极和阴极^）2之间的一个单向恒定电流流动^{– 6，同时} TACS使用施加的交流电流在特定频率^7。颅随机噪声刺激（TRNS）是TACS的一种特殊形式，它使用在随机的频率施加的交流电流（例如，100-640赫兹），导致迅速变化的刺激强度和除去极性相关的影响^4,6,7。极性是仅相关性，如果刺激设置包括刺激补偿 ，例如，噪声频谱随机地改变周围1毫安基线强度（通常不使用）。对于本文的目的，我们将使用的电机系统TDCS和TRNS的影响，密切关注到我们的实验室⁶最近的一份出版物集中精力工作。

TRNS的作用的基本机制甚至更少理解比TDCS的但与后者可能不同。从理论上讲，在随机共振的概念框架TRNS推出刺激诱发的噪点为神经系统，它可以通过改变日提供一种信号处理的好处Ë信噪比^4,8,9。 TRNS可主要放大较弱的信号，从而可以优化特定任务的大脑活动（内源性噪音^9）。阳极TDCS增加由自发的神经元放电率¹⁰变更指示或增加运动诱发电位（MEP）皮质兴奋振幅²中战胜了几分钟到几小时的持续刺激作用。在被称为长时程增强突触效能持久的增加被认为有助于学习和记忆。事实上，阳极TDCS提高运动皮层突触由弱突触输入¹¹多次激活突触效能。根据，改进的运动功能/技能获取常常显露仅当刺激是共同施加有马达训练^{11 – 13，}也表明突触共激活，因为这活性依赖性过程的一个先决条件。然而，在C的增加之间的因果关系ortical兴奋性（增加的燃烧率或MEP振幅）一方面和改善突触效能另一方面（LTP或行为功能如马达学习）尚未得到证实。

NEBS施加到初级运动皮层（M1）已经吸引了越来越多的关注是安全，有效的方法调节人体运动功能^1。神经生理效应和行为结果可以取决于刺激策略（例如，TDCS极性或TRNS），电极的大小和蒙太奇^{4 – 6,14,15。}除了 ​​主题固有解剖和生理因素电极蒙太奇显著影响的电场分布，并且可能导致在皮层^16内传播的电流不同的模式^{– 18。}除了 ​​电极的施加的电流的大小的强度确定交付^3的电流密度。公共电极蒙太奇在人体运动系统的研究包括（ 图1）：1）阳 ​​极TDCS 单方面M1刺激与位于感兴趣的M1与位于对侧额头上的阴极的阳极;这种方法的基本思想是在感兴趣的^6,13,19 M1兴奋的上调^{– 22;} 2）阳极TDCS 双边M1刺激（也被称为与位于感兴趣的M1与位于对侧M1 ^5,6,14,23,24阴极阳极“bihemispheric”或“双重”刺激）;这种方法的基本思想是通过兴奋性的上调在感兴趣的M1最大化刺激好处，同时在相反的M1下调兴奋性（即，两个M1S之间纵裂抑制的调制）; 3）TRNS，只有上面提到的单方面刺激M1蒙太奇一直investigated ^4,6;与此蒙太奇兴奋性增强TRNS的影响已被发现为100-640赫兹⁴的频谱。脑刺激策略和电极蒙太奇的选择代表了在临床或研究设置的有效和可靠的使用NEBS的一个关键步骤。这里作为人类电机系统用于研究和方法和概念方面进行了讨论这三个NEBS过程进行详细说明。为单侧或双侧TDCS和单边TRNS材料是相同的（ 图2）。

图1.电极蒙太奇和不同的NEBS战略电流方向。（一）单边阳极经颅直流电刺激（TDCS），阳极集中在感兴趣的初级运动皮层和阴极定位在ŧ他对侧眶上区域。 （二）双边运动皮层刺激，阳极和阴极都位于每过一台电机皮质。阳极的位置决定的为阳极TDCS感兴趣的运动皮层。 （三）对于单边经颅随机噪声刺激（TRNS），一个电极位于上运动皮层和在对侧眶上区域的另一个电极。电极之间的电流流动是由黑色箭头表示。阳极（+，红色），负极（ – ，蓝色），交流电（+/-，绿色）。 请点击此处查看该图的放大版本。