Modulante Cognition Utilizzando transcranica diretta stimolazione attuale del cervelletto
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
Numerosi studi sono emerse recentemente che dimostrano la possibilità di modulare, e in alcuni casi migliorare, processi cognitivi eccitando regioni cerebrali coinvolte nella memoria e attenzione lavorare utilizzando la stimolazione elettrica transcranica cerebrale. Alcuni ricercatori ora credono cervelletto supporta cognizione, possibilmente attraverso un effetto di neuromodulatori remota sulla corteccia prefrontale. Questo articolo descrive una procedura per indagare un ruolo per il cervelletto nella cognizione utilizzando transcranica stimolazione in corrente continua (tDCS), e una selezione di attività di elaborazione delle informazioni di varia difficoltà del compito, che sono stati precedentemente dimostrato di coinvolgere la memoria di lavoro, l'attenzione e il funzionamento del cervelletto . Un compito è chiamato Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT) e l'altro una nuova variante di questo compito chiamato Paced Auditory Serial Sottrazione Task (passt). Sono stati inoltre esaminati Un compito generazione verbo e le sue due controlli (sostantivo e lettura verbo). Tutti e cinque tchiede sono stati eseguiti da tre distinti gruppi di partecipanti, prima e dopo la modulazione della connettività cortico-cerebellare con anodica, catodica o tDCS sham sul diritto corteccia cerebellare. La procedura dimostra come le prestazioni (accuratezza, la latenza di risposta verbale e variabilità) potrebbe essere selettivamente migliorati dopo la stimolazione catodica, ma solo durante le attività che i partecipanti classificati come difficile, e non è facile. La performance è stata immutato da anodica o la stimolazione sham. Questi risultati dimostrano un ruolo per il cervelletto nella cognizione, per cui l'attività nella corteccia prefrontale sinistra è probabile dis-inibita da tDCS catodica sulla destra corteccia cerebellare. Stimolazione cerebrale transcranica sta crescendo in popolarità in vari laboratori e cliniche. Tuttavia, le conseguenze della tDCS sono incoerenti tra gli individui, e non sempre specifiche di polarità, e può anche essere task- o specifico carico, ognuno dei quali richiede ulteriori studi. Gli sforzi futuri potrebbero anche essere guidati verso neuro-Enhancement nei pazienti cerebellari che presentano deficit cognitivo una volta una migliore comprensione dei meccanismi di stimolazione del cervello è emerso.
Introduction
L'elettricità è stata usata in medicina per oltre 100 anni. Oggi, la stimolazione cerebrale è sempre più spesso utilizzato in vari laboratori e cliniche, come uno strumento di ricerca per la verifica delle ipotesi su come le funzioni cognitive del motore e vengono eseguite dal cervello e il cervelletto, e come le connessioni tra queste due regioni cerebrali supportano queste funzioni. Per quanto riguarda il cervelletto, questo è in parte perché gli emisferi cerebellari laterali, che si ritiene siano coinvolte nella cognizione (vedi sotto), sono accessibili alla stimolazione elettrica transcranica, sono sensibili agli effetti delle correnti di polarizzazione, e perché la procedura è relativamente poco costoso e facile da eseguire in soggetti umani. La procedura di stimolazione cerebrale descritta nel presente articolo viene illustrato come processi cognitivi come la memoria di lavoro e l'attenzione possono essere facilitati durante le attività che sono 'più', piuttosto che 'meno' cognitivamente impegnativo 1. L'interpretazionezione di questi risultati uno specifico intervento, sono saldamente vincolati da una comprensione della fisiologia della via cerebro-cerebellare. Neuro effetti di miglioramento, anche quando le attività sono difficili, sono anche osservati dopo stimolazione elettrica della corteccia prefrontale 2,3,4,5.
Il cervelletto gioca un ruolo importante nel predire, tempi e l'esecuzione di movimenti 6. Tuttavia, diverse linee di ricerca ora suggeriscono che il cervelletto può influenzare i processi cognitivi. Nel dominio anatomico, ad esempio, numerosi studi hanno suggerito che i collegamenti reciproci tra regioni della corteccia prefrontale e il cervelletto (cioè, il percorso cerebro-cerebellare) possono supportare cognizione 7,8,9,10,11,12. In ambito clinico, alcuni pazienti con danni a parti specifiche del cervelletto posteriori presentano problemi intellettuali ed emotivi i cui sintomi sono concettualizzato nell'ipotesi 'dismetria di pensiero', eclinicamente definita 'sindrome cerebellare affettivo cognitivo (CCAS), mentre quelli con danni alle parti anteriori del cervelletto, presentano difficoltà motorie (ad esempio, atassia) e concettualizzato come' dismetria del movimento '13,14,15. Nel dominio di imaging cerebrale, Schmahmann e colleghi 16,17 hanno usato la risonanza magnetica funzionale (fMRI) e connettività funzionale per mappare regioni specifici compiti del cervelletto e le connessioni queste aree fare con il lobo prefrontale durante compiti motori e cognitivi.
I compiti cognitivi presentati in questo studio sono stati scelti perché hanno già dimostrato di attivare cosiddette regioni non motori del cervelletto. Ma ci hanno anche permesso di partizionare i motori e componenti delle attività cognitive, che è stato ottenuto variando il livello di cognitivo rispetto alle richieste del motore che sono necessari per eseguire correttamente, e l'intervento di un pr stimolazione cerebraleocedure precedentemente dimostrato di modulare relazioni cervello-comportamento. Recenti tentativi di modulare la funzione e il comportamento del cervello hanno incluso l'uso di polarizzazione correnti attraverso il cuoio capelluto, chiamato, transcranica stimolazione a corrente continua (tDCS). In realtà, i medici sono stati stimolanti corteccia cerebellare con elettrodi impiantati nella popolazione dei pazienti fin dal 1970, con incoraggianti risultati terapeutici 18. Oggi, stimolando il cervello attraverso il cuoio capelluto è realizzato per essere utile per studiare le relazioni cervello-comportamento di partecipanti sani.
TDCS nell'uomo normalmente implica la consegna di un basso (1-2 mA) corrente continua (DC) continuamente attraverso una coppia di elettrodi saline-bagno per 15-20 minuti. Un tipico montaggio dell'elettrodo per stimolare il cervello potrebbe comportare uno (anodica) elettrodo essendo collocato sulla testa (sopra la regione del cervello di interesse), e l'altro elettrodo (catodica) essendo posizionato sulla guancia (cefalica) o una spalla (senzan-cefalica) sul lato controlaterale del corpo. In caso di stimolare cervelletto, intracerebrale flusso di corrente tra i due elettrodi è relativamente poco diffuse funzionale regioni vicine (ad esempio, corteccia visiva 19) ed è pensato per eccitare o deprimere cellule di Purkinje della corteccia cerebellare 20, producendo sia neurofisiologico e comportamentale cambiamenti. La diffusione della corrente e di effetti di cerebellare-tDCS nell'uomo sono desunti da dati di modellazione o da studi su animali, e dagli effetti indiretti sulla corteccia motoria. Nel dominio del motore, gli effetti sono anche dimostrato di essere specifiche per la polarità come dimostrano le conseguenze di stimolazione cerebellare sulla corteccia motoria eccitabilità 20. Ad esempio, stimolazione anodica ha generalmente un effetto eccitatorio e aumenta la produzione di cellule di Purkinje; aumentando l'inibizione del pathway facilitatory dai nuclei cerebellari alla corteccia cerebrale, mentre la stimolazione catodica ha generalmente un effe oppostact cioè, dis-inibizione della corteccia cerebrale, riducendo l'inibizione delle cellule di Purkinje dei nuclei cerebellari. Studi anatomici in primati rivelano come le cellule di Purkinje potevano esercitare un drive facilitatorio su entrambi motori e circuiti cognitivi, tramite un relè sinaptico nel talamo ventrale-laterale 21. Tuttavia, recenti studi tDCS sull'uomo suggeriscono che la distinzione anodica-catodica non può essere netta. Per esempio, gli effetti di post-tDCS oltre corteccia motoria sono molto variabili tra individui, e non sono sempre 22 specifici polarità. Critiche analoghe sono inoltre riscossi verso risultati nel dominio cognitivo 23. Questo può aiutare a spiegare perché gli effetti sulle funzioni cognitive sono più difficili da individuare e da interpretare rispetto agli effetti diretti del cervelletto in aree motorie a causa dell'inibizione cerebellare-cervello (CBI 20). Tali osservazioni sottolineano la necessità di comprendere meglio i singoli fattori che determinano l'efficacia di stimo cervelloione, e sviluppare protocolli perfezionati per stimolare il cervello.
I cambiamenti nelle funzioni sia motorie e cognitive sono fisiologicamente plausibili attraverso la stimolazione elettrica del cerebello-talamo-corticale percorso 24. Per quanto riguarda le funzioni cognitive, un effetto modulatorio di cerebellare-tDCS nella memoria di lavoro verbale è stato segnalato 25,26. E gli effetti duraturi sulla cognizione di stimolare le regioni della corteccia prefrontale si osservano anche 2,3,4,5. Tuttavia, gli effetti fisiologici della stimolazione cerebrale sui neuroni sono diversi a seconda se il comportamento è testato (effetti on-line) durante o dopo (effetti off-line) il periodo di stimolazione 27. È stato suggerito che gli effetti on-line possono includere cambiamenti nell'ambiente intracellulare (ad es., Le concentrazioni di ioni) e il gradiente elettrochimico (ad esempio, potenziali di membrana), mentre gli effetti off-line potrebbero includere cambiamenti più duraturi in Activi neuralety a causa di processi intracellulari alterati (ad esempio, la plasticità dei recettori) 27. Il presente studio indaga gli effetti off-line, per cui tDCS è applicata in-tra due sessioni di test cognitivi, e il comportamento viene confrontato tra le due sessioni.
Investigating un ruolo per il cervelletto nella cognizione è assistita dall'uso di compiti che sono stati precedentemente dimostrato coinvolgere funzionamento cerebellare. Un compito particolare coinvolge aritmetica ragionamento e attenzione divisa e si chiama Paced Auditory Serial Addition Task (PASAT 28). E 'stato ampiamente utilizzato per valutare le varie funzioni cognitive in entrambe le popolazioni sane e pazienti. Il test consiste in genere i partecipanti ad ascoltare i numeri presentati ogni 3 secondi, e aggiungendo il numero sentono al numero hanno sentito prima (piuttosto che dare un totale parziale). È un compito impegnativo e impone un alto grado di WM, attenzione e capacità aritmetica. Essa coinvolge anche actività nel cervello e il cervelletto associata con questi elementi particolari del compito, come rivelato in PET 29 e RM 30. Per rendere il compito più cognitivamente difficile e impegnativo attentionally (come confermato da altri in un recente studio 31, le istruzioni originali sono stati modificati in modo che i partecipanti erano tenuti a sottrarre il numero che sentono dal numero hanno sentito prima. Noi chiamiamo questo nuovo compito la Paced Auditory Serial Sottrazione Task (Passt 1), ed è più difficile da eseguire rispetto alla PASAT come evidenziato da valutazioni soggettive di difficoltà del compito e tempi di reazione notevolmente più lunghi 1. Entrambe le versioni del compito sono stati inclusi in modo che era più cognitivamente difficile e attentionally chiedendo di eseguire rispetto all'altro, mentre le richieste del motore (operazioni di parola segreta) erano paragonabili tra le attività. Se il cervelletto è coinvolto nella cognizione, quindi perturbare la sua funzione con tDCS potrebbe interferire con il ruolo di questa sTRUTTURA durante la performance sul Passt, ma non necessariamente sul PASAT.
Un altro compito largamente utilizzato per indagare su un ruolo per il cervelletto durante gli aspetti del linguaggio e della cognizione è il Verbo Generation Task (VGT 32,33,34,35,36,37). Come il PASAT, è stato ampiamente utilizzato per testare la memoria di lavoro verbale in popolazioni sane e pazienti. In sostanza, il VGT richiede partecipa a dire a voce alta un verbo (ad esempio unità) in risposta ad un sostantivo presentato visivamente (ad esempio, auto), a fronte di prestazioni in un compito di controllo in base al quale i partecipanti leggono nomi a voce alta. Generazione verbi e sostantivi di lettura hanno esigenze percettive e motorie simili, ma diverse esigenze WM verbale (cioè, una maggiore analisi semantica). E una maggiore attività in una rete cerebro-cerebellare è associato con la generazione di verbi rispetto a lettura di sostantivi 34,35,36. Le parole sono anche generati più rapidamente (un effetto di priming), quando i compiti sonoripetuto con le stesse parole (in ordine casuale) tra blocchi, e l'attività aumenta cerebro-cerebellare come osservato in PET e fMRI 33 37.
In questo articolo, una procedura viene descritta per l'applicazione tDCS sopra il cervelletto ad indagare su un ruolo per questa struttura cerebrale in cognizione, insieme a due aritmetica (esperimento uno) e tre task della lingua (esperimento due) di varia difficoltà, che tre gruppi distinti di partecipanti effettuate prima e dopo il periodo di stimolazione. Abbiamo ipotizzato, dato un ruolo per il cervelletto nella cognizione, che le prestazioni sui compiti più impegnativi (cioè, Passt e generazione verbo) sarebbero interessati più da tDCS (effetti off-line) che le prestazioni su compiti meno impegnativi (PASAT e sostantivo / verb lettura).
Protocol
Representative Results
Discussion
TDCS è diventato uno strumento popolare negli ultimi anni per lo studio delle relazioni cervello-comportamento. Il presente articolo descrive una procedura per indagare le funzioni cognitive del cervelletto con tDCS e vari test di aritmetica e di linguaggio che richiedono vari gradi di memoria di lavoro e di attenzione. I risultati dell'esperimento hanno mostrato una stimolazione come catodica del diritto accuratezza nell'emisfero compito migliorato cerebellare e la variabilità di risposta verbale (rispetto al anodica e la stimolazione sham) durante un compito di elaborazione di informazioni difficili e cognitivamente impegnativo che coinvolge sottrazione mentale (il ritmo uditivo compito sottrazione seriale [ Passt]), ma non durante una versione più semplice e meno impegnativo che coinvolge oltre mentale (il uditivo compito aggiunta seriale frenetico [PASAT]). Dal momento che entrambi questi compiti condividono controllo analogo del motore (ad esempio, le operazioni di verbali), ma carico dissimile cognitiva (es., Sforzo mentale), abbiamo speculato nel nostro precedente studio1 che la depressione catodica del diritto corteccia cerebellare potrebbe rilasciare risorse cognitive extra quando richieste di compiti sono elevati. Catodica tDCS avrebbe dovuto hyperpolarize cervelletto, deprimere uscita cellule di Purkinje, e ridurre l'inibizione cerebellare-cervello (CBI 20). Questa visione è sostenuta dalla scoperta che la connettività funzionale tra il cervelletto e la corteccia prefrontale (cioè, cerebello-talamo-corticale percorso 10) durante l'aritmetica è task- e difficulty- sensibile 43. I risultati di esperimenti non possono essere spiegate da alcun cambiamento del contributo cerebellare di controllo del motore, in quanto questi sono paragonabili nel PASAT e Passt, ma i processi mentali necessari per eseguire la sottrazione rispetto Inoltre sono diversi. I risultati di questo esperimento suggeriscono invece che gli effetti di cerebellare-tDCS sulla cognizione rischiano task- o specifico carico. Nell'esperimento due, la stimolazione catodica anche selettivamente migliorato le prestazioni nel corso di una operazioneprotocollo lingua, in modo che le risposte si sono più veloci e sono stati più coerente cronometrati oltre cinque blocchi consecutivi di prove in cui i partecipanti hanno generato verbi in risposta a nomi presentati visivamente. Questo effetto priming completato i risultati dell'esperimento uno, e anche reperti di altri mostrando come tDCS anodica sulla sinistra della corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) in grado di migliorare la fluidità verbale e 40 foto latenze di denominazione 41,44 – sostenere l'ipotesi che gli stessi modelli agevolazione può essere osservati dopo tDCS catodica oltre l'emisfero destro del cervelletto (come osservato nell'esperimento due). Presi insieme, questi risultati supportano un ruolo per il cervelletto – seppur indiretto – nel linguaggio, l'apprendimento e la memoria 45, dando ulteriore sostegno all'idea che il cervelletto può influenzare i processi cognitivi nella corteccia prefrontale: un sito importante per molti memoria di lavoro (WM ) operazioni.
Miglioramenti cognitivi are fisiologicamente plausibile perché il cervelletto esercita un'influenza remoto attraverso eccitabilità nel DLPFC, tramite eccitazione del cerebro – percorso cerebellare. Ulteriore evidenza per l'accoppiamento tra il cervelletto e la corteccia prefrontale è descritto nel lavoro di Hamada e colleghi, per cui la plasticità associativa indotta da stimoli sensoriali / motore accoppiati a 25 ms – accoppiato stimolazione associativo (PAS), è stato osservato essere bloccati da cerebellar- tDCS 46. E sessioni giornaliere di stimolazione magnetica transcranica (TMS) sopra il cervelletto ha dimostrato di migliorare il controllo posturale e passeggiate, e dual-tasking in un paziente con atrofia cerebellare 47. Questi miglioramenti motorie e cognitive sono stati caratterizzati da un aumento dei potenziali evocati motori indotti dalla stimolazione corticale motore quando il cervelletto è anche entusiasta di alcuni millisecondi prima (indagati con dual-coil, paired-pulse TMS), a causa della ridotta inibizione cerebellare-cervello ( CBI) cheè durato 6 mesi dopo il trattamento. Farzan e colleghi 47 accreditati i miglioramenti nella funzione cognitiva ad una conseguenza della funzione motoria rafforzata e la liberazione di risorse per l'esecuzione del doppio compito. La riduzione CBI indotta da TMS può anche essere migliorato prefrontale funzione corticale direttamente, attraverso emozionante c erebro – circuiti cerebellari – migliorare la capacità cognitiva. Quest'ultima spiegazione è in accordo con quella osservata utilizzando i metodi descritti nel presente articolo che dimostrano una procedura per selettivamente migliorare WM verbale dopo cerebellare-tDCS.
I metodi qui descritti dimostrano come la stimolazione elettrica del cervello del cervelletto può modulare funzioni cognitive e migliorare le prestazioni durante le attività che richiedono un elevato livello di carico cognitivo. Questo risultato parallelo gli effetti positivi stimolando la DLPFC, che può migliorare le prestazioni aritmetica su lunghe durate 2 </sup>, e facilitare la generazione soluzione per problemi difficili, ma non per facili problemi 3. In realtà, tDCS oltre corteccia prefrontale possono migliorare le prestazioni in una varietà di compiti cognitivi in soggetti sani 4,5, portando i ricercatori a utilizzare la stimolazione cerebrale elettrica come strumento terapeutico per il trattamento di deficit cognitivi nei pazienti dopo ictus 48, e nei pazienti con malattia di Parkinson 41. Infatti, indicazioni future per tDCS includono il suo uso come strumento per modificare il comportamento inducendo cambiamenti duraturi nel cervello. TDCS come una forma di terapia di stimolazione cerebrale è la pena di esplorare in popolazioni di pazienti, per ovvie ragioni 24.
In questo articolo, i passaggi più critici per la modulazione di successo di cognizione con tDCS sono: 1) adattare compito difficoltà di livello di prestazioni dei partecipanti; 2) posizionamento coerente e preciso dell'elettrodo di stimolazione sulla regione del cervello desiderata; 3) garantire tcappello sia elettrodi sono tenuto umido durante il periodo di stimolazione per evitare lo stimolatore spegnimento (inumidire con soluzione salina extra se necessario). E 'anche importante per rassicurare i partecipanti (ansia riducendo) che le sensazioni provate durante la stimolazione scompare dopo pochi secondi – lasciando tDCS inosservato. Modifiche future potrebbero includere la somministrazione di tDCS durante l'esecuzione dell'attività (o almeno così si sovrappone con comportamento) per studiare gli effetti sulla linea. Prestazioni Task sarebbe poi confrontata tra condizioni attive e di base (ad esempio, sham e / o catodica vs sham anodica vs), piuttosto che il confronto delle prestazioni prima e dopo il periodo di stimolazione. L'efficacia a lungo termine della stimolazione DC è anche la pena di esplorare dal punto di vista dell'utilizzo di tDCS a rimediare i sintomi di disfunzione cognitiva, insieme a paradigmi che possono produrre effetti più robusti. Questo può comportare protocolli che offrono una successione di periodi di stimolazione brevi (piuttosto che un singolo block), per cui le successive sessioni di tDCS 'top-up' gli effetti della sessione precedente. Fornire più sessioni di stimolazione può produrre aumenti cumulativi in termini di prestazioni, piuttosto che modifiche minori che si sviluppano più lentamente nel corso di una singola sessione. Sfide come queste e anche indicazioni future per la ricerca clinica con tDCS sono stati esaminati dagli Brunoni e colleghi 49.
Il potenziale per l'utilizzo di tDCS come strumento terapeutico per rimediare i sintomi cognitivi di alcune malattie non farà che emergere una volta la procedura è stata meglio compresa e masterizzato. Per esempio, gli effetti della tDCS oltre corteccia motoria sono recentemente stati trovati per essere altamente variabile tra gli individui, e non sempre polarità specifica 22,23. Lo stesso è stato detto anche per gli effetti della tDCS nel dominio cognitivo 23. C'è ancora una limitata su di dati relativi agli effetti neuro-potenziamento di tDCS in generale. Ma può essere il caso thin off-line effetti tDCS sul cervelletto sono più in grado di migliorare il comportamento quando i partecipanti devono impegnarsi pienamente con un compito cognitivo difficile, o quando trovano il difficile compito di eseguire perché richiede alle WM e risorse attentive. Questa visione suggerisce che gli effetti di cerebellare-tDCS sulla cognizione può essere task- o load- dipendente: mediata magari migliorare le funzioni cognitive in alcune parti del percorso cerebro-cerebellare che sono attivi durante la stimolazione. Questa interpretazione dei nostri dati paralleli e con quella degli effetti sulla linea di tDCS sulla cognizione, che sono attualmente ritenuti essere sensibile allo stato della rete attiva durante il tempo di stimolazione 50. TDCS non può portare a cambiamenti nelle prestazioni se ci sono risorse cognitive sufficienti per svolgere bene il compito, ma solo quando il sistema è impegnato in modo che utilizzi più risorse. Infatti, gli studi fMRI mostrano come l'attività neurale in una rete fronto-parietale è positivamente correlata con una maggiore complessità compito 51.
Per concludere, l'articolo descrive una procedura di stimolazione cervello che tDCS utilizzato per stimolare il cervelletto durante una serie di operazioni di elaborazione delle informazioni con diversi carico cognitivo, in cui catodica depressione dell'attività cerebellare (e non anodica eccitazione) migliorare le prestazioni durante attentionally impegnativo e difficile compiti cognitivi. Abbiamo speculato se questo potrebbe essere raggiunto dis-inibizione regioni WM della corteccia prefrontale: liberando risorse cognitive extra quando alcuni compiti sono difficili da eseguire. Una migliore comprensione dei singoli fattori che determinano l'efficacia della tDCS è ora necessario che si spera emergeranno da ulteriori studi, insieme con i protocolli perfezionati per fornire stimolazione elettrica del cervello in popolazioni sane e pazienti. Pertanto, gli sforzi futuri potrebbero essere guidati verso rimediare i sintomi cognitivi di alcune malattie usando elettr transcranicastimolazione cerebrale iCal come strumento di riabilitazione cognitiva per modulare circuiti cerebro-cerebellare.
Divulgazioni
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 |
Riferimenti
- 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).
