Transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS) uygulanırken, tekrarlanabilir elektrot hazırlama ve yerleştirme tolere ve etkili bir seans için hayati önem taşımaktadır. Bu makalenin amacı, tDCS’nin uygulanması için güncelleştirilmiş modern kurulum prosedürlerini ve transkraniyal alternatif akım stimülasyonu (tACS) gibi ilgili transkraniyal elektriksel stimülasyon tekniklerini göstermektir.
Transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS), düşük yoğunluklu doğru elektrik akımları kullanılarak nöromodülasyonun noninvaziv bir yöntemidir. Beyin stimülasyonu Bu yöntem diğer tekniklere göre çeşitli potansiyel avantajlar sunar, bu noninvaziv olduğu gibi, maliyet-etkin, geniş konuşlandırılabilir, ve iyi tolere sağlanan uygun ekipman ve protokoller uygulanır. TDCS’nin gerçekleå mesi görÃ1/4lmesine rağmen, tDCS seansının, özellikle elektrot konumlandırmasının ve hazırlıä ının doÄ ru yönÃ1/4nde yönetim, tekrarlanabilirlik ve tolere edilebilirliÄ i saÄ lamak için hayati öne görÃ1/4lÃ1/4yor. Elektrot konumlandırma ve hazırlama adımları geleneksel olarak aynı zamanda en çok zaman alan ve hataya yatkındır. Bu zorlukları gidermek için, sabit konumlu başlık ve önceden monte edilmiş sünger elektrotlar kullanan modern tDCS teknikleri, karmaşıklığı ve kurulum süresini azaltırken, elektrotların beklendiği gibi sürekli olarak yerleştirilmesini sağlar. Bu modern tDCS yöntemleri araştırma, klinik ve uzaktan denetimli (evde) ayarları için avantajlar sunar. Bu makalede, sabit konumlu başlık ve önceden monte edilmiş sünger elektrotlar kullanılarak bir tDCS oturumu yönetmek için kapsamlı bir adım adım kılavuz sağlar. Bu kılavuz, motor korteks ve dorsolateral prefrontal korteks (DLPFC) stimülasyon için tasarlanmış yaygın olarak uygulanan montajlar kullanılarak tDCS gösterir. Açıklandığı gibi, kafa boyutu ve montaja özgü başlık seçimi elektrot konumlandırmasını otomatikleştirir. Tamamen monte edilmiş önceden doymuş snap-elektrotlar, başlıktaki konum tutturucu konektörlerine yapıştırılır. Modern tDCS yöntemi, kurulum süresini azaltmak ve hem acemi hem de uzman operatörler için hataları azaltmak için gösterilmiştir. Bu makalede özetlenen yöntemler tDCS’nin farklı uygulamalarına ve transkraniyal alternatif akım stimülasyon (tACS) ve transkraniyal rastgele gürültü stimülasyonu (tRNS) gibi diğer transkraniyal elektriksel stimülasyon (tES) biçimlerine uyarlanabilir. ). Ancak, tES uygulamaya özel olduğundan, uygun olduğu gibi, herhangi bir yöntem tarifi konu, endikasyon, ortam ve sonuç belirli özellikleri karşılamak için özelleştirilmiştir.
Transkraniyal doğru akım stimülasyonu (tDCS) kortikal eksitrasyon modüle yeteneğine sahip bir noninvaziv beyin stimülasyontekniğidir 1,2. TDCS sırasında, sabit bir düşük yoğunluklu akım, genellikle 1-2 miliamperes (mA), korteks arasında zayıf bir elektrik alanı üreten bir katot elektrot bir anot elektrot akar3,4. Konvansiyonel tDCS protokolleri tolere edilir ve güvenli5. tDCS bir seans etkileri beyin fonksiyonu daha uzun süreli değişiklikler üreten tekrarlanan seanslar ile seans tamamlanması6 sonra birkaç dakika sürebilir7,8. Tolere edilebilirlik profili ve akut veya uzun süreli değişiklikler üretmek için potansiyel tDCS müdahaleler ve tedavilerçeşitliiçin bir aday yapar 9,10,11. TDCS12optimal dozu hakkında sorular devam ederken , yoğunluk rolü de dahil olmak üzere13, polarite7 ve fokalitasyon3, nöromodülasyon tekrarlanabilirlik için elektrot yerleşimi kontrol önemini kabul edilir. Ayrıca, elektrot hazırlama da tolere edilebilirlik ve kör-güvenilirlik14gibi ilgili endişeleri de gerektirir. tDCS diğer beyin stimülasyon yöntemlerine göre pratik avantajlara sahip ken, maliyet etkinliği, taşınabilirlik, kullanım kolaylığı ve tolere edilebilirliği nedeniyle; yine de, tekniğin belirgin basitlik ve adaptasyon kötü elektrot hazırlama ve yerleştirme tekniği14bahane değildir.
Nitekim, tDCS belirgin basitlik, bazı durumlarda, uygun ekipman, sarf malzemeleri ve operatör eğitimi için yetersiz dikkat teşviketmiştir 14. İlk olarak, güvenilir elektrot yerleştirme tekrarlanabilirlik için gereklidir. TDCS elektrotlarının kafa derisine yerleştirilmesi tipik olarak elektroensefalografi (EEG) elektrotlarının yerleştirilmesi ve uygulanmasında kullanılan bir yöntem olan 10-20 sistemini izler. Konvansiyonel tDCS yönteminde, bu her oturumda çeşitli ölçümler15,16,17ile, elektrot konumu kurmak için bant ölçümü içerir. Kafa derisi konumlarını etiketlemek için bir işaretçi kullanılır. Bu sürecin elektrot yerleştirme değişkenliğine (örneğin, özellikle yüksek iş yapma koşulları altında çeşitli operatörlerin ölçüm bandını ne kadar güvenilir bir şekilde konumlandırdığını) ortaya koyma potansiyeli vardır – ancak sıkı operatör eğitimi ve belgelendirmesi değişkenliği azaltabilir. Konvansiyonel tDCS yönteminde, elektrotlar daha sonra ölçülü koordinat ve kauçuk kayışlar üzerine özel bir şekilde uygulanan üzerine elle bastırılır18 (örneğin, bantların sıkılığı süngerlerden sıvı nın çıkarılmasını etkileyen operatörler arasında tutarlı olmayabilir, tolere tabi, ve hatta elektrot pozisyonunda sürüklenme19,20). Elektrot pozisyonunda olduğu gibi, bu değişkenlik açık protokoller ve eğitimlerle azaltılabilir, ancak bu ayrıntı genellikle yayınlanan raporlarda açıklanmaz. Özel durumlarda ped elektrodu sünger kullanılmadan krem / jel ile kafa derisi ayrılır21, dikkatli bir yanık için her zaman önde gelen doğrudan elektrot-cilt teması önlemek için gereklidir14. tDCS için alternatif olarak daha az yaygın bir yöntem elastik bir kap kullanır22,23, hangi konuya özgü kafa deformasyon elektrot konumunu bozan değil bağlıdır, ve riskleri tuzlu yayma ve kapak altında köprüleme (operatör tarafından görünmez). Geleneksel kauçuk bant veya elastik kapak tabanlı tekniklerle karşılaştırıldığında, burada sunulan modern tDCS tekniği kritik elektrot hazırlama ve konumlandırma adımlarını daha sağlam ve güvenilir hale getirir.
tDCS’deki bir diğer önemli prosedür de elektrotların montajıdır. Konvansiyonel tDCS elektrotlar çok parçalıdır. Operatör tarafından dikkatle monte edilmesi gereken bu ayrı parçalar, operatörün delikli sünger cebine battığı ve tuzlu çözelti15ile doygunluk ettiği metal veya iletken-kauçuk elektrotlardan oluşur. Karmaşık olmasa da, elektrot montaj süreci her oturumda eğitim ve uyanıklık gerektirir, süngerden çıkan metal/kauçuk gibi küçük bir hata ve denek veya tuzlu sıvı hacmiile temas cilt yaralanmasına yol açabileceğinden14. Modern tDCS tekniği, ayrıca başlık için güvenilir bir snap konektörü içeren önceden monte edilmiş önceden doymuş elektrotlar/süngerler kullanılarak bu endişelerin üstesinden gelebiliyor. Önceden monte edilmiş ve önceden doymuş elektrotlar tek kullanımlık, tekrarlanabilirlik ve yeniden kullanılan süngerler ile kontaminasyon riskleri azaltıcı konular14,20.
Bu makalenin amacı tDCS ve ilgili transkraniyal elektrikstimülasyon teknikleri, transkraniyal alternatif akım stimülasyonu (tACS), transkraniyal fidye gürültü stimülasyonu (tRNS)24ve transkraniyal darbeli akım stimülasyonu (tPCS) ve varyantları25gibi uygulanması için modern kurulum prosedürleri göstermektir. Bu kılavuz, motor korteks26 ve dorsolateral prefrontal korteks (DLPFC) stimülasyon27için tasarlanmış yaygın olarak uygulanan montajlar kullanılarak tDCS gösterir. Burada açıklanan modern tDCS tekniği, elektrot yerleşimini belirlemek için bant ölçümü, hantal karbon-kauçuk elektrot takılması, elektrot süngerlerini ıslatma işleminin sıkıcı prosedürü ve başlık olarak kauçuk bantların veya elastik kapakların kullanılmasını önler. Bu işlem, özel bir sabit konumlu başlık ve önceden doymuş bir yapışma konektörü elektrodu kullanılarak optimize edilmiştir. Sabit konumlu başlık, tDCS elektrotlarını standart 10-10 EEG19’aotomatik olarak yerleştirmek için deigned kayışlardan oluşur. Bu kayışlar tarafından sağlanan önceden belirlenmiş elektrot konumu kapsamlı ölçüm ve hesaplamaihtiyacını ortadan kaldırarak tekrarlanabilirliği, zaman etkinliğini ve konu manipülasyonu arttır. İlk ziyarette yalnızca bir kerelik montaj ölçümü (kullanılacak doğru kayış boyutunu belirlemek için kullanılır) gereklidir. Tek kullanımlık önceden monte edilmiş sünger elektrotlar, safın optimize edilmiş hacminde önceden ıslatılmış ve kauçuk elektrot takılı ptaklak ile sabitlenerek kauçuk/metal ile cilt arasında doğrudan temas riskini en aza indirerek ve aşırı/az ıslatma sağlanır. Sabit konumlu başlık ve önceden monte edilmiş sünger elektrotların kullanılması(Şekil 1)sadece ölçüm hatası nedeniyle elektrot yer değiştirme olasılığını önemli ölçüde azaltır, aynı zamanda tDCS’nin daha kolay ve daha etkili bir şekilde yönetilmesini sağlar. Her montaj için belirli bir başlık vardır. Bu makalede örnek olarak iki montaj kullanılacaktır. İlk montaj, anodun primer motor kortekse (M1) karşılık gelen bölgenin üzerine yerleştirildiği ve katotun kontralateral supra-orbital (SO) bölgesine yerleştirildiği M1-SO’dur(Şekil 2A). İkinci montaj, anodun sağ ın üzerine yerleştirildiği ve katotun sol DLPFC üzerine yerleştirildiği bifrontal montajdır (F3/F4, Şekil 2C). Burada özetlenen yöntemler yukarıda belirtilen montajlarla sınırlı değildir ve diğer konfigürasyonlara uyarlanabilmekte, ölçüm hatasına bağlı elektrot yer değiştirme olasılığını önemli ölçüde azaltmış, aynı zamanda tDCS ve ilgili tES tekniklerinin uygulanması daha verimli hale getirilmektedir. Burada açıklanan modern başlıklar elektrot montajına özgüdür (örn. M1-SO, F3/F4) ve ayrı elektrot montajları için farklı başlıklar kullanılır. Modern teknik adım sayısını azaltsa ve TES tekniğinin yönetimini verimli hale getirirken, yeni yaklaşım yine de uyarıcıyı çalıştırmak için eğitim gerektirir.
2000 yılından bu yana, tDCS5,11,33için oranı (yayınlanan deneme sayısı) ve genişliği (uygulama ve endikasyon aralığı) üstel bir artış olmuştur. Burada gösterilen modern tDCS protokolleri, özellikle artan boyut ve sitelerin (örneğin, önemli denemeler) ve sonuçta tedavi9’da, bu modern tDCS teknikleri basit ve kritik kurulum adımlarını normalleştirdiği için, insan deneylerinde benimsenmesini potansiyel olarak daha da desteklemektedir. Elektrot hazırlama ve pozisyon tDCS dozu belirlemek yana12, çoğaltılabilir kurulum sağlamak için yöntemler tekrarlanabilir denemeler destek. Burada açıklanan modern tekniğin dahil etme kriteri arasında avantajlı olması beklenmektedir ancak geleneksel tekniklerin kafa derisi/saç koşulları, davranış veya yüksek-through (çok merkezli denemeler) ve uzak ayarların bir sonucu olarak zorlu olduğu grupta özel fayda sağlayabilir34,35. Modern teknik, elektrotların daha güvenli bir fiksasyon sağlayarak (örneğin konvansiyonel teknik geçici elastik kayışlar ile karşılaştırıldığında) ayna terapisi36gibi yardımcı davranışsal tedaviler ile kombinasyonu artıracak36 ,37,38, görsel görüntü ve sanal gerçeklik39,40,41, veya fizik tedavi34,42,43, 44,45.
tDCS noninvaziv beyin stimülasyonu güvenli ve uygun bir formu olarak kabul edilir5,11. Yine de, stimülasyon en iyi uygulamaları14aşağıdaki yapılır sağlamak için hala önemlidir. Tüm tDCS operatörleri eğitimli ve sertifikalıdır. Gerekli ek malzemeleri, kullanılan elektrot montajını, varsa görevleri, uyarım öncesinde, sırasında ve sonrasında izlenecek önemli güvenlik prosedürleriile çalışmaya özel dahil etme ve dışlama kriterlerini özetleyen ayrıntılı bir çalışma özel protokolü oluşturulur. Bazı dışlama kriterleri metalik baş ve/ veya boyun dövmeler içerebilir, baş ve / veya boyun metalik implantlar, diğerleri arasında – ama bu mutlak değildir (örneğin epilepsi olan kişilerde tES, implant, ve akut kafatası kusurları)4. Bazı malzemeler, elektrot yerleştirme, süre gibi bir tDCS çalışma protokollerinin birçok yönü, çalışma tasarımına özgüdür. Çalışma özel ihtiyaçlarına uyacak şekilde protokolü değiştirirken, bu değişiklikler hem konu ve araştırmacı5,11için kabul edilebilir olduğundan emin olun.
Bu kılavuzda modern bir tDCS yöntemi açıklanmıştır. Bu çağdaş tDCS uygulama tekniği geleneksel yönteme göre önemli ölçüde daha basittir ve bu nedenle hem daha hızlı hem de hataya daha az yatkındır.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma NIH tarafından desteklenmiştir (1R01NS101362-01, 1R01MH111896-01, 1R01NS095123-01, 1R01MH109289-01, 1K01AG050707).
1×1 transcranial electrical stimulation | Soterix Medical Inc. | 2001tE | The tDCS setting was used on the tES device |
Dlpfc-1 headgear with cables | Soterix Medical Inc. | SNAPstrap 1300-ESOLE-S-M | Dlpfc-1 (size: adult – medium) |
M1-SO headgear with cables | Soterix Medical Inc. | SNAPstrap 1300-ESM-S-M | M1-SO (size: adult – medium) |
Saline solution | Soterix Medical Inc. | 1300S_5 | |
Snap sponge electrodes 5×5 cm | Soterix Medical Inc. | SNAPpad 1300-5x5S | Single-use only |
Syringe | Soterix Medical Inc. | 1300SR_5 | Syringe for saline application |