अपनी गतिविधि मिलाना मानव मस्तिष्क को बिजली लागू करने का विचार प्राचीन काल से अध्ययन किया गया है. वास्तव में, के रूप में जल्दी 11 ^वीं सदी के रूप से लेखन मिरगी दौरे ¹ के उपचार में टारपीडो बिजली मछली के उपयोग का वर्णन है कि पाया गया है. फिर भी, यह हाल ही में यह संज्ञानात्मक समारोह और मोटर प्रतिक्रिया ² पर modulatory प्रभाव उत्पन्न करने के लिए दिखाया गया था के रूप में गैर इनवेसिव मस्तिष्क उत्तेजना वैज्ञानिक समुदाय में बड़े पैमाने पर ब्याज प्राप्त हुआ है कि जब तक नहीं है. Transcranial चुंबकीय उत्तेजना (टीएमएस) बड़े पैमाने पर जल्दी 1980 ³ के बाद से अध्ययन किया गया है जबकि यह अब neuropathologies की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक व्यवहार्य उपचार के विकल्प माना जाता है, के रूप में Transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना (tDCS) में हाल ही में ब्याज, इस तरह के स्ट्रोक के रूप में ^4, बढ़ गया है शराब की लत ^5, और पुराने दर्द ^6. tDCS उदाहरण के लिए, टीएमएस तरह neurostimulation तकनीक के कई फायदे हैं,यह अपेक्षाकृत सस्ती, दर्द रहित है, के बाद से अच्छी तरह से इस प्रकार बेडसाइड ⁷ में प्रशासन के लिए यह संभव है, जिससे रोगियों द्वारा सहन, और पोर्टेबल. वास्तव में, रोगियों के केवल एक छोटा सा प्रतिशत उत्तेजना ⁸ दौरान एक हल्के झुनझुनी अनुभूति का अनुभव. हालांकि, इस अनुभूति आमतौर पर कुछ ही सेकंड ^{में 9} के बाद गायब हो जाता है. नतीजतन, tDCS असली उत्तेजना ^9,10 से नकली उत्तेजना को अलग नहीं कर सकते प्रतिभागियों के बहुमत के बाद से मजबूत डबल अंधा, दिखावा नियंत्रित अध्ययन की अनुमति देता है.

tDCS एक निरंतर कम amperage के विद्युत प्रवाह (1-2 एमए) की प्रेरण विषय की खोपड़ी पर तैनात सतह इलेक्ट्रोड के माध्यम से कॉर्टेक्स को लागू करना शामिल है. इलेक्ट्रोड आमतौर पर खारा लथपथ स्पंज में या सीधे एक ईईजी प्रकार पेस्ट के साथ सिर पर रखा जाता है. एक tDCS अध्ययन का संचालन करने के लिए, चार मुख्य मापदंडों प्रयोगकर्ता द्वारा नियंत्रित किया जा करने की जरूरत है: उत्तेजना का 1) की अवधि; 2) उत्तेजना की तीव्रता; 3) इलेक्ट्रोड आकार; और 4) इलेक्ट्रोड असेंबल. संदर्भ इलेक्ट्रोड आमतौर पर supraorbital क्षेत्र पर रखा गया है, जबकि मानक प्रोटोकॉल में, "सक्रिय" इलेक्ट्रोड हित के क्षेत्र के ऊपर स्थित है. वर्तमान नकारात्मक आरोप लगाया कैथोड की दिशा में सकारात्मक आरोप लगाया एनोड से बहती है. anodal उत्तेजना न्यूरॉन्स की आबादी के excitability को बढ़ाता है और cathodal उत्तेजना यह ¹¹ कम कर देता है, जहां प्राथमिक मोटर प्रांतस्था (एम 1) पर tDCS का प्रभाव उत्तेजना के polarity द्वारा निर्धारित किया जाता है. टीएमएस के विपरीत, प्रेरित वर्तमान cortical न्यूरॉन्स में कार्रवाई क्षमता निर्माण करने के लिए अपर्याप्त है. cortical excitability में परिवर्तन झिल्ली क्षमता के hyperpolarization या वर्तमान प्रवाह ^8,11 की दिशा पर निर्भर करता है न्यूरॉन्स की विध्रुवण के सरलीकरण या तो प्रमुख झिल्ली न्यूरोनल सीमा के मॉडुलन के कारण माना जाता है. ऑफसेट के बाद excitability के परिवर्तन की अवधि को 90 मिनट के लिए बच सकते हैंउत्तेजना की, उत्तेजना अवधि ^11,12 पर निर्भर करता है.

tDCS और मोटर पुनर्वास

मोटर एकल पल्स टीएमएस ³ से प्रेरित क्षमता (MEPs) पैदा माध्यम tDCS द्वारा हासिल excitability के परिवर्तन मात्रा निर्धारित किया जा सकता है के बाद से एम 1 बड़े पैमाने पर उत्तेजना का एक लक्ष्य के रूप में इस्तेमाल किया गया है. TDCS द्वारा प्रेरित polarity के विशिष्ट excitability के परिवर्तन को मापने की संभावना दिखा प्रारंभिक अध्ययन उत्तेजना ^11,12 का एक लक्ष्य के रूप में एम 1 का इस्तेमाल किया है. तब से, एम 1 नैदानिक ​​आबादी और क्योंकि मोटर समारोह, स्मृति गठन में इसके महत्व के स्वस्थ विषयों, और मोटर कौशल ¹² के समेकन दोनों शामिल अध्ययन में tDCS के प्राथमिक लक्ष्यों में से एक बनी हुई है.

मस्तिष्क एक आंदोलन ¹⁴ को करने के लिए दोनों गोलार्द्धों के मोटर क्षेत्रों के बीच एक जटिल बातचीत पर निर्भर करता है. एक क्षेत्र क्षतिग्रस्त है, उदाहरण के लिए एक स्ट्रोक पीड़ित होने के बाद, अंतरhemispheric बातचीत बदल रहे हैं. मस्तिष्क plasticity पर अध्ययन मस्तिष्क के मोटर क्षेत्रों में अलग तरीके से ¹⁵ में इस संशोधन के लिए अनुकूल है कि पता चला है. इंट्रा-hemispheric निषेध नामक एक प्रक्रिया – सबसे पहले, क्षतिग्रस्त क्षेत्र के बरकरार, आसपास के क्षेत्रों क्षतिग्रस्त क्षेत्र के निषेध के लिए अग्रणी overactived बन सकता है. दूसरा, क्षतिग्रस्त क्षेत्र के मुताबिक़ क्षेत्र overactivated हो गई और घायल गोलार्द्ध पर निषेध लागू कर सकते हैं – इंटर-hemispheric निषेध नामक एक प्रक्रिया. प्रभावित एम 1 इसलिए दो बार दंडित किया जा सकता है: पहला घाव से और दूसरा अप्रभावित एम 1 और प्रभावित एम 1 ¹⁶ के आसपास के क्षेत्र दोनों से आने वाले अवरोध से. एक ताजा अध्ययन में maladaptive अंतर-hemispheric प्रतियोगिता ¹⁸ के रूप में वर्णित किया गया है जो धीमी पुनर्वास ^17, से जुड़ा हुआ है अप्रभावित गोलार्द्ध में excitability वृद्धि हुई है दिखाया है.

बाद होने वाली प्लास्टिसिटी को समझनाएक स्ट्रोक interhemispheric बातचीत ¹⁹ को बहाल कर सकते हैं कि Neuromodulation प्रोटोकॉल के विकास के लिए नेतृत्व कर सकते हैं. तीन मुख्य tDCS उपचार स्ट्रोक ^20,21 निम्नलिखित मोटर घाटे के साथ रोगियों में प्रस्तावित किया गया है. पहले उपचार एकतरफा anodal उत्तेजना (एक-tDCS) द्वारा घायल मोटर कोर्टेक्स को पुन: सक्रिय करने के लिए करना है. इस मामले में, उत्तेजना सीधे वसूली के लिए आवश्यक माना जाता है जो perilesional क्षेत्रों में गतिविधियों में वृद्धि करना है. वास्तव में, अध्ययन इस इलाज ^22-26 निम्नलिखित आंशिक पक्षाघाती ऊपरी या निचले अंग का सुधार दिखाया है. दूसरा उपचार बरकरार एम 1 से अधिक एकतरफा cathodal tDCS (सी-tDCS) को लागू करने से contralesional गोलार्द्ध के अधिक-सक्रियण को कम करने के उद्देश्य से विकसित किया गया था. यहाँ, उत्तेजना परोक्ष रूप से interhemispehric बातचीत के माध्यम से perilesional क्षेत्रों में गतिविधियों में वृद्धि करना है. इन अध्ययनों से परिणाम मोटर कामकाज के सुधार दिखाया हैपर सी-tDCS ^4,27-29 के बाद. अंत में, तीसरे उपचार द्विपक्षीय tDCS का उपयोग अप्रभावित एम 1 से अधिक सी-tDCS की निरोधात्मक प्रभाव के साथ घायल एम 1 पर एक-tDCS के उत्तेजक प्रभाव के संयोजन करना है. परिणाम द्विपक्षीय tDCS ^27,30,31 के बाद मोटर समारोह में सुधार दिखाया है. इसके अलावा, एक अध्ययन दोनों एकतरफा तरीकों ³² की तुलना में द्विपक्षीय tDCS निम्नलिखित अधिक से अधिक सुधार का प्रदर्शन किया.

TDCS के शारीरिक तंत्र

स्ट्रोक के इलाज में tDCS के बढ़ते उपयोग के बावजूद, इसके प्रभाव अंतर्निहित शारीरिक तंत्र अज्ञात ³³ बनी हुई है. मनोवैज्ञानिक प्रभाव की एक बेहतर समझ बेहतर उपचार के विकल्प विकसित करने में मदद कर सकता है और मानकीकृत प्रोटोकॉल को जन्म दे सकता है. जैसा कि पहले उल्लेख उत्तेजना ^11,12 की भरपाई के बाद, tDCS का प्रभाव अप करने के लिए 90 मिनट के लिए पिछले कर सकते हैं. इसलिए, hyperpolarization / विध्रुवणप्रक्रिया पूरी तरह से लंबे समय तक चलने प्रभाव ^33,34 व्याख्या नहीं कर सकते. विभिन्न परिकल्पनाओं के बाद प्रभाव एम 1 न्यूरोट्रांसमीटर रिलीज, प्रोटीन संश्लेषण, आयन चैनल समारोह, या रिसेप्टर गतिविधि ^34,35 में परिवर्तन सहित पर tDCS अंतर्निहित शारीरिक तंत्र के बारे में सुझाव दिया गया है. विपरीत प्रभाव दिखाया गया था, जबकि इस मामले में इनसाइट्स पहले glutamatergic एन मिथाइल-डी-aspartate (NMDA) रिसेप्टर प्रतिपक्षी dextromethorphan ^36,37 से एम 1 excitability पर anodal और cathodal उत्तेजना का प्रभाव बाद के दमन दिखा औषधीय अध्ययन के माध्यम से हासिल किया गया एक NMDA रिसेप्टर agonist के ³⁸ का उपयोग करते हुए. NMDA रिसेप्टर्स दीर्घकालिक potentiation (एलटीपी) और दीर्घकालिक अवसाद (लिमिटेड), glutamatergic और GABAergic न्यूरॉन्स ^39,40 द्वारा मध्यस्थता दोनों के माध्यम से सीखने और स्मृति समारोह में शामिल होने के लिए लगा रहे हैं. वे एक-tDCS एलटीपी ¹³ लाती पता चला है कि जैसे जानवरों के अध्ययन में इस परिकल्पना के साथ लाइन में हैं.

<कार्रवाई tDCS प्रभाव, औषधीय प्रोटोकॉल उपस्थित महत्वपूर्ण सीमाओं अंतर्निहित के तंत्र के बारे में हमारी समझ में किए गए महत्वपूर्ण प्रगति के बावजूद पी वर्ग = "jove_content">. दरअसल, दवा कार्रवाई विशेष रूप से मानव प्रयोग के संदर्भ में, tDCS के रूप में स्थानिक विशिष्ट नहीं हो सकता, और उनके प्रभाव की कार्रवाई की व्यवस्था के बाद synaptic रिसेप्टर्स से ³⁴ ज्यादातर की वजह से है. इसलिए, अधिक सीधे मानव मस्तिष्क पर tDCS के प्रभाव की जांच करने की जरूरत है. यह ब्याज की एक विशिष्ट क्षेत्र में न्यूरोट्रांसमीटर सांद्रता का विवो पता लगाने में गैर इनवेसिव अनुमति देता है के रूप में प्रोटॉन चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी ⁽¹ एच श्रीमती) एक अच्छा उम्मीदवार है. इस विधि मस्तिष्क में हर प्रोटॉन-युक्त नयूरोचेमिकल एक विशिष्ट आणविक संरचना है और इसके परिणामस्वरूप, ¹ एच मिसेज ⁴¹ से पता लगाया जा सकता है कि रासायनिक विशिष्ट अनुनादों पैदा करता है कि सिद्धांत पर आधारित है. में से मस्तिष्क की मात्रा से प्राप्त संकेतब्याज 1 और 5 पीपीएम के बीच resonate कि सभी प्रोटॉन से उत्पन्न होता है. अधिग्रहीत neurochemicals एक स्पेक्ट्रम पर प्रतिनिधित्व किया है और कुछ स्पष्ट रूप से अलग पहचाना चोटियों के साथ उनकी रासायनिक बदलाव के एक समारोह के रूप में साजिश रची, लेकिन अलग neurochemicals से कई अनुनादों ओवरलैप जहां कर रहे हैं. प्रत्येक चोटी का संकेत तीव्रता neurometabolite ⁴¹ की एकाग्रता के लिए आनुपातिक है. मात्रा निर्धारित किया जा सकता है कि neurochemicals की राशि चुंबकीय क्षेत्र ^42,43 की ताकत पर निर्भर करता है. हालांकि, बहुत मजबूत अनुनादों से छिप कर रहे हैं जो कम एकाग्रता चयापचयों, 3 टी ऐसे अतिव्यापी संकेतों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए एक तरह से वर्णक्रमीय संपादन के माध्यम से मजबूत अनुनादों को हटाना है, जैसे निचले क्षेत्र ताकत पर यों मेहनत कर रहे हैं. ऐसी तकनीकों में से एक γ aminobutyric एसिड (GABA) संकेतों ^44,45 का पता लगाने की अनुमति देता है जो एक मेगा प्रेस अनुक्रम है.

केवल कुछ ही पढ़ाई पर tDCS के प्रभाव की जांच की हैमोटर ^34,46 और गैर मोटर क्षेत्रों में ¹ एच मिसेज का उपयोग मस्तिष्क चयापचय ^47. स्टैग और सहयोगियों ³⁴ एक-tDCS, सी-tDCS, और एम 1 चयापचय पर नकली उत्तेजना का प्रभाव का आकलन किया. वे एक-tDCS निम्नलिखित गाबा एकाग्रता में एक महत्वपूर्ण कमी, और सी-tDCS निम्नलिखित ग्लूटामेट + glutamine (GLX) और गाबा की एक महत्वपूर्ण कमी पाई. एक अन्य अध्ययन में यह एम 1 पर एक-tDCS द्वारा प्रेरित गाबा एकाग्रता में परिवर्तन की राशि मोटर सीखने ⁴⁶ से संबंधित था कि सूचना मिली थी.

इन अध्ययनों से मोटर समारोह पर tDCS का प्रभाव अंतर्निहित शारीरिक तंत्र के बारे में हमारी समझ को बढ़ाने के लिए tDCS साथ ¹ एच मिसेज संयोजन की क्षमता पर प्रकाश डाला. उनके व्यवहार प्रभाव अच्छी तरह से अध्ययन कर रहे हैं और सीधे शारीरिक परिणामों से संबंधित हो सकता है क्योंकि इसके अलावा, इस तरह के एम 1 पर एक-tDCS और सी-tDCS के रूप में नैदानिक ​​प्रोटोकॉल का उपयोग उपयोगी है. इसलिए, द्विपक्षीय टीडीसी के संयोजन के लिए एक मानक प्रोटोकॉलएस और ¹ एच मिसेज 3 टी एमआरआई प्रणाली का उपयोग कर स्वस्थ प्रतिभागियों में प्रदर्शन किया है. Bihemispheric tDCS एकतरफा cathodal या एकतरफा anodal tDCS मोटर कोर्टेक्स ³⁴ से अधिक आवेदन किया गया है, जहां पिछले एक मिसेज अध्ययन के साथ डेटा विपरीत प्रस्तुत किया है. प्रोटोकॉल मेगा प्रेस ¹ एच मिसेज प्रदर्शन एक सीमेंस 3 टी स्कैनर में एक NeuroConn उत्तेजक साथ उत्तेजना के लिए विशेष रूप से वर्णन किया गया है.