JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Türkçe

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

Transkraniyal Doğru Akım Uyarım sırasında eş zamanlı EEG İzleme

Published: June 17, 2013
doi:
10.3791/50426
, ,
1Programa de Pós-Graduação em Ciências Médica,Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES), 3Laboratory of Neuromodulation, Department of Physical Medicine & Rehabilitation, Spaulding Rehabilitation Hospital and Massachusetts General Hospital,Harvard Medical School, 4De Montfort University

Summary

Transkraniyal akım stimülasyonu (TEKMER) çeşitli nörolojik koşullarda ilk tedavi edici etkileri göstermiştir bir non-invaziv beyin stimülasyonu tekniktir. Bu tedavi edici etkileri altında yatan temel mekanizma kortikal uyarılma modülasyonu olduğunu. Bu nedenle, kortikal uyarılma online izleme kılavuzu stimülasyon parametreleri yardım ve tedavi edici etkileri optimize olacaktır. Bu yazıda gerçek zamanlı olarak aynı anda TEKMER ve EEG monitorizasyonu birleştiren yeni bir cihazın kullanımını gözden geçirin.

Abstract

Transkraniyal akım stimülasyonu (TEKMER) kafa derisi ile zayıf elektrik akımı sağlayan bir tekniktir. Bu sabit elektrik akımı kortikal aktivite ikincil değişikliklere neden, nöronal membran heyecanlanma değişimler neden olur. TEKMER temel korteks üzerindeki nöromodülatör etkileri en olmasına rağmen, TEKMER etkileri de uzak sinir ağları görülebilir. Bu nedenle, TEKMER etkileri eşlik eden EEG monitorizasyonu TEKMER mekanizmaları hakkında değerli bilgiler sağlayabilir. Buna ek olarak, EEG TEKMER etkilerini önemli bir belirteç olabilir ve böylece parametrelerini optimize etmek için kullanılabilir. Bu kombine EEG-TEKMER sistemi de nöbetler gibi kortikal uyarılabilirliğinin anormal zirveleri ile karakterize edilen nörolojik koşullar koruyucu tedavisi için kullanılabilir. Böyle bir sistem non-invaziv kapalı devre cihazın temeli olacaktır. Bu makalede, biz util kapasitesine sahip yeni bir cihaz mevcutaynı anda TEKMER ve EEG izing. Bunun için, bir adım adım moda şematik şekil, tablo ve video gösterileri kullanarak bu cihazın uygulamanın ana işlemleri açıklar. Ayrıca, EEG teknikleri ile ölçülen TEKMER ve kortikal etkileri klinik kullanımları hakkında bir literatür taraması sağlar.

Introduction

Transkraniyal akım stimülasyonu (TEKMER) kortikal uyarılma 1, 2 değişiklikleri ikna etmek için kafa derisi ile sürekli teslim zayıf ve doğrudan elektrik akımı kullanan bir tekniktir. Motor korteks uyarılabilirliğinin bir marker olarak motor uyarılmış potansiyeller, Nitsche ve Paulus 3 beyni üzerinde TEKMER etkilerin yönü kutup özgü olduğunu göstermiştir: anot uyarımı kortikal uyarılmada bir artışa neden olur ise, katot uyarımı kortikal uyarılımın düşüşüne neden . Kortikal uyarılma üzerindeki bu etkisi bir saat sonra stimülasyon üzerinde sürebilir. Kortikal eksitabilite Bu TEKMER bağlı değişiklikleri önemli davranışsal etkilere neden olabilir. Bir önemli konu davranışı üzerindeki TEKMER etkileri değişkenlik olduğunu. Bu değişkenliği açıklamak için çeşitli nedenleri vardır. FMRI 4 ve elektroensefalografi (EEG) 5,6 çalışmaları ortaya bu TEKMER en aktive effe olmasına rağmenct temel korteks üzerinde, uyarılması beynin diğer bölgelerinde yaygın değişiklikler çağrıştırıyor. Buna ek olarak, TEKMER etkileri temel kortikal aktivite 7 durumuna bağlı olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle, değişkenlik bu kaynaklar göz önüne alındığında, TEKMER etkilerini ölçmek için daha iyi suretler kullanımı tercih edilir.

Bu bağlamda, çeşitli nedenlerle kortikal uyarılma üzerinde TEKMER etkileri hakkında gerçek zamanlı veri sağlamak için birlikte EEG izleme kullanımını öneriyoruz. İlk olarak, TEKMER uyarımı parametrelerini optimize etmek. İkinci olarak, tedaviler için yeni hedefler içine anlayış sağlamak için. Üçüncü olarak, özellikle çocuklarda, beyin stimülasyonu sırasında güvenliği sağlamak için. Dördüncü, dirençli epilepsi yani kapalı devre sistemi ile hastalarda erken teşhis ve nöbet tedavisinde yardımcı olmak için. Son olarak, bu cihaz da beyin-bilgisayar arayüzü sistemlerinde potansiyel bir uygulama olabilir.

Kritik bir rol nedeniyleRev 2012-08; Neuroelectrics Enstrüman Kontrol, v 1.0 – non-invaziv beyin stimülasyonu ile ilgili kortikal uyarılma değişiklikleri izleme, bu makalenin amacı yeni bir cihazı vasıtasıyla (StarstimÒ tarafından EEG ile TEKMER ve kullanımı birleştirmek nasıl göstermektir -01, Neurolelectrics, Barselona, ​​İspanya). Bu madde TEKMER uygulamanın ayrıntıları sağlamaz unutulmamalıdır. Bu tekniğin uygulama tam bir anlayış için biz DaSilva ve ark TEKMER üzerinde makale okuma tavsiye ediyoruz. 11

Protocol

1. Malzemeler Kontrol edin, tüm malzemeler aşağıdaki adımları başlamadan önce (Şekil 1) mevcuttur. Deneklerin kafa (küçük, orta ve büyük) büyüklüğüne bağlı olarak neopren kapaklar 3 boyutta vardır. Kap 10/20 sistemine göre EEG pozisyonları temsil eden 27 delik vardır: prefrontal (F8, AF8, FP2, Fpz, FP1, AF7, F7), frontal (F4, Fz, F3), merkezi (C3, C1, Cz, C2, C4), parietal (P7, P3, Pz, P4, P8), zamansal (T7, T8) ve oksipital (PÇ7, O1, Oz, O2, PO8). Elektrotlar 2 farklı kullanımları vardır, onlar (altı kanal) EEG ve TEKMER (süngerimsi elektrotlar için iki kanal, anot ve katot) için kullanılabilir. Bazı durumlarda, stimülasyon ikiden sitelerinin kullanılabilir. Bu durumda dört sünger-elektrotlar gerekli olacak ve dolayısıyla, sadece 4 kanal EEG kayıtları için kalacaktır. TEKMER elektrotlar büyüklüğünün değişimi odak etkileri 11 bir değişim yol açar. WiElektrot aralığı içinde bir azalma inci, daha odak stimülasyon sağlanabilir. Öte yandan, artan elektrot boyutuna göre işlevsel olarak etkisiz elektrot olması mümkündür. En yaygın olarak kullanılan oranlar 25 cm2 (5 cm x 5 cm) veya 35 cm2 (5 cm x 7 cm) 'dir. Bu yazıda, 25 cm 2 sünger-elektrotlar kullanılacaktır. Tüm elektrotlar teller üzerinden kontrol kutusu cihaza bağlı olması gerekir. Bu cihaz belirli aralıklarla Kontrol Kutusu Şarj ile şarj edilmelidir. Güvenlik nedeniyle, aktif stimülasyon sırasında Kontrol Kutusu şarj etmek mümkün değildir. Bluetooth bağlantısı için USB dizüstü bilgisayar / bilgisayar (bkz. aşağıda) Kontrol Kutusu eşleştirmek için gereklidir. 2. Cilt Hazırlık Herhangi bir önceden var olan lezyonlar için cilt kontrol edin – hasarlı cilt üzerinde veya kafatası lezyonlar üzerinde elektrik stimülasyonu / EEG kaydı kaçının. Iletkenlik artırmak için, uzak saç hareketelektrik stimülasyonu / EEG kayıt ve uzak saç tutmak için yer plastik saç klipleri yerinde, herhangi bir losyon belirtileri, kir, yağ, vb kaldırmak ve kurutun için cilt yüzeyini temizlemek. 3. Kafa Ölçümler Inion için nasion olan uzaklığı ölçmek ve bir deri işaretleyici 11 ile yarım işaretleyerek, Vertex veya Taşlı (Şekil 2) lokalizasyonu bulun ve işaretleyin. 4. Cap Elektrotlar Konumlandırma TEKMER sünger-elektrotlar üzerinde serum fizyolojik koydu. Sünger-elektrotlar başlı kullanmadan önce serum fizyolojik 11 ile ıslatılmış olmalıdır. Bir 25-35 cm 2 sünger için, yan başına çözüm yaklaşık 6 ml yeterli olacaktır. Bu periyodik dolum uzun bir uyarma protokolü durumunda, tuzlu su çözeltisi ile sünger elektrot önemlidir. EEG ve TEKMER elektrotlar konu önce kapağı sabit olması physically giyiyor. Genel TEKMER elektrotlar hazırlanması ve konumlandırma hakkında daha fazla bilgi için 11 bakın. 5. Cap giyen ve üzerinde Kontrol Kutusu Tespit Konu rahat oturduğundan emin olun. . Vertex (kafasına ölçülen) kap Taşlı nokta Önemli uygun bir şekilde kap yerleştirin: Bu ortalama büyüklüğü başkanları için geçerlidir. Gerekirse Üç farklı kap boyutları, kullanılabilir. Kavisli bir şırınga kullanılarak jel ile EEG elektrotlar doldurun. Kontrol Kutusu teller için EEG ve TEKMER elektrotlar bağlayın. Kontrol kutusu kapağının arka kısmına tespit edilmesi gerekir. Stimülasyon ve EEG kaydı için kalan olanlar (3 ila 8) için kanal 1 ve 2 kullanın. Kap konumlarını kayıt ve stimülasyonu (Tablo 1) hem de istenen deney yaklaşımına bağlı olacaktır. Bir gösteri olarak, klasik sol anodal TEKMER displa olacak kurmakyed: anot = M1; katot = supraorbital taraf. Bu montaj için, anot bağlayın (kırmızı sünger-elektrot) C3 ve FP2 için katot (siyah sünger-elektrot) için. Onlar birbirine temas ve Kontrol Kutusu (CMS, Ortak Mod Sense ve DRL, Driven Sağ Ayak) teller onları bağlı değil emin mastoidler birine referans elektrotlar koyun. 6. Uyarım ve Kayıt Kurma Stimülasyon ve çek kayıt parametrelerini yapılandırmak için, yazılım üreticisinin talimatlarına göre düzgün yüklü olması gerekmektedir. Üst ekranda yatay çubuk (Şekil 3) "UYARIM" tuşuna basın. Üst ekran seçeneği "EDIT" seçin ve "TEKMER" ya da dışında bu "transkranial alternatif akım uyarımı (TAC)" ve "transkranial rastgele gürültü uyarılması" (TRNS) (Şekil 3a gibi diğer elektriksel stimülasyon teknikleri, "sahte" seçin .) DetBu tür yaklaşımların yerli diziler bu çalışmanın kapsamı dışında ve daha iyi başka bir yerde 12 tartışılmıştır, 13. Genellikle elektrik stimülasyonu toplam süresi, 20 dakika (Şekil 3b) ve 2mA bir yoğunlukta seçin. Not: Cihaz elektriksel uyarıcı ve gerekirse, en fazla 1 saat için EEG sinyallerini kayıt yeteneğine sahiptir. Kanal (Şekil 3c) 'ye göre elektrot yerleştirme seç. TEKMER ve deneysel yaklaşımı (Tablo 1) göre EEG kanalları (Şekil 3d) yapılandırın. Referans elektrotlar DRL ve CMS olarak etiketlenir. Her kanal için doğru işlevi seçmek için emin olun Önemli:. Etiket "dönüş" (Şekil 3d) olarak "anot" veya "katot" ve referans olarak aktif stimülasyon elektrot. Çubuğu menüsünde ekranın alt kısmında yer alan rampa süresi aşağı seçin ve süresi kadar rampa, genellikle 30 saniye (Figu) 3e yeniden. Bu adım sırasında ayrıca sürelerini seçin öncesi ve EEG kayıtları (Şekil 3f) yayınlayacağız. EEG kaydı uyarılması bağımlı değildir ve TEKMER sonunda sırasında veya sonrasında, önce başlatmak için programlanabilir. Ekranın üst kısmında elektrot empedansı basın "UYARIM" kontrol edin ve daha sonra ekranın sol tarafında "MOUNT" ve sonra (Şekil 4) "EMPEDANS FİYATLARI START". Için 7. Aygıt Başlangıç Söz konusu işlem sırasında, rahat rahat ve uyanık olmalıdır. Ekranın alt kısmında (Şekil 5a) in "LAUNCH" tuşuna basın. Dikey gri çubuk (5c) sırasında ve (5d) TEKMER sonra, (Şekil 5b) önce ileriye doğru hareket olup olmadığını kontrol edin. Elektrot empedans (Şekil 5e) tekrar kontrol edin. (Şekil 5f) gerekirse, her an uyarılması askıya alma "İptal" tuşuna basın. </li> 8. EEG Veri kayıt EEG sinyalleri görünür ve herhangi eserler (Şekil 6, sarı dirsek) olmadan olup olmadığını kontrol için üst ekranında "EEG" tuşuna basın. Sinyalleri EEG izleri netleştirmek için 2 ila 15 Hz filtre edilebilir. EEG kaydı kısa sürede simgesi LAUNCH basıldığında otomatik olarak başlayacaktır. Stimülasyon sırasında devam eden EEG dikey menü çubuğu (Şekil 6) lokalize üç farklı panel, kontrol edilebilir. Zaman alanı (Şekil 6):, elde ediliyor gibi verileri görmek farklı zaman ve gerilim ölçekler tercih. Spektrum (Şekil 7): Bir kanal seçin ve ekranın yani güç spektrumu çevrimiçi görselleştirmek gerçek zamanlı Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) analizi ile her bir EEG frekans gücünü gösterir. Spektrogram (Şekil 8): bilgi alarak güç spektrogram çevrimiçi görselleştirmekzamanın bir fonksiyonu olarak (zaman-frekans analizi) olarak kaydedilir EEG frekans içeriği hakkında tion. Yukarıda belirtilen seçeneklerden herhangi birinde araştırmacı belirli frekans bantları (Tablo 2) içine EEG aktivitesi (Şekil 6, sarı dikdörtgen) filtre edebiliyor. EEG aktivitesi üzerine TEKMER etkilerini ele çalışmaların çoğu veri analizi (Tablo 3) için bu yaklaşımı kullanmış.

Representative Results

TEKMER şu anda majör depresyon 14, 15, post-travmatik stres bozukluğu 16, gıda 17, esrar 18, alkol 19 ve sigara 20 için özlem, hem de ağrı 21, kulak çınlaması içeren çeşitli nörolojik koşulları için bir tedavi aracı olarak araştırılmakta olup 22, 23 migren, epilepsi 24, Parkinson hastalığı, 25, 26, inme rehabilitasyonu 27, 28 ve bilişsel işlev bozukluğu 6, 29.. Tablo 1 kanıta dayalı TEKMER farklı klinik koşulların tedavisi için kullanılmak üzere elektrot montajı gösterir. Çoğu durumda, TEKMER sonra klinik gelişme, esas olarak kortikal etkileri atfedilir. Kortikal değişiklikler ölçmek ve en sık kullanılanlar fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI), TMS endeksli kortikal uyarılma ve electroencepha olan için çeşitli yollar vardırlography (EEG). FMRI ile karşılaştırıldığında, EEG daha doğru nöronal aktivitenin zamanlaması yansıtan, yoksul uzaysal çözünürlüğü, ama üstün temporal çözünürlük 30 sahiptir. Buna ek olarak, TMS endeksli kortikal uyarılma ile karşılaştırıldığında, daha büyük bir EEG uzamsal çözünürlüğü sağlar. Örneğin, TEKMER EEG / cihazı kullanarak, bu TEKMER yanıt olarak ham EEG'de eden değişiklikler tespit etmek mümkündür. Esas olarak Şekil 9, paryetal bölgede, kortikal aktivite gösteren zayıflama, TEKMER (C3 kanal açıldıktan sonra ve C4). Stimülasyon sırasında uyarılması için kullanılan aynı kanallarda beyin aktivitesini kaydetmek mümkün değildir unutmayın. EEG'de TEKMER etkileri son zamanlarda (bkz. Tablo 3) birçok yazar tarafından incelenmiştir, ama sadece bir TEKMER ve EEG eş zamanlı 31 uygulamıştır. Çalışmaların en aktif karşı yanıt olarak EEG güç spektrumu analiz ederek TEKMER üzerinde önemli EEG değişiklikleri gösterdisahte-TEKMER. Güç spektrumu analizi kullanarak, EEG sinyalleri FFT analizi kullanılarak saf frekans bileşenleri bir miktar ayrılacak olabilir. Bu şekilde, sinyalleri her frekansta sinyal gücü (Tablo 2) hakkında bilgi verir gücünü spektrumu, açısından analiz edilebilir. Şekil 7 TEKMER (altta kırmızı dirsek) sırasında ve FFT analizi (kırmızı daire) sonra devam eden bir EEG aktivitesi temsili bir örnek gösterir. İlk yüksek etkinlik teta (5-7 Hz) ve bant frekansları (8-10 Hz) alfa için ikinci karşılık gelir. EEG tepe genlik 2 mV olarak ölçülür. Başka bir örnek Maeoka ve arkadaşları tarafından çalışmadan gelmektedir. Yazarlar alfa yerel bir azalma ve duygusal stres ile birlikte Dorsolateral prefrontal korteks bölgesinin anodal uyarma sonrasında beta bant genliği bir artış bulunan hangi 36,. Şekil 10 </strong> kantitatif EEG (güç spektrumu) üzerinde TEKMER etkilerinin bir örnek gösterir. Sol dorsolateral prefrontal korteksin sahte-TEKMER göre frontal alfa genlik büyüklüğü aktif-TEKMER yanıt olarak anlamlı derecede yüksek bulundu. Bu nedenle, otomatik FFT analizi (Şekil 7) Araştırmacının TEKMER sırasında ve sonrasında baskın EEG frekans faaliyetlerinin genliği (delta, teta, alfa, beta, gama) belirlemek ve ölçmek için yapabiliyor. Stimülasyon ve diğer deneysel koşullar bölgeye bağlı olarak, belirli bir EEG frekans bantlarında genliği TEKMER (Tablo 3) sonra değiştirmek bekleniyor. Gerçekten de, TEKMER sırasında EEG kaydı için FFT analiz fonksiyonu ekleyerek gerçek zamanlı olarak kortikal nöromodülatör etkilerini anlamak için eşsiz bir fırsat sunmaktadır. Son olarak, EEG sinyalleri bir zaman-frekans tabanlı olarak adlandırılan teknik, veya spektrogram ima ile analiz edilebilirge. Bu teknik araştırma amaçlı umut verici kabul edilmiştir, ancak, EEG analizi bu tür tanı niyetleri için hala tam olarak geçerli değildir ve bu amaçla 8 için dikkatle yorumlanmalıdır. Şekil 8, aynı cihaz tarafından işlenmiş EEG spektrogram bir örnek gösterilmektedir. Şekil 1. TEKMER sırasında eş zamanlı EEG izlenmesi için gerekli malzemelerin listesi: neopren kap, Kontrol Kutusu, kablolar, elektrotlar, ölçüm bandı, tuzlu su ve Bluetooth USB. Şekil 2. Kafa derisi 11 tepe (Taşlı) lokalizasyonu: inion için nasion olan mesafeyi ölçün ve yarım bir deri kullanarak işaretlediğinizişaretleyici. Şekil 3,. Uyarım Ekran: a) Elektrik stimülasyon modu (TEKMER, TACS, TRNS, sahte); elektriksel stimülasyon b) toplam süresi, c) Elektrot konumlandırma kanallara göre, d) TEKMER ve EEG kanal yapılandırması, e) TEKMER rampa süresi, f) EEG kaydı süreleri. Şekil 4. Ekran monte: stimülasyon başlamadan önce empedans kontrol elektrotlar. Şekil 5,. A) LAUNCH popo: Ekran başlatın üzerinde; TEKMER önce b) Dikey gri bar, c) TEKMER sırasında Dikey gri bar; TEKMER sonra d) Dikey gri çubuk, e) Empedans yeniden kontrol etmek; f) ABORT düğmesine basın. 6 Şekil. EEG Zaman alanı: temel devam eden EEG aktivitesi kontrol ve EEG bant frekansları seçmek gerekli ise (sağ altındaki sarı ok). Şekil 7. EEG güç spektrumu: ham devam eden EEG aktivitesi üzerinden otomatik Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) analizi (alt kırmızı dikdörtgen) sonra baskın EEG frekans bandı (kırmızı daire) kontrol edin. oad/50426/50426fig8.jpg "/> Şekil 8. EEG spektrogram: EEG sinyalleri (altta kırmızı dikdörtgen) de temel zaman-frekans adı verilen bir teknik kullanarak görüntüleri (kırmızı daire) dönüştürülebilir. 9 Şekil. (; Katot = C4 Anot = C3) anodal TEKMER yanıt olarak parietal EEG aktivitesi Zayıflama. Stimülasyon sırasında uyarılması için kullanılan aynı kanallarda beyin aktivitesini kaydetmek mümkün değildir. Unutmayın büyük rakam görmek için buraya tıklayın . 10 Şekil. EEG güç spektrumu üzerinde TEKMER etkileri: ön alfa (a) ve beta Not farklılıklar (b) </strong sol dorsolateral prefrontal korteks üzerinde sahte-TEKMER göre aktif-TEKMER yanıt olarak> genlik. Hastalık Yazarlar Anot elektrot konumlandırma Katot elektrotu konumlandırma Depresyon Boggio ve diğerleri, 2008;. Loo ve arkadaşları, 2012. DLPFK Supraorbital Ağrı Fregni ve ark. 2006 M1 Supraorbital Inme Lindenberg ve ark. 2010 M1 M1 Boggio ve diğerleri. 2007 M1 (etkilenen taraf) Supraorbital Supraorbital MI (non-etkilenen taraf) Kulak çınlaması Fregni ve ark. 2006 </ Td> LTA Supraorbital Parkinson BENNINGER ve ark. 2010 M1/DLPFC Mastoid çıkıntısı Fregni ve ark. 2006 M1 Supraorbital Migren Antal ve diğerleri. 2011 V1 Oz Alkol kötüye Boggio ve ark. 2008 R / L – DLPFK L / R – DLPFK Tablo 1. TEKMER farklı klinik koşullarda montajı elektrot Efsaneleri: LTA, sol temporoparietal alanı; Sol L; V1, Görsel korteks, DLPFK, Dorsolateral prefrontal korteks, M1, Motor korteks, R, Sağ.. Gruplar Simge Frekans (Hz) En iyi kayıt sitesi <strongSırasında> Daha çok belirgin … Delta δ 1-4 Frontal (Yetişkin), posterior (çocuk) Derin uyku aşamaları (3 ve 4) Teta θ 5-7 Kafa derisi Diffüz Uyuşukluk Alfa α 8-12 Posterior bölgeler Gözleri kapalı, uyanır Beta β 13-30 Ön Zihinsel çaba, derin uyku Gama γ 31-45 Somato-duyusal korteks Kısa süreli bellek görevleri ve dokunsal uyarım Tablo 2'de. EEG frekans bantları. Yazarlar Anot elektrot konumlandırma <td> Katot elektrot konumlandırma EEG Kanallar (sayı) Ana Bulgular Ardolino ve ark. 2005 Fp1 C4 4 Frontal delta ve teta gruplarından ikili artış. Keeser ve ark. 2011 F3 Fp2 25 Frontal ve prefrontal delta bant azalma. Marshall et al. 2011 F3/F4 Mastoidler 7 – Sigara REM uykusu: delta grubun ön azalma. – REM uykusu: gama grubun küresel artış. Wirth ve ark. 2011 F3 Sağ omuz 52 Delta bant Küresel azalma. Zaehle ve ark. 2011 F3 Mastoidler 32 – Anodal: t yerel artışHeta ve alfa bantları. – Katodal: teta ve alfa bantları yerel azalma. Jacobson ve ark. 2011 T4-Fz arasında Fp1 27 Sağ frontal teta bandında azaltın. Polania ve ark. 2011 C3 FP3 62 – Tüm okudu gruplarından Küresel senkronizasyonu. Maeoka ve ark. 2012 F3 Fp2 128 Beta ve Yerel artış alfa bantları azalmıştır. Tablo 3. EEG kayıtları üzerinde TEKMER etkilerini analiz çalışmaları.

Discussion

Güvenlik sorunları

Başlangıçta, konular TEKMER 11 için kontrendikasyon için taranmalıdır. Cilt bütünlüğünü göre TEKMER bağlı lezyonların kanıt olmadığından, deri lezyonları ya da hastalıklar için de kontrol edin. TEKMER güçlü bir lezyonlanan alan üzerinde gösterilir, bu düşük yoğunlukta, yani 0.5-1.0 mA yapmak mümkündür. Ancak, bu cilt tahrişleri veya lezyonlar engel olacağı garanti edilmez. Bu nedenle, elektrotların altında cilt durumunu TEKMER 2 önce ve sonra kontrol edilmelidir.

Empedans ve elektrotlar

Elektrot empedansları mümkün olduğunca düşük olmalıdır. Bu iç ve dış parazit veya bozuk sinyaller için riskini azaltır. Sinyal 37 mevcut herhangi bir eser olduğunda Empedansları da yeniden kontrol edilmelidir.

Tüm elektrotlar sağlam yüzeyler ile iyi kalitede olmalıdır. Yenidentutarsız yüzeyli kullanılabilir elektrotlar düzensiz akım yoğunlukları oluşturabilirsiniz. Tüm yüzey elektrotları düşük empedansları sağlamak için yeterli iletken jel ile uygulanmalıdır ve empedansları eserler 37 için kontrol edilmelidir.

Kapalı devre sistemleri

Bir kapalı devre sistemi elektrofizyolojik anormallikler teşhis ve derhal 8, 10 onları tedavi edebilen bir sistemdir. Bir örnek yaklaşan bir nöbet için EEG başak dedektörüdür. Bu ilke başarıyla ağır epilepsi hastalarında uygulanmıştır. Morrell ve arkadaşları 9 bir beyin implante uyarıcı kullanarak dirençli epilepsisi olan 191 konularda tedavi ve önemli bir nöbet sıklığında azalma hem de yaşam kalitesinde iyileşmeler gözlenmiştir. Başarısına rağmen, invaziv girişimler gibi lokal enfeksiyon veya istenmeyen ruh hali ya da bilişsel etkileri ve bu nedenle bir Altern olarak riskler ve komplikasyonlar ile ilişkilidirative, non-invaziv bir yaklaşım tercih edilir. Bu nedenle, bu cihaz hızlı nörofizyolojik tanı ve bu epilepsi hastaları gibi acil tedavi, ihtiyacı olan hastalar için ilginç bir seçenek temsil edebilir.

Kapalı devre sistemi uygulaması sadece epilepsi hastalarında sınırlı olabilir. Son çalışmalar bir dizi EEG değişiklikleri çeşitli nöropsikiyatrik hastalıklar 30 belirteçleri olabileceğini düşündürmektedir. TEKMER ve EEG bir arada kullanmak da stimülasyon parametrelerini optimize etmek için yararlı olabilir. Bu tür algoritmalar hala gelişmemiş, ancak EEG ve TEKMER araştırmaların bulguları kombinasyonu böyle bir gelişme yardımcı olabilir.

Başka bir non-invaziv beyin stimülasyonu tekniktir TMS ile karşılaştırıldığında, TEKMER temel nedeni, düşük maliyetli ve göreli taşınabilirlik tedavi amaçlı çok daha uygun olarak kabul edilir. Buna ek olarak, önceden belirlenmiş olan bir elektro kafa kap kullanan bir sistem olande yer uyarım yeri standart ve sonuçları artırabilir. Bu cihazın bir başka avantajı, bazı yazarlar, 38, 39 göre geleneksel bir uyarım göre klinik olarak daha üstün olduğu bulunmuştur, aynı zamanda, birden fazla site uyarmak için olasılığıdır.

Cihaz açık avantajları göstermesine rağmen, bazı sınırlamalar gelecek için cihaz geliştirmek için ele alınması gereken. İlk olarak, cihaz teşvik ve (Bakınız şekil 9) aynı anda aynı yerde EEG sinyallerini kaydedemezsiniz. İkinci olarak, EEG kaydetmek için kullanılabilir kanal sayısı düşüktür. Olağan tavsiye yeterli EEG çalışma 40 ve göz hareketi eserler tespit etmek için elektro-oculography için daha fazla kanal için en az 16-kanal kullanmaktır. Gerçekten de, son birkaç yıl içinde EEG / TEKMER çalışmalarda kanalları (Tablo 3) sayısını artırmak için bir eğilim ortaya çıktı. Rağmen kanal mi sayısının düşükkortikal eksitabilite dinamik değişikliklerin tespit duyarlılık etkiler GHT, bu sistem hala özel elektrot konumları için algoritmalar bulmak için yararlı olabilir.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

PS Brezilya, Pelerin fon desteği aldı. Bu çalışma kısmen CIMIT bir hibe ile desteklenmiştir. Yazarlar ayrıca onun teknik yardım için Uri Fligil ve bu yazının düzenleme katkılarından dolayı Olivia Gozel ve Noelle Chiavetta minnettarız.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Material
Neoprene HeadCap Neuroelectrics NE019 1
Neoprene Headband Neuroelectrics NE020 1
Frontal dry electrode front-end Neuroelectrics NE021 4
Gel electrode front-end Neuroelectrics NE022 8
Gel Bottle 60cl Neuroelectrics NE016 1
Stimulation electrode Pi cm2 Neuroelectrics NE024 8
Saline solution bottle 100ml Neuroelectrics NE033 1
Sponge electrode fron-end 25 cm2 Neuroelectrics NE026 4
Adhesive Electrode Front-end Neuroelectrics NE025 25
USB Bluetooth Dongle Neuroelectrics NE031 1
USB card with software Neuroelectrics NE015 1
Curved Syringe Neuroelectrics NE014 1
microUSB NECBOX charger Neuroelectrics NE013 1
Electrode cable Neuroelectrics NE017 10 1
Material Name
StarStim NECBOX Neuroelectrics NE012 1
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fregni, F., Pascual-Leone, A. Technology insight: noninvasive brain stimulation in neurology-perspectives on the therapeutic potential of rTMS and tDCS. Nat. Clin. Pract. Neurol. 3, 383-393 (2007).
  2. Nitsche, M. A., Cohen, L. G. Transcranial direct current stimulation: State of the art. Brain Stimul. 1, 206-223 (2008).
  3. Nitsche, M. A., Paulus, W. Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans. Neurology. 57, 1899-1901 (2001).
  4. Kwon, Y. H., Ko, M. H. Primary motor cortex activation by transcranial direct current stimulation in the human brain. Neurosci. Lett. 435, 56-59 (2008).
  5. Ardolino, G., Bossi, B., Barbieri, S., Priori, A. Non-synaptic mechanisms underlie the after-effects of cathodal transcutaneous direct current stimulation of the human brain. J. Physiol. 568, 653-663 (2005).
  6. Marshall, L., Kirov, R., Brade, J., Mölle, M., Born, J. Transcranial electrical currents to probe EEG brain rhythms and memory consolidation during sleep in humans. PLoS One. 6, 16905 (2011).
  7. Brunoni, A. R., Nitsche, M. A. Clinical research with transcranial direct current stimulation (tDCS): challenges and future directions. Brain Stimul. 5, 175-195 (2012).
  8. Nuwer, M. Assessment of digital EEG, quantitative EEG, and EEG brain mapping: report of the American Academy of Neurology and the American Clinical Neurophysiology Society. Neurology. 49, 277-292 (1997).
  9. Morrell, M. J. RNS System in Epilepsy Study Group. Responsive cortical stimulation for the treatment of medically intractable partial epilepsy. Neurology. 77, 1295-1304 (2011).
  10. Berényi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzsáki, G. Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation. Science. 337, 735-737 (2012).
  11. DaSilva, A. F., Volz, M. S., Bikson, M., Fregni, F. Electrode positioning and montage in transcranial direct current stimulation. J. Vis. Exp. (51), e2744 (2011).
  12. Antal, A., Boros, K., Poreisz, C., Chaieb, L., Terney, D., Paulus, W. Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans. Brain Stimul. 1, 97-105 (2008).
  13. Terney, D., Chaieb, L., Moliadze, V., Antal, A., Paulus, W. Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation. J. Neurosci. 28, 14147-14155 (2008).
  14. Boggio, P. S., Rigonatti, S. P. A randomized, double-blind clinical trial on the efficacy of cortical direct current stimulation for the treatment of major depression. Int. J. Neuropsychopharmacol. 11, 249-254 (2008).
  15. Loo, C. K., Alonzo, A., Martin, D., Mitchell, P. B., Galvez, V., Sachdev, P. Transcranial direct current stimulation for depression: 3-week, randomised, sham-controlled trial. Br. J. Psychiatry. 200, 52-59 (2012).
  16. Boggio, P. S., Rocha, M. Noninvasive brain stimulation with high-frequency and low-intensity repetitive transcranial magnetic stimulation treatment for posttraumatic stress disorder. J. Clin. Psychiatry. 71, 992-999 (2010).
  17. Goldman, R. L., Borckardt, J. J. Prefrontal cortex transcranial direct current stimulation (tDCS) temporarily reduces food cravings and increases the self-reported ability to resist food in adults with frequent food craving. Appetite. 56, 741-746 (2011).
  18. Boggio, P. S., Zaghi, S. Modulation of risk-taking in marijuana users by transcranial direct current stimulation (tDCS) of the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). Drug Alcohol Depend. 112, 220-225 (2010).
  19. Boggio, P. S., Sultani, N. Prefrontal cortex modulation using transcranial DC stimulation reduces alcohol craving: a double-blind, sham-controlled study. Drug Alcohol Depend. 92, 55-60 (2008).
  20. Fregni, F., Liguori, P. Cortical stimulation of the prefrontal cortex with transcranial direct current stimulation reduces cue-provoked smoking craving: a randomized, sham-controlled study. J. Clin. Psychiatry. 69, 32-40 (2008).
  21. Fregni, F., Gimenes, R. A randomized, sham-controlled, proof of principle study of transcranial direct current stimulation for the treatment of pain in fibromyalgia. Arthritis Rheum. 54, 3988-3998 (2006).
  22. Fregni, F., Marcondes, R. Transient tinnitus suppression induced by repetitive transcranial magnetic stimulation and transcranial direct current stimulation. Eur. J. Neurol. 13, 996-1001 (2006).
  23. Antal, A., Kriener, N., Lang, N., Boros, K., Paulus, W. Cathodal transcranial direct current stimulation of the visual cortex in the prophylactic treatment of migraine. Cephalalgia. 31, 820-828 (2011).
  24. Fregni, F., Otachi, P. T. A randomized clinical trial of repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with refractory epilepsy. Ann. Neurol. 60, 447-455 (2006).
  25. Benninger, D. H., Lomarev, M. Transcranial direct current stimulation for the treatment of Parkinson’s disease. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 81, 1105-1111 (2010).
  26. Boggio, P. S., Nunes, A. Repeated sessions of noninvasive brain DC stimulation is associated with motor function improvement in stroke patients. Restor. Neurol. Neurosci. 25, 123-129 (2007).
  27. Lindenberg, R., Renga, V., Zhu, L. L., Nair, D., Schlaug, G. Bihemispheric brain stimulation facilitates motor recovery in chronic stroke patients. Neurology. 75, 2176-2184 (2010).
  28. Fregni, F., Boggio, P. S. Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory. Exp. Brain Res. 166, 23-30 (2005).
  29. Shafi, M. M., Westover, M. B., Fox, M. D., Pascual-Leone, A. Exploration and modulation of brain network interactions with noninvasive brain stimulation in combination with neuroimaging. Eur. J. Neurosci. 35, 805-825 (2012).
  30. Wirth, M., Rahman, R. A. Effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on behaviour and electrophysiology of language production. Neuropsychologia. 49, 3989-3998 (2011).
  31. Keeser, D., Padberg, F. Prefrontal direct current stimulation modulates resting EEG and event-related potentials in healthy subjects: a standardized low resolution tomography (sLORETA) study. Neuroimage. 55, 644-657 (2011).
  32. 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 behavioral and electrophysiological evidence. BMC Neurosci. 12, 979-984 (2011).
  33. Polanía, R., Nitsche, M. A., Paulus, W. Modulating functional connectivity patterns and topological functional organization of the human brain with transcranial direct current stimulation. Hum. Brain Mapp. 32, 1236-1249 (2011).
  34. Maeoka, H., Matsuo, A., Hiyamizu, M., Morioka, S., Ando, H. Influence of transcranial direct current stimulation of the dorsolateral prefrontal cortex on pain related emotions: a study using electroencephalographic power spectrum analysis. Neurosci. Lett. 512, 12-16 (2012).
  35. Isley, M. R., Edmonds, H. L., Stecker, M. American Society of Neurophysiological Monitoring. Guidelines for intraoperative neuromonitoring using raw (analog or digital waveforms) and quantitative electroencephalography: a position statement by the American Society of Neurophysiological Monitoring. J. Clin. Monit. Comput. 23, 369-390 (2009).
  36. Faria, P., Leal, A., Miranda, P. C. Comparing different electrode configurations using the 10-10 international system in tDCS: a finite element model analysis. Conf Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 1596-1599 (2009).
  37. Dmochowski, J. P., Datta, A., Bikson, M., Su, Y., Parra, L. C. Optimized multi-electrode stimulation increases focality and intensity at target. J. Neural. Eng. 8, 046011 (2011).
  38. Flink, R., Pedersen, B. Guidelines for the use of EEG methodology in the diagnosis of epilepsy. International League Against Epilepsy: commission report. Acta Neurol. Scand. 106, 1-7 (2002).

Tags

Transcranial Direct Current StimulationTDCSEEGNeuromodulationCortical ExcitabilityClosed-loop DeviceNeurological ConditionsNon-invasive Treatment

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Schestatsky, P., Morales-Quezada, L., Fregni, F. Simultaneous EEG Monitoring During Transcranial Direct Current Stimulation. J. Vis. Exp. (76), e50426, doi:10.3791/50426 (2013).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image