Serebellumunda ve Transkraniyal Doğru Akım Uyarım kullanma Modülasyonlu Biliş
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
Çeşitli çalışmalar modüle olasılığını göstermektedir ki son zamanlarda ortaya çıkan ve bazı durumlarda, transkranial elektrik stimülasyonu beyin kullanarak bellek ve dikkat çalışma katılan heyecan verici beyin bölgelere göre bilişsel süreçleri artırıcı var. Bazı araştırmacılar şimdi beyincik muhtemelen prefrontal korteks uzak bir nöromodülatör etkisi yoluyla, bilişi destekler inanıyorum. Bu kağıt transkranial doğru akım uyarımı (TEKMER) ile biliş beyincik bir rol araştırmak için bir prosedür ve daha önce çalışma belleği, dikkat ve serebellar işleyişini dahil gösterilmiştir değişen görev zorluk bilgi işleme görevleri, bir seçim açıklanır . Bir görev Pace İşitsel Seri İlavesi Görev (PASAT) ve bu görevin diğer bir yeni varyant Pace İşitsel Seri Çıkarma Görevi (PASST) denir denir. Bir fiil nesil görev ve onun iki kontrol (isim ve fiil okuma) da incelendi. Beş tönce katılımcılara üç ayrı grup tarafından ve sağ serebellar korteks üzerinde anot, katot veya sahte TEKMER kullanarak kortiko-serebellar bağlantı modülasyonu sonra yapıldı sorar. prosedür performansı (doğruluk, sözel yanıt gecikmesi ve değişkenliği) seçici katot uyarımı sonra, ancak katılımcıların zor ve kolay değil puan görevler sırasında geliştirilebilir nasıl gösterir. Performans anodal veya sahte stimülasyonu ile değişmedi. Bu bulgular sol prefrontal kortekste aktivite muhtemel sağ serebellar korteks üzerinde katot TEKMER tarafından dis-inhibe olduğu sayede biliş beyincik, bir rol göstermektedir. Transkranial beyin stimülasyonu çeşitli laboratuarlarda ve kliniklerde popülaritesi artıyor. Bununla birlikte, TEKMER sonrası etkileri bireyler ve her zaman polarite özgü arasında oluşan farklı ve hatta görevle veya yük-özgü, daha fazla çalışma gerektiren her biri olabilir. Gelecek çabaları da nöro-Enhanc doğru rehberlik olabilirbilişsel bozukluğu ile başvuran hastalarda serebellar ası, bir kez beyin stimülasyonu mekanizmalarının daha iyi anlaşılması ortaya çıkmıştır.
Introduction
Elektrik, 100 yılı aşkın bir süredir tıpta kullanılmaktadır. Bugün, beyin stimülasyonu daha sık Motor ve bilişsel işlevler beyin ve beyincik ve nasıl bu iki beyin bölgeleri arasındaki bağlantılar bu işlevleri desteklemesi tarafından yapılmaktadır nasıl test hipotezler için bir araştırma aracı olarak çeşitli laboratuarlarda ve kliniklerde kullanılan hale gelmektedir. Beyincik ile ilgili olarak, bu işlem nispeten çünkü biliş dahil olduğu düşünülen yan serebellar hemisfer, transkranial elektrik stimülasyonu erişilebilir, (aşağıya bakınız) polarize akımların etkilerine duyarlı ve kısmen çünkü ucuz ve kolay insan katılımcılara gerçekleştirmek için. Bu makalede anlatılan beyin stimülasyonu prosedürü gibi çalışan bellek ve dikkat gibi bilişsel süreçler 'fazla' yerine 'az' bilişsel 1 talep olan görevler sırasında kolaylaştırılabilir gösterilmiştir. yorumlamakBu görev özgü sonuçların tirme, sıkıca serebro-serebellar yolun fizyolojisi bir anlayış ile sınırlıdır. Nöro-geliştirme etkileri, görevler zor olsa bile, aynı zamanda prefrontal korteks 2,3,4,5 elektrik stimülasyonu sonra gözlenir.
beyincik hareketleri 6, tahmin zamanlama ve yürütülmesinde önemli bir rol oynar. Ancak, araştırma çeşitli çizgiler artık beyincik bilişsel süreçleri üzerinde etkili olabileceğini düşündürmektedir. Anatomik etki, örneğin, pek çok çalışma prefrontal korteks bölgelerinde ve (yani, serebro-serebellar yolu) beyincik arasında karşılıklı bağlantıları 7,8,9,10,11,12 biliş destek olabileceğini öne sürdüler. Klinik etki alanında, semptomları 'dismetri düşünce' hipotezi kavramsallaştırma entelektüel ve duygusal sorunları olan mevcut arka beyincik belirli bölgelerinde hasar olan bazı hastalar, ve13,14,15 'hareketinin dismetri' hasar olan motor bozukluk (örneğin, ataksi) ile mevcut ve olduğu gibi kavramsallaştırılmış beyincik bölümlerini, anterior ise, serebellar bilişsel duyuşsal sendromu (CCAS) 'klinik olarak adlandırılan. Beyin görüntüleme alanında, Schmahmann ve arkadaşları 16,17 beyincik görevi özel bölgeleri harita fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ve işlevsel bağlantı kullanmış ve bağlantıları bu alanlar, motor ve bilişsel görevler sırasında prefrontal lob ile yapmak.
daha önce beyincik sözde motor olmayan bölgeleri aktive etmek için gösterilmiştir, çünkü bu çalışmada sunulan kognitif işlemlerini seçilmiştir. Ama onlar da motor ve bunları doğru şekilde gerçekleştirmek için gerekli olan motorlu taleplerine bilişsel akrabası seviyesini değiştirerek elde edildi bilişsel görev bileşenleri, ve bir beyin stimülasyonu pr müdahale dışarı bölümlemek sağladıDaha önce, beyin-davranışını modüle ettiği gösterilmiştir ocedure. Beyin fonksiyonlarını ve davranışlarını modüle için Son girişimler kafa derisi, olarak adlandırılan, transkranial doğru akım uyarımı (TEKMER) karşısında akımları polarize kullanımı dahil ettik. Aslında, klinisyenlerin tedavi sonuçları 18 teşvik ile 1970 yılından bu yana hasta popülasyonlarında implante elektrotlar ile serebellar korteks uyarıcı edilmiştir. Bugün, kafa derisi üzerinde beyin sağlıklı katılımcıların beyin-davranış ilişkileri incelemek için yararlı olduğu fark edilir uyarıcı.
İnsanlarda TEKMER normal olarak 15-20 dakika boyunca tuzlu su ile ıslatılmış bir elektrot çifti boyunca sürekli olarak akım (DC) (1-2 mA) düşük sunmaya içerir. Hayır (beyni uyarıcı için tipik bir elektrot montaj (ilgi beyin bölgesi üzerinde) kafasına konuyor bir (anot) elektrodu içerebilir, ve diğer (katot) elektrot yanak (sefalik) veya omuz üzerine konuyorn-sefalik) vücudun karşı tarafında. Beyincik uyarıcı durumunda, iki elektrot arasındaki intraserebral akım yakın bölgelerde (örneğin, görsel korteks 19) nispeten az fonksiyonel yayıldı ve nörofizyolojik ve davranışsal hem üreten, heyecanlandırmak ya da serebellar korteks 20 Purkinje hücrelerini bastırmak düşünülmektedir değişir. Mevcut ve insanlarda beyincik-TEKMER etkileri yayılması modelleme verilerinden veya hayvan çalışmalarında ve motor korteks üzerinde dolaylı etkileri çıkarılmaktadır. Motor etki alanında, etkileri de motor korteks uyarılma 20 serebellar stimülasyon sonuçları ile kanıtlandığı gibi kutupluluk özgü olduğu gösterilmiştir. Örneğin, anot uyarımı, genel olarak, bir uyarıcı etkisi olduğu ve Purkinje hücrelerinin üretimini arttırır; katot uyarımı, genellikle bir karşı effe sahipken, beyin korteksinde serebellar çekirdeklerine kolaylaştırıcı yolunun önlenmesini artırmakct yani, serebellar çekirdeklerin Purkinje hücre inhibisyonu azaltarak serebral korteksin dis-engellenmesi. Primatlarda anatomik çalışmalar Purkinje hücreleri ventral-yanal talamus 21 bir sinaptik röle üzerinden, motor ve bilişsel devrelerin hem üzerine bir kolaylaştırıcı sürücü uygulamak nasıl ortaya. Ancak, insanlarda son TEKMER çalışmalar anot-katot ayrım çok net olmayabilir düşündürmektedir. Örneğin, motor korteks üzerinde TEKMER sonrası etkileri bireyler arasında oldukça değişkendir ve her zaman kutupluluk özgü 22 değil. Benzer eleştiriler de bilişsel etki 23 sonuçları doğru tarh edilir. Bilişsel işlevler üzerindeki etkileri tespit etmek ve beyincik beyin inhibisyonuna bağlı motorlu alanlarda beyincik doğrudan etkileri (CBI 20) daha yorumlamak daha zor neden bu açıklamaya yardımcı olabilir. Bu tür gözlemler daha beyin stimulat etkinliğini belirlemek bireysel faktörleri anlamak gerektiğini vurgulamakiyon ve beyni uyarıcı için geliştirilmiş protokoller geliştirmek.
Motor ve bilişsel işlevler hem de değişiklikler serebello-talamo-kortikal yolunun 24 elektrik stimülasyonu yoluyla fizyolojik makul bulunmaktadır. Bilişsel işlevler açısından, sözel çalışma belleği üzerindeki serebellar-TEKMER bir modüle etkisi 25,26 bildirilmiştir. Ve prefrontal korteks bölgeleri uyarıcı gelen biliş üzerindeki kalıcı etkileri de 2,3,4,5 gözlenmiştir. Bununla birlikte, nöronlara beyin uyarımı fizyolojik etkileri davranışı sırasında (on-line etkileri) test edilmesine bağlı olarak ya da uyarım süresinden 27 (hat-dışı etkiler) sonra farklıdır. Off-line etkileri sinir eylemlerinde uzun süreli değişiklikler içerebilir ise on-line etkileri, hücre içi çevrede meydana gelen değişiklikler (örn., Iyon konsantrasyonu) ve elektrokimyasal gradyanı (örneğin, membran potansiyeli) içerebilir öne sürülmüştürty nedeniyle değişmiş hücre içi süreçleri (örneğin, alıcı plastisite) 27. TEKMER bilişsel test iki seans arasında uygulanan edilir ve davranış iki seans arasında karşılaştırıldı böylece Bu çalışmada, off-line etkilerini incelemektedir.
Biliş beyincik bir rol incelenmesi önceden serebellar işleyişini dahil gösterilmiştir görevler kullanımı ile desteklenir. Belirli bir görevi aritmetik muhakeme ve bölünmüş dikkat gerektirir ve Pace İşitsel Seri İlavesi Görev (PASAT 28) denir. Sağlıklı ve hasta popülasyonlarında hem de çeşitli bilişsel işlevleri değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Test genellikle sayılar dinlerken katılımcılar, her 3 saniyede sunulan ve onlar daha önce duydum sayı (ziyade bir çalışan toplam veren) duymak numarayı ekleyerek içerir. Bu zor bir iştir ve WM, dikkat ve aritmetik yeteneği yüksek derecede dayatır. Ayrıca acti içerirbeyin içinde vite ve PET 29 ve MR 30 ortaya olarak görev bu özel unsurları ile ilişkili beyincik. Daha bilişsel zor ve son çalışmada 31 başkaları tarafından onaylandıktan attentionally (talep görevi yapmak için, orijinal talimatlar katılımcıların onlar daha önce duydum sayı duymak numarayı çıkarmak için gerekli olduğunu söyledi. Bu yeni görevi diyoruz böylece değişti tempolu İşitsel ve görev zorluk öznel değerlendirmesi ve önemli ölçüde daha uzun reaksiyon süreleri 1 ile kanıtlandığı gibi PASAT daha gerçekleştirmek için daha zordur. görevin Her iki versiyon da o bir daha bilişsel zordu ve bu yüzden alındı Çıkarma Görev (PASST 1) Seri Motor talepleri (gizli konuşma işlemleri) görevler arasında karşılaştırılabilir iken attentionally, diğerinden daha gerçekleştirmek için talep. beyincik biliş söz konusu ise, o zaman TEKMER ile işlevini bozucu bu s rolü ile etkileşebilirpasst performansı sırasında tructure, ama ille PASAT üzerinde.
Biliş konuşma ve dil yönüyle sırasında beyincik için rolünü araştırmak için yaygın olarak kullanılan bir diğer görevi Fiil Nesil Görev (VGT 32,33,34,35,36,37) 'dir. PASAT gibi, sağlıklı ve hasta popülasyonlarında sözel çalışma belleği test etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Temelde, VGT katılımcılar yüksek sesle isimler okumak sayede bir kontrol görev performansı ile karşılaştırıldığında, bir görsel olarak sunulan isim (örneğin, araba) yanıt olarak yüksek sesle bir fiil (örneğin, sürücü) demek katılır gerektirir. Yaratma fiiller ve okuma isimler benzer algısal ve motor talepleri var, ancak farklı sözel WM talepleri (örneğin, daha semantik analiz). Ve bir serebro-serebellar ağda daha yüksek aktivite isim 34,35,36 okunması ile karşılaştırıldığında fiiller üretilmesi ile bağlantılıdır. Kelimeler de daha hızlı (emişli bir etkisi) görevleri olduğunda oluşturulanPET 33 ve fMRI 37 gözlenen aynı (rastgele sırayla) kelimeleri bloklar arasında, ve beyin-beyincik aktivite artar kullanılarak tekrarlandı.
Bu makalede, bir prosedür değişen zorluk iki aritmetik (deney bir) ve üç dil görevleri (deney iki), üç ayrı grup ile birlikte, biliş, bu beyin yapısı için bir rolünü araştırmak için beyincik üzerinde TEKMER uygulamak için tarif edilmiştir Katılımcılar öncesi ve stimülasyon döneminden sonra yapılan. Biz daha zorlu görevler bu performans (yani, PASST ve fiil nesil) daha az zorlu görevler performansı daha TEKMER (off-line etkileri) (PASAT ve ismin daha etkilenecektir, biliş beyincik bir rol verilmiş, varsaydık / fiil okuma).
Protocol
Representative Results
Discussion
TEKMER beyin-davranış ilişkileri incelemek için son yıllarda popüler bir araç haline gelmiştir. Bu makale TEKMER ve çalışma belleği ve dikkat değişen derecelerde gerektiren aritmetik ve dilin çeşitli testler kullanarak beyincik bilişsel işlevlerini araştırmak için bir yordam açıklanır. deney sonuçları, bir zihinsel çıkarma (tempolu işitsel seri çıkarma görevi [içeren bir zor ve bilişsel zorlu bilgi işlem görevi sırasında nasıl katot (anot göre ve sahte stimülasyonu) sağ serebellar hemisfer geliştirilmiş görev doğruluğu ve sözlü tepki değişkenlik uyarılması gösterdi PASST]), fakat zihinsel ek (tempolu işitsel seri ekleme görevi [PASAT]) içeren basit ve daha az talepkar sürümü sırasında. Bu görevler, hem benzer motor kontrolü (yani, sözel operasyonlar), ancak farklı bilişsel yükü (yani., Zihinsel çaba) paylaşan yana, bizim önceki çalışmamızda spekülasyonGörev talepleri yüksek olduğunda 1 sağ serebellar korteksin bu katot depresyon ekstra bilişsel kaynakları serbest olabilir. Katot TEKMER, beyincik hiper Purkinje hücre çıkışı basın ve (CBI 20) beyincik beyin engellenmesini azaltmak için bekleniyordu. Bu görüş beyincik ve prefrontal korteks arasındaki fonksiyonel bağlantı (yani, serebello-talamo-kortikal yolu 10) aritmetik sırasında görevle ve difficulty- duyarlı 43 olduğu bulgusuna tarafından desteklenmektedir. Bir bunlar, motor kontrolü serebellar katkı herhangi bir değişiklik ile açıklanamaz deneyin sonuçları PASAT ve passt olarak karşılaştırılabilir, ancak ek olarak karşı çıkarma işlemleri için gerekli olan zihinsel süreçler farklıdır. Bu deneyden elde edilen sonuçlar biliş serebellar-TEKMER etkileri büyük ihtimalle görevle veya yük özgü yerine göstermektedir. Deney, iki, katot uyarımı da selektif bir şekilde sırasında görev performansını artırdığıtepkiler hızlı var ve daha tutarlı katılımcılar görsel olarak sunulan isimlerin yanıt fiilleri oluşturulan hangi çalışmaların beş ardışık bloklar zaman aşımına şekilde dil protokolü. Bu emişli etkisi sözel akıcılık 40 ve resim adlandırma latans 41,44 artırabilir sol dorsolateral prefrontal korteks (DLPFK) üzerinden nasıl anot TEKMER gösteren başkaları tarafından da deney sonuçları, bir ve bulgular tamamlanmaktadır – hipotez destekleyen aynı kolaylaştırma desenler olabilir ki (deneyde iki görüldüğü gibi) sağ serebellar hemisferde üzerinde katot TEKMER sonra görülmektedir. Birlikte ele alındığında, bu bulgular beyincik bir rol desteği – dolaylı da olsa – dilde, beyincik prefrontal kortekste bilişsel süreçleri etkileyebilir fikrine daha fazla destek kredi, öğrenme ve hafıza 45: (birçok çalışma belleği için önemli bir sitenin WM ) işlemleri.
Bilişsel geliştirmeleri are beyincik serebro uyarma yoluyla, DLFPC eksitabilitenin üzerinden uzak bir etkisi bulunmayan, çünkü fizyolojik makul – serebellar yolun. Beyincik ve prefrontal korteks arasındaki bağlantı için daha fazla kanıt 25 ms eşleştirilmiş duyusal / Motor uyaranlar tarafından uyarılan birleştirici plastisite sayede Hamada ve meslektaşları, çalışmalarının açıklanan – ilişkisel stimülasyon (PAS) eşleştirilmiş, cerebellar- tarafından bloke edilmesi gözlendi TEKMER 46. Ve beyincik üzerinde transkranial manyetik stimülasyon (TMS) günlük oturumları serebellar atrofi 47 olan bir hastada postural kontrol ve yürüyüş, ve çift-tasking geliştirmek için gösterilmiştir. Bunlar, motor ve bilişsel gelişmeler motorda bir artış işaretlenen uyarılmış beyincik de önceden (dual-bobin, eşleştirilmiş-nabız TMS ile incelenmiştir) bir kaç milisaniye heyecanlı zaman azalan beyincik beyin inhibisyonuna, motor kortikal stimülasyon tarafından uyarılan potansiyeller ( CBI) o6 ay sonra devam etti. Farzan ve arkadaşları 47 gelişmiş motor fonksiyon sonucu ve çift-görev performansı için kaynakların kurtuluş bilişsel fonksiyon iyileştirmeler yatırıldı. serebellar devrelerde – – TMS tarafından uyarılan CBI azalma da heyecan verici c erebro doğrudan prefrontal korteks fonksiyonu, gelişmiş olabilir bilişsel kapasitenin geliştirilmesi. Bu seçici beyincik TEKMER sonra sözlü WM iyileştirmek için bir prosedürü göstermektedir, bu maddede tarif edilen metotlar kullanılarak gözlenen ile bu ikinci açıklama uyumludur.
Burada açıklanan yöntemler beyincik elektrik beyin stimülasyonu bilişsel işlevlerini modüle ve bilişsel yük düzeyinin yüksek olması gerekir görevler sırasında performansı artırabilirsiniz nasıl göstermek. Bu bulgu, uzun süreler boyunca 2 aritmetik performansını artırabilir DLPFC, uyarıcı gelen olumlu etkileri paralellik </sup> ve zor problemler için çözüm üretimi kolaylaştırmak, ama kolay değil problemlerin 3. Aslında, prefrontal korteks üzerinde TEKMER inme 48. sonrası hastalarda bilişsel açıkları tedavisi için bir tedavi aracı olarak elektriksel beyin stimülasyonu istihdam araştırmacılar lider, sağlıklı katılımcıların 4,5 bilişsel görevler çeşitli performansını artırmak ve Parkinson hastalığı olan hastalarda yapabilirsiniz 41. Nitekim, TEKMER için geleceğe yönelik beyinde kalıcı değişiklikler uyararak davranışını değiştirmek için bir araç olarak kullanımını içerir. Beyin stimülasyonu tedavisi biçimi olarak TEKMER bariz nedenlerle 24 hasta popülasyonlarında keşfetmeye değer.
Bu makalede, biliş kullanarak TEKMER başarılı modülasyonu için en kritik adımlar şunlardır: performans katılımcıların düzeyine 1) terzilik görev zorluk; 2) İstenen beyin bölge üzerinde stimülasyon elektrot tutarlı ve doğru yerleştirme; 3) sağlanması tşapka hem elektrotlar kapatarak uyarıcı önlemek için uyarım dönemi boyunca nemli tutulur (ekstra tuz gerekirse nemlendirin). Anlaşılmamış TEKMER bırakarak – O da duyumlar bir kaç saniye sonra kaybolur uyarılması sırasında keçe katılımcıları (indirgeyici anksiyete) ikna etmek için önemlidir. Gelecek değişiklikler on-line etkilerini araştırmak için (ya da öyle davranışları ile örtüşür) görev ifası sırasında TEKMER uygulanmasını içerebilir. Görev performansı daha sonra aktif ve bazal koşullarda (yani, anot vs sahte ve / veya sahte vs katot) arasında karşılaştırıldığında olacağını, oldukça öncesi ve stimülasyon süre sonra performansı karşılaştırarak daha. DC stimülasyon uzun süreli etkinliği daha sağlam etkilere neden olabilir paradigmalar ile birlikte, aynı zamanda bilişsel işlev bozukluğu belirtileri gidermek için TEKMER kullanarak açısından keşfetmeye değer. Bu kısa stimülasyon dönemleri bir arkaya teslim protokolleri içerebilir (yerine tek bir blo dahack), böylece TEKMER 'üst-up' önceki oturumdan etkileri sonraki oturumları. Birden fazla stimülasyon oturumları teslim yerine tek oturumda üzerinde daha yavaş gelişebilir az değişikliklere göre daha performans kümülatif artışlar, üretebilir. Bu tür ve TEKMER klinik araştırmalar için de gelecek yönleri Zorluklar BRUNONI ve arkadaşları 49 tarafından gözden geçirilmiştir.
prosedür daha iyi anlaşılır ve hakim olmuştur sadece bir kez ortaya çıkacak bazı hastalıkların bilişsel belirtiler giderilmesi için bir tedavi aracı olarak TEKMER kullanarak potansiyel. Örneğin, motor korteks üzerinde TEKMER etkileri son bireyler arasında çok değişken olduğu tespit edilmiştir ve 22,23 her zaman kutup özel olabilir. Aynı zamanda bilişsel etki 23 TEKMER etkileri söylenmiştir. Genel olarak TEKMER nöro-arttırıcı etkileri ilişkin verilerin ilgili sınırlı hala var. Ama inci durum olabiliroff-line olarak beyincik üzerinde TEKMER etkileri katılımcıların tamamen zor bir bilişsel görev ile meşgul olduğunda davranışı geliştirme en yetenekli, ya onlar WM ve dikkat kaynaklar yüksek talepleri yapar çünkü gerçekleştirmek için zor bir görev bulduğunda. Bu görünüm biliş üzerindeki serebellar-TEKMER etkileri görevle ya da yüke bağlı olabileceğini düşündürmektedir: uyarılması sırasında aktif olan beyin-beyincik yolunun bölgelerinde bilişsel işlevleri geliştirerek belki aracılı. Iyi şu anda stimülasyon 50 döneminde aktif bir ağa durumuna duyarlı olduğu düşünülen biliş üzerindeki TEKMER, on-line etkileri olduğu bizim veri paralellik Bu yorumu. Iyi görevi gerçekleştirmek için kullanılabilir yeterli bilişsel kaynaklar varsa TEKMER ama daha kaynaklarını kullanır, böylece sistemin devreye yalnızca, performans değişikliklere yol açabilir. Nitekim, fMRI çalışmaları frontal-parietal ağında sinirsel aktivite positi nasıl göstermekf artan görev karmaşıklığı 51 ile ilişkili.
Sonuç olarak, bu makalenin attentionally zorlu ve zor sırasında serebellar aktivite (ve anot uyarım) geliştirilmiş performans depresyon katot hangi bilişsel yükü, değişen bilgi işleme görevleri bir dizi sırasında beyincik uyarmak için TEKMER kullanılan bir beyin stimülasyonu prosedürü tarif bilişsel görevler. Ekstra bilişsel kaynakların serbest belirli görevleri gerçekleştirmek için zor zaman: Biz bu prefrontal korteksin WM bölgelerinin dis-engellenmesi yoluyla elde edilebilir olup olmadığını speküle. Umarım sağlıklı ve hasta popülasyonlarında elektriksel beyin stimülasyonu sunmak için geliştirilmiş protokoller ile birlikte, fazla çalışma çıkacak TEKMER etkinliği artık gerekli olup olmadığını belirlemek bireysel faktörlerin daha iyi anlaşılması. Böylece, gelecekteki çabalar transkranial Electr kullanarak bazı hastalıkların bilişsel belirtiler giderilmesi yönünde rehberlik olabilirserebro-serebellar devreleri modüle bir bilişsel rehabilitasyon aracı olarak nik beyin stimülasyonu.
Disclosures
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 |
References
- 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).
