Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

Effekter av Transkraniell vekselstrøm stimulering på primære motorisk Cortex av Online kombinert tilnærming med Transkraniell magnetisk stimulering

Published: September 23, 2017 doi: 10.3791/55839
Automatic Translation
1,3, 4, 1,2
1School of Psychology, Centre for Cognition and Decision Making, National Research University Higher School of Economics, 2Department of Medicine, Surgery and Neuroscience, Unit of Neurology and Clinical Neurophysiology, Brain Investigation & Neuromodulation Lab. (Si-BIN Lab), Azienda Ospedaliera Universitaria of Siena, 3Department of Experimental Psychology, University of Oxford, 4Centre for Cognition and Decision Making, National Research University Higher School of Economics

Summary

Transkraniell vekselstrøm stimulering (tACS) kan modulering av kortikale excitability på en frekvens-spesifikk måte. Her viser vi en unik tilnærming som kombinerer online tACS med enkelt puls Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) for å "probe" kortikale excitability med Motor utløste potensialer.

Abstract

Transkraniell vekselstrøm stimulering (tACS) er en neuromodulatory teknikk i stand til å handle gjennom sinusformet elektrisk bølgediagrammer på en bestemt frekvens og igjen modulerer pågående kortikale oscillasjon aktivitet. Denne neurotool gjør etablering av en årsakssammenheng mellom endogene oscillasjon aktivitet og atferd. De fleste av tACS studier har vist online effekter av tACS. Men er lite kjent om underliggende handling mekanismer av denne teknikken på grunn av AC-indusert gjenstandene på Elektroencefalogram (EEG) signaler. Her viser vi en unik tilnærming til undersøke online fysiologiske frekvens spesifikke effekter av tACS av primære motorisk cortex (M1) ved hjelp av én puls Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) for å undersøke kortikale excitability endringer. I vår oppsett, er TMS spolen plassert over tACS elektroden mens Motor utløste potensialer (parlamentet) er samlet for å teste effekten av pågående M1-tACS. Så langt er denne tilnærmingen hovedsakelig brukt til å studere den visuelle og motor systemer. Imidlertid, det gjeldende oppsettet for tACS-TMS kan bane vei for fremtidige undersøkelser av kognitive funksjoner. Derfor gir vi en trinnvis manual og video retningslinjer for prosedyren.

Introduction

Transkraniell elektrisk stimulering (tES) er en neuromodulatory teknikk som tillater endring av neuronal land gjennom ulike gjeldende bølgeformer1. De ulike typene tES gjør Transkraniell vekselstrøm stimulering (tACS) levering av sinusformet eksterne oscillasjon potensialene i et bestemt frekvensområde og modulering av fysiologiske nevrale aktivitet underliggende Perseptuell, motoriske og kognitive prosesser2. Bruke tACS, er det mulig å undersøke mulige årsakssammenhenger mellom endogene oscillasjon aktivitet og hjernen prosesser.

I vivo, har det vært vist at skyter nevrale aktivitet er synkronisert på ulike kjøring frekvenser, noe som tyder på at neuronal avfyring kan være entrained av elektrisk anvendt3. I dyremodeller entrains svake sinusformet tACS utladet frekvensen av utbredt kortikale neuronal bassenget4. Hos mennesker kan tACS kombinert med online Elektroencefalogram (EEG) induksjon av såkalte "Entrainment" effekten på endogene oscillasjon aktivitet av samspill med hjernen svingninger i frekvens-spesifikk måte5. Imidlertid er kombinere tACS neuroimaging metoder for en bedre forståelse av online mekanismer fremdeles tvilsom på grunn av AC-indusert gjenstander6. I tillegg er det ikke mulig å registrere direkte EEG signalet over stimulert målet uten å bruke en ring-lignende elektrode som er en tvilsom løsning7. Dermed er det mangel på systematiske studier på dette emnet.

Så langt, er det ingen klare bevis om varige effekter av tACS etter stimulering opphør. Noen studier har vist svake og uklare ettervirkninger av tACS på systemet8. Videre er EEG bevis ennå ikke klart om resultatene av tACS9. På den annen side, de fleste tACS studier viste fremtredende online effekter10,11,12,13,14,15,16 , 17 , 18, som er vanskelig å måle på et fysiologisk nivå på grunn av tekniske begrensninger. Dermed er er det overordnede målet med vår metode å gi en alternativ tilnærming for å teste online og frekvens-avhengige effekter av tACS på motorisk cortex (M1) ved å levere enkelt puls Transkraniell magnetisk stimulering (TMS). TMS kan forskere å "undersøke" fysiologisk tilstand av menneskelig motorisk cortex19. Videre ved Motor utløste potensialer (MEP) på emnet kontralateral hånd, kan vi undersøke virkningen av de pågående tACS11. Denne tilnærmingen lar oss nøyaktig overvåking av endringer i corticospinal excitability av måler MEP amplituden under online elektrisk stimulering levert på forskjellige frekvenser i en gjenstand problemfri måte. I tillegg kan denne tilnærmingen også teste online effekter av noen andre bølgeform av tES.

For å demonstrere kombinert tACS-TMS effekten, vil vi vise protokollen ved å bruke 20 Hz AC stimulering over primære motorisk cortex (M1) mens online neuronavigated enkelt puls TMS leveres blandet med ujevne mellomrom fra 3 til 5 s for å teste M1 kortikale excitability.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

alle prosedyrer ble godkjent av lokale forskning etikk av de høyere Handelshøyskole (HMS), Moskva, med samtykke fra alle deltakerne.

Merk: deltakere må rapportere ingen historie implantert metall enheter, nevrologiske eller psykiatriske sykdom, narkotikamisbruk eller alkoholisme. TMS brukes i henhold til de nyeste sikkerhet retningslinjer 20. Emnene må være fullt informert av natur forskning og signere et samtykke skjema før du starter eksperimentet. Vi viser et helt sett med utstyr som trengs for å kjøre online-kombinert tACS-TMS protokollen ved stimulering av dominerende M1 ( figur 1; Tabell av materialer).

1. sted Elektromyografi (EMG) elektrodene i en Bipolar magen-sene montasje

  1. rense huden med en rengjøring skrubb under alle elektrodene for å oppnå lav huden impedans (under 10 kOhm).
  2. Plasser aktive EMG elektrode på første dorsal interosseous (FDI) muskler, referanse elektrode på benet 2 cm distally og bakken elektroden mer proximally på armen

2. Identifisere målet for stimulering protokollen

Merk: her, vi bruker rammeløse TMS navigasjonssystemet for å oppnå en riktig plassering av TMS spolen.

  1. Plasserer sporing sensorer over pannen mellom øyenbrynene og over nesen av deltakeren.
  2. Åpne systemet navigasjonsprogrammet. Bruke enkelte deltakere ' strukturelle T1 magnetisk resonans Imaging (MRI) data og utføre en co-registrering av deltakeren ' s hode og en 3D MRI hodet via navigasjonssystemet.
  3. Nøyaktig, sted spolen over primære motor hånd-området, den såkalte " motor knotten " regionen ( figur 2).
  4. Begynne å bruke enkelt puls TMS og teste MEPs; TMS er levert av en stimulator (se Tabell for materiale) koblet til en standard av-åttetall 75 mm coil. Å lokalisere den " hotspot " venstre M1, holder spolen tangentiell til hodebunnen, med håndtaket peker bakover og lateralt, vinkel på 45° fra midtlinjen sagittal aksen av deltakeren ' s leder.
  5. Når hotspot (dvs. hodebunnen poenget fremlokkende MEPs ved fra den kontralateral undersøkt hånd muskler) er funnet, merke den med en blyant å lette anvendelsen av tACS målelektrode.

3. tACS elektroder forberedelse

  1. Koble 2 overflaten saltholdig-gjennomvåt svamp elektroder (størrelse: 5 cm x 7 cm) til stimulering enheten, som kan generere elektrisk vekselstrøm (f.eks Brainstim).
  2. For å minimere huden sensasjon, hele tiden mette elektrodene med en saltvannsoppløsning å holde impedances under 10 kOhm gjennom hele stimulering økten.

4. tACS Protocol satt opp

  1. for å sette opp tACS protokollen bruker stimulator enheten, først sjekke batteristatusen.
  2. Bruker programvaren, åpne en ny sesjon og administrere en ny stimulering protokoll.
    1. Navn protokollen (f.eks " Beta ").
    2. Angir hyppigheten for stimulering (f.eks 20 Hz).
    3. Velge bølgeform (f.eks sinusformet).
    4. Angir den totale varigheten av stimulering protokollen (f.eks 600 s).
    5. Til slutt angi intensiteten på stimulering (f.eks 1 mA), angi forskyvning, tones inn, fade ut og fase på " 0 ".
      Merk: en liten timing å fade inn og ut stimulering (rundt 30 s) kan bli foreslått, for å unngå eventuelle negative eller ubehagelig neurosensory effekter for faget.
    6. Aktivere enheten ' s " Bluetooth " funksjon og laste opp protokoll fra programvaren til stimulator.

5. tACS elektroder Montage

  1. sted det " målet " elektrode over hodebunnen tilsvarer et markert punkt. Sted det " referanse " elektrode over ipsilateral skulderen ved hjelp av bestemte selvklebende tape, i en " monopolar montasje " 21.
  2. Nøye justere den første elastiske stroppen på hodet når det gjelder Nevro-navigasjon hodet-sensorer plasseringen. Deretter bruker andre stroppen, fikse elektrode målposisjonen.
  3. Når tACS elektroder blir plassert både på hodebunnen og ipsilateral skulderen, koble dem til stimulator.
  4. Før starten av økten stimulering, sikre ved by visuell inspeksjon at plasseringen av målet elektroden midtstilles over merket aktiveringspunktet.

6. Identifisere hviler Motor terskelen (RML)

  1. sted TMS coil over tACS målelektrode og Juster nøye coil posisjon over aktiveringspunktet ( Figur 3) av Nevro-navigasjonssystemet.
  2. Måle RMT tilsvarende til kombinerte tACS-TMS setup (dvs. TMS spiral over elektroden). Spesielt, justere intensiteten TMS forhold til tykkelsen på tACS elektroden for å se etter en pålitelig RMT.
    1. Måle RMT individuelt, det er definert som minimum intensiteten nødvendig å indusere en MEP i FDI muskler med en amplituden til 50 mV (topp-til-peak) i 5 ute av 10 forsøk 22.
  3. Angi intensiteten på TMS stimulering 110% av RMT for å starte eksperimentelle økten.

7. eksperimentelle prosedyren

  1. Åpne EMG programvaren og starte EMG opptak.
  2. Start tACS stimulering.
  3. Under stimulering, levere TMS enkelt pulser blandet med ujevne mellomrom fra 3 til 5 sekunder.
  4. Sikrer at hver sesjon av stimulering (f.eks 20 Hz tACS stimulering etterfulgt av en humbug/en annen kontroll frekvens) varer ikke mer enn 90 sekunder med et intervall mellom økt rundt 3 minutter, for å unngå mulig carryover effekten av den foregående stimulering frekvens/tilstand 11 , 13.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Det første beviset på en tACS/TMS kombinert tilnærming ble vist av Kanai et al. i 2010. I denne studien forfatterne anvendt tACS over den primære hjernebarken (V1) og viste en frekvens spesifikke modulering av visuelle kortikale excitability målt ved online TMS-indusert phosphene oppfatning15. En mer raffinert versjon av protokollen ble innført for å undersøke en fysiologisk modulering av motorisk cortex excitability av Feurra et al. i 2011. Gjør innspilt disse forfatterne MEPs under enkelt puls TMS mens pågående tACS ble levert (Figur 4). Forfatterne rapporterte første årsakssammenheng bevis av mulig entrainment av 20 Hz stimulering av endogene tomgang Beta rytmen av M1 ved å styrke corticospinal utdata med hensyn til andre kontroll frekvenser, kontroll område (parietal stimulering) og kontroll eksperiment (eksterne ulnar nerve eksperimentet)11 (figur 5).

I en følgende studie viste Feurra og medarbeidere at effektene av tACS er ikke bare frekvensen, men også tilstandsavhengige13. Ved å bruke samme kombinert montasje, tACS ble brukt over M1 under to ulike forhold: resten og motor bilder (fag ble bedt om å forestille knip-til grep bevegelser). I tråd med de tidligere funn11forbedret Beta stimulering (20 Hz) bare primære motorisk cortex excitability ved hvile, mens under aktiviteten motor bilder ekstrautstyret effekten var fremtredende under theta (5 Hz) og alpha (10 Hz) stimulering. Dette representert første fysiologiske bevis av en stat-avhengige effekt ved tACS.

Hittil dette kombinert nærmet har vært brukt å lære funksjon av motorisk cortex (tabell 1). Guerra og samarbeidspartnere anvendt tACS-TMS, ved hjelp av en lignende tilnærming, vise hvordan bestemte interneuronal kretser reagerer på stimulering levert på motor frekvens (20 Hz) og ikke motor resonansfrekvens (7 Hz). De viste at 20 Hz stimulering avskaffet effekten av cholinergic kort ventetid afferente hemming (SAI), uavhengig av fasen av stimulering. Interessant, var endringer i glutamatergic intracortical tilrettelegging (ICF) og GABAAergic kort-intervall intracortical hemming (SICI) fase-spesifikke23.

Figure 1
Figur 1: Liste over nødvendige materialer for samtidige tACS stimulering. Saltoppløsning, kontroll enhet, Elastiske stropper, svamper (tACS), tACS kabel ledninger og elektroder, sprøyter, selvklebende tape. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : Neuronavigation under tACS-TMS protokollen. Røde Kors angir lagrede TMS tilkoblingspunkt på primære motorisk cortex. De overlappende hvitt krysset angir en online posisjonering av TMS spolen under protokollen, som et tegn på riktig retning. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : tACS-TMS på emnet hodebunnen. TMS spolen må plasseres over tACS målelektrode. Etterforskeren bør opprettholde plasseringen av spolen i samsvar med neuronavigation koordinatene for aktiveringspunktet. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: Skjematisk fremstilling av eksperimentell design ved hjelp av online tACS-TMS tilnærming. (en) rød ("mål") elektroder blir plassert i hodebunnen overliggende venstre motorisk cortex og rett parietal cortex (P4 plasseringen av 10-20 internasjonale EEG systemet). Blå ("referanse") elektroden plasseres på midtlinjen tilsvarer PZ (10 -20 internasjonale EEG System) posisjon (bipolar/cephalic montasje). Av notatet, referanse elektroden om den nåværende forslaget er plassert på ipsilateral skulderen (monopolar montasje), mens P4 brukes som en kontroll. (b) Neuronavigated TMS: spolen er holdt svamp elektroden plassert over venstre M1. Fargede trekantene angi online tilbakemeldinger coil forskyvning fra nøyaktig målet, med en toleranse for 2 mm (dette tallet har blitt endret fra Feurra et al., 2011)11. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5 : Representant resultater. (en) gjennomsnittlig Logg-forvandlet MEP amplituden (feilfelt betegne standardfeil) verdier (rådata) fra forskjellige eksperimentelle forhold. Bare tACS levert på beta utvalg (20 Hz) på motorisk cortex øker corticospinal utgang mot alle andre betingelser (planlagte, 5 Hz, 10 Hz, 40 Hz og 20 Hz på parietal cortex). En stjerne (*) angir en betydelig forskjell på 20 Hz stimulering med hensyn til alle andre betingelser. (b)-prosentandelen endres versus grunnlinjen til rå MEP amplituden verdier (dette tallet har blitt endret fra Feurra et al., 2011)11. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Forfattere Oppgave Frekvens Intensitet
TD > elektroder posisjon Resultater Feurra et al., 2011 målinger av corticospinal excitability i ro. 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 40 Hz 1 mA Venstre M1, parietal cortex, ulnar nerve 20 Hz økte MEPs i ro. Feurra et al., 2013 målinger av corticospinal excitability i ro og under motor bilder 5 Hz, 10 Hz, 20 Hz, 40 Hz 1 mA Venstre M1 20 Hz økte MEPs størrelse i ro mens 5 og 10 Hz økte MEPs under motor bilder Cancelli et al., 2015 målinger av corticospinal excitability i ro. 20Hz 2.2 mA Bilaterale M1 Forskjeller i kortikale excitability ekstrautstyr med hensyn til personlig og ikke-personlig elektroder Guerra et al., 2016 målinger av corticospinal excitability i ro. 7 Hz, 20 Hz 1 mA Venstre M1 20 Hz tACS modulert SICI og ICF SAI

Tabell 1: tACS effekter på primære motorisk cortex gjennom ulike forhold. Frekvens, intensitet, kortikale området av stimulering og resultater.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Dette representerer en unik mulighet til å teste direkte online effekter av tACS av primære motorisk cortex ved å måle corticospinal utgang via MEPs opptak. Imidlertid representerer plasseringen av TMS spolen over tACS elektroden et viktig skritt som skal utføres nøyaktig. Derfor at vi først forskere Finn et målpunkt av enkelt puls TMS og merket det på hodebunnen og, bare etter at plasser tACS elektroden over aktiveringspunktet. Videre støtter tilgjengeligheten av et neuronavigation system avgjørende lokalisering av en optimal målpunkt for enkelt puls TMS. Før du starter prosedyren, sikre at deltakeren ikke har noen kontraindikasjoner for tES24 og TMS20.

I tillegg kan tykkelse og plasseringen av tACS elektroden under TMS spolen føre til en annen RMT forhold til en standard prosedyre. Dermed er det viktig å måle RMT når TMS spolen er allerede plassert over tACS elektroden.

TMS-tACS online tilnærming representerer en teknisk forhånd for både grunnleggende forskning og klinisk anvendelse. Siden de fleste av tACS bevis har vist at effekten er fremtredende under og ikke etter opphør av stimulering, kan denne tilnærmingen være nyttig å teste online gunstige frekvens spesifikke effekter på pasienter med motor sykdom, for eksempel viktig tremor, Dystoni, Parkinsons sykdom og andre motor sykdommer.

Så langt denne kombinert tilnærming ble brukt til å undersøke motoren og hjernebarken behandler11,15. Imidlertid tACS selv viste seg å være en pålitelig teknikk for å forbedre kognitive funksjoner som minne og beslutning å gjøre14,16,25,26,27. I fremtiden, kan muligheten for å kombinere repeterende TMS (rTMS) sammen med tACS ved å manipulere forskjellige frekvenser og målretting ulike kortikale områder bidra til å undersøke mekanismer for den såkalte "neuroenhancement". Likeledes, det var allerede vist at kombinasjonen av tACS med en mønstret TMS-protokoll, for eksempel kontinuerlig theta burst stimulering (cTBS), resulterte i en utvidet plastisitet effekt bare når cTBS ble brukt i-fase med toppen av tACS pålagt aktivisering 28. videre mens rTMS blir brukt som et klinisk verktøy, kombinasjonen med tACS kan føre til utvikling av en ny klinisk metode for neurorehabilitation.

Selv om denne artikkelen er fokusert på stimulering av M1, kan andre kortikale områder målrettes ved hjelp av denne kombinert tilnærming. Imidlertid kan bare stimulering av menneskelig motor systemet føre til målbare motor evoked potensial (parlamentet) registrert fra eksterne muskler på kontralateral side representerer et sammensatt signal fra serie synkende cortico-spinal salver med forskjellige generatorer29. På den annen side, kan andre elektrode distribusjoner tilby forskjellige muligheter til å undersøke online Inter hemisfæriske effekter ved å bruke samtidig bilaterale tACS over venstre og høyre M1 med enkelt-puls TMS. Dessuten kan online tACS-TMS tilnærming brukes å målrette ulike kortikale områder under en atferdsdata aktivitet av måling reaksjonstid (RT) og nøyaktighet. På den ene siden, tilbyr tACS-TMS tilnærming en gjenstand-fri metode for etterforskningen av menneskelig motoriske funksjoner; på den annen side, kan en EEG-tACS tilnærming tilby flere muligheter for studier av nevrale korrelerer ulike kognitive prosesser ved å målrette en rekke kortikale områder, men fortsatt med et større antall gjenstander inne signal opptakene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Denne studien ble støttet av russisk Science Foundation gir (kontraktnummeret: 17-11-01273). Spesiell takk til Andrey Afanasov og kolleger fra multifunksjonelle InnovationsCenter for TV Technics (National Research University, høyere School of Economics, Moscow, Russland) for videoopptak og videoredigering.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BrainStim, high-resolution transcranial stimulator E.M.S., Bologna, Italy EMS-BRAINSTIM
Pair of 1,5m cables for connection of conductive silicone electrodes E.M.S., Bologna, Italy EMS-CVBS15
Reusable conductive silicone electrodes 50x50mm E.M.S., Bologna, Italy FIA-PG970/2
Reusable spontex sponge for electrode 50x100mm E.M.S., Bologna, Italy FIA-PG916S
Rubber belts – 75 cm E.M.S., Bologna, Italy FIA-ER-PG905/8
Plastic non traumatic button E.M.S., Bologna, Italy FIA-PG905/99
Brainstim E.M.S., Bologna, Italy
MagPro X100 MagOption - transcranial magnetic stimulator MagVenture, Farum, Denmark 9016E0731
8-shaped coil MC-B65-HO-2 MagVenture, Farum, Denmark 9016E0462
Chair with neckrest MagVenture, Farum, Denmark 9016B0081
Localite TMS Navigator - Navigation platform, Premium edition Localite, GmbH, Germany 21223
Localite TMS Navigator - MR-based software, import data for morphological MRI (DICOM, NifTi) Localite, GmbH, Germany 10226
MagVenture 24.8 coil tracker, Geom 1 Localite, GmbH, Germany 5221
Electrode wires for surface EMG  EBNeuro, Italy  6515
Surface Electrodes for EEG/EMG  EBNeuro, Italy  6515
BrainAmp ExG amplifier - bipolar amplifier  Brain Products, GmbH, Germany
 BrainVision Recorder 1.21.0004  Brain Products, GmbH, Germany
Nuprep Skin Prep Gel  Weaver and Company, USA
Syringes
Sticky tape
NaCl solution

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Priori, A. Brain polarization in humans: a reappraisal of an old tool for prolonged non-invasive modulation of brain excitability. Clin. Neurophysiol. 114 (4), 589-595 (2003).
  2. Herrmann, C. S., Rach, S., Neuling, T., Struber, D. Transcranial alternating current stimulation: a review of the underlying mechanisms and modulation of cognitive processes. Front Hum. Neurosci. 7, 279 (2013).
  3. Frohlich, F., McCormick, D. A. Endogenous electric fields may guide neocortical network activity. Neuron. 67 (1), 129-143 (2010).
  4. Ozen, S., et al. Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats. J. Neurosci. 30 (34), 11476-11485 (2010).
  5. Helfrich, R. F., et al. Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation. Curr. Biol. 24 (3), 333-339 (2014).
  6. Bergmann, T. O., Karabanov, A., Hartwigsen, G., Thielscher, A., Siebner, H. R. Combining non-invasive transcranial brain stimulation with neuroimaging and electrophysiology: Current approaches and future perspectives. Neuroimage. 140, 4-19 (2016).
  7. Feher, K. D., Morishima, Y. Concurrent Electroencephalography Recording During Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS). J. Vis. Exp. (107), e53527 (2016).
  8. Antal, A., et al. Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans. Brain Stimul. 1 (2), 97-105 (2008).
  9. Struber, D., Rach, S., Neuling, T., Herrmann, C. S. On the possible role of stimulation duration for after-effects of transcranial alternating current stimulation. Front Cell Neurosci. 9, 311 (2015).
  10. Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. Frequency specific modulation of human somatosensory cortex. Front Psychol. 2, (2011).
  11. Feurra, M., et al. Frequency-dependent tuning of the human motor system induced by transcranial oscillatory potentials. J. Neurosci. 31 (34), 12165-12170 (2011).
  12. Feurra, M., Paulus, W., Walsh, V., Kanai, R. Frequency specific modulation of human somatosensory cortex. Front Psychol. 2, (2011).
  13. Feurra, M., et al. State-dependent effects of transcranial oscillatory currents on the motor system: what you think matters. J. Neurosci. 33 (44), 17483-17489 (2013).
  14. Feurra, M., Galli, G., Pavone, E. F., Rossi, A., Rossi, S. Frequency-specific insight into short-term memory capacity. J. Neurophysiol. 116 (1), 153-158 (2016).
  15. Kanai, R., Paulus, W., Walsh, V. Transcranial alternating current stimulation (tACS) modulates cortical excitability as assessed by TMS-induced phosphene thresholds. Clin. Neurophysiol. 121 (9), 1551-1554 (2010).
  16. Polania, R., Moisa, M., Opitz, A., Grueschow, M., Ruff, C. C. The precision of value-based choices depends causally on fronto-parietal phase coupling. Nat. Commun. 6, 8090 (2015).
  17. Santarnecchi, E., et al. Frequency-dependent enhancement of fluid intelligence induced by transcranial oscillatory potentials. Curr. Biol. 23 (15), 1449-1453 (2013).
  18. Santarnecchi, E., et al. Individual differences and specificity of prefrontal gamma frequency-tACS on fluid intelligence capabilities. Cortex. 75, 33-43 (2016).
  19. Dayan, E., Censor, N., Buch, E. R., Sandrini, M., Cohen, L. G. Noninvasive brain stimulation: from physiology to network dynamics and back. Nat. Neurosci. 16 (7), 838-844 (2013).
  20. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clin. Neurophysiol. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  21. Nasseri, P., Nitsche, M. A., Ekhtiari, H. A framework for categorizing electrode montages in transcranial direct current stimulation. Front Hum. Neurosci. 9, 54 (2015).
  22. Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord, roots and peripheral nerves: Basic principles and procedures for routine clinical and research application. An updated report from an I.F.C.N. Committee. Clin.Neurophysiol. 126 (6), 1071-1107 (2015).
  23. Guerra, A., et al. Phase Dependency of the Human Primary Motor Cortex and Cholinergic Inhibition Cancelation During Beta tACS. Cereb. Cortex. 26 (10), 3977-3990 (2016).
  24. Fertonani, A., Ferrari, C., Miniussi, C. What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety, sensations and secondary induced effects. Clin. Neurophysiol. 126 (11), 2181-2188 (2015).
  25. Feurra, M., Galli, G., Rossi, S. Transcranial alternating current stimulation affects decision making. Front Syst.Neurosci. 6, 39 (2012).
  26. Marshall, L., Helgadottir, H., Molle, M., Born, J. Boosting slow oscillations during sleep potentiates memory. Nature. 444 (7119), 610-613 (2006).
  27. Sela, T., Kilim, A., Lavidor, M. Transcranial alternating current stimulation increases risk-taking behavior in the balloon analog risk task. Front Neurosci. 6, (2012).
  28. Goldsworthy, M. R., Vallence, A. M., Yang, R., Pitcher, J. B., Ridding, M. C. Combined transcranial alternating current stimulation and continuous theta burst stimulation: a novel approach for neuroplasticity induction. Eur. J. Neurosci. 43 (4), 572-579 (2016).
  29. Bestmann, S., Krakauer, J. W. The uses and interpretations of the motor-evoked potential for understanding behaviour. Exp. Brain Res. 233 (3), 679-689 (2015).

Tags

Nevrovitenskap problemet 127 tACS TMS primære motorisk cortex oscillasjon aktivitet parlamentet tACS-TMS tES neuromodulation beta frekvens 20 Hz
Effekter av Transkraniell vekselstrøm stimulering på primære motorisk Cortex av Online kombinert tilnærming med Transkraniell magnetisk stimulering
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shpektor, A., Nazarova, M., Feurra,… More

Shpektor, A., Nazarova, M., Feurra, M. Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation. J. Vis. Exp. (127), e55839, doi:10.3791/55839 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter