De effecten van transcranial current stimulation op visuele oscillaties

Neuronale oscillaties in de visuele cortex hebben verschillende functies in het
verwerken van relevante input en het onderdrukken van irrelevante input.
Gezonde menselijke proefpersonen zijn in staat om deze oscillaties endogeen te
moduleren, maar individuen met een aandachtsstoornis vertonen een verstoord
oscillatorisch patroon dat het gedrag beinvloedt. Trancraniele magnetische
stimulatie (tCS) is een techniek die in de toekomst mogelijke toepassingen kan
hebben voor het exogeen moduleren van neuronale oscillaties op vergelijkbare
wijze als het richten van de aandacht. Tot voor kort was het meten van
oscillatorische activiteit gelijktijdig met hersenstimulatie door middel van
tCS niet mogelijk, waardoor deze relatie niet direct onderzocht kon worden.
Recente ontwikkelingen hebben het mogelijk gemaakt om MEG signalen te meten
gedurende tCS stimulatie. Hierdoor is het nu voor het eerst mogelijk om
oscillatorische patronen te beinvloeden door het verhogen of verlagen van de
corticale excitatie, om zo oscillaties op externe wijze te moduleren
(*entrainment*), en de relatie tussen deze oscillatorische activiteit in de
visuele cortex van de twee hersenhelften te onderzoeken door middel van een
selectieve manipulatie van de gevoeligheid van één hersenhelft.

De studie heeft als doel het aantonen van causaal bewijs voor:

Onderzoekscomponent één: Dat de oscillaties die het brein produceert als
reactie op een visuele stimulus gemoduleerd kunnen worden door middel van een
tonische manipulatie van corticale excitatie via tDCS.

Onderzoekscomponent twee: Dat neurale oscillaties beinvloed kunnen worden door
tACS, en dat deze corticale *entrainment* een effect kan produceren dat
vergelijkbaar is met dat van endogene modulaties (i.e., dat transcraniele
modulatie van alpha-oscillaties een fasische modulatie van
stimulus-gerelateerde gamma-oscillaties produceert).

Onderzoekscomponent drie: Dat de menselijke visuele cortex interhemisferische
inhibitie vertoont, en dat een toename in de corticale excitatie in één
hersenhelft door middel van tDCS zowel een toename in stimulus-gerelateerde
gamma-activiteit in die hersenhelft, als een gelijktijdige afname van
stimulus-gerelateerde gamma-activiteit in de andere hersenhelft.

Experimenteel within-subject (cross-over) design met gezonde vrijwilligers.

Korte blokken van tDCS of tACS (2mA; blok van 2 minuten); cumulatieve duratie van maximaal 32 minuten per sessie) zullen worden toegediend op de visuele cortex. In beide gevallen worden veelgebruikte, goed gedocumenteerde standaardprotocollen voor stimulatie gebruikt (voor referenties, zie sectie >studiedesign>). Óf tDCS óf tACS zal worden toegediend terwijl proefpersonen een visuele aandachtstaak uitvoeren, tegelijktijdig met het meten van hersenactiviteit in het gehele brein door middel van magnetoencephalografie (MEG).

Voor een inschatting van de risico*s en lasten verbonden aan transcraniele
hersenstimulatie in deze studie, zie paragraaf 5.2 van de *Standard Operating
Procedure for Non-Invasive Brain Stimulation (v. 2.1., CMO Nr. 2013/245)* van
het Donders Instituut voor Hersenen, Cognitie en Gedrag.