Verbeteren van transcraniële gelijkstroomstimulatie door middel van geoptimaliseerde elektrodeconfiguraties bepaald met behulp van een computermodel.

Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) is een veelbelovende techniek
waarmee menselijke hersenfunctie kan worden bestudeerd en verbeterd bij de
uitvoering van bepaalde taken door zowel gezonde personen als patienten met een
neurologische aandoening. Aangezien de huidige effecten veelbelovend maar klein
en kortdurend zijn, tracht deze studie deze techniek te verbeteren. Met behulp
van een zeer gedetailleerd volumegeleidingsmodel van een menselijk hoofd is
aangetoond dat de huidige plaatsing van elektrodes, zoals deze standaard in
vele studies wordt gebruikt, niet optimaal is, en nieuwe geoptimaliseerde
elektrodeconfiguraties werden met dit model bepaald. De beoogde studie heeft
als doel de standaard configuratie en de geoptimaliseerde configuraties
experimenteel te testen en de resultaten met elkaar te vergelijken.

Het doel van deze studie is een grotere verhoging van de exciteerbaarheid van
de motor cortex aan te tonen wanneer nieuwe geoptimaliseerde configuraties
worden gebruikt, in vergelijking met de standaard configuratie. Deze studie kan
daarmee leiden tot nieuwe tDCS configuraties die grotere effecten hebben en
kunnen worden toegepast in vele andere studies. Daarnaast kan de studie meer
inzicht geven in hoe tDCS werkt.

Experimenteel binnen-proefpersonen ontwerp met gezonde proefpersonen.

tDCS (anodaal, 2 mA, 15 minuten, 3 sessies) zal worden toegepast met drie verschillende elektrodeconfiguraties die de corticale representatie van de FDI spier zo goed mogelijk pogen te stimuleren. Exciteerbaarheid wordt gemeten via EMG als motor evoked potentials (MEPs) van de FDI spier van de rechterhand, welke worden opgewekt door transcraniële magnetische stimulatie (TMS).

Proefpersonen zullen geen direct voordeel halen uit deelname aan deze studie
naast een (financiële) compensatie. Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS)
is een veelgebruikte methode om op een non-invasieve manier de hersenen te
stimuleren door het toedienen van een zwakke gelijkstroom via geleidende
rubber/spons elektroden die op het hoofd zijn aangebracht. Deze zwakke stromen
kunnen het membraanpotentiaal van neuronen licht verschuiven en hierdoor
spontane neuronale activiteit doen toenemen of afnemen in de gestimuleerde
cortex zonder (zoals bij TMS) actiepotentialen op te wekken. Tijdens stimulatie
kunnen proefpersonen kortdurende en milde tintellende, jeukende en brandende
sensaties hebben op de huid onder de elektroden oncomfortabel kan zijn. De
meest voorkomende bijwerking is een lichte kortdurende hoofdpijn en
vermoeidheid. In deze studie zullen gezonde proefpersonen gestimuleerd worden
volgens een protocol dat als veilig beschouwd wordt door de laatst
gepubliceerde veiligheidsrichtlijnen. Transcraniele magnetische stimulatie
(TMS) is een veelgebruikte non-invasieve hersenstimulatietechniek, gebaseerd op
elektromagnetische inductie. Tijdens stimulatie zal de proefpersoon een klik
horen bij iedere TMS puls en kan stimulatie ervaren van de zenuwen en spieren
in het hoofd. De meest voorkomende bijwerking is een lichte voorbijgaande
hoofdpijn (2-4%). Een sterke hoofdpijn komt zelden voor (0.3-0.5%). Bij TMS
studies met patienten (e.g. epilepsie) of studies waarbij parameters (e.g.
intensiteit of frequentie) buiten de standaard protocollen worden gebruikt,
zijn er in zeldzame gevallen epileptische aanvallen gerapporteerd. In deze
studie zullen gezonde proefpersonen gestimuleerd worden volgens een protocol
dat als veilig beschouwd wordt door de laatst gepubliceerde
veiligheidsrichtlijnen. Alle proefpersonen worden gescreend voor relevante
medische voorgeschiedenis en andere tDCS en TMS veiligheidsaspecten (bijv.
metale onderdelen in het hoofd, huidallergieën). Samenvattend, omdat het risico
als verwaarloosbaar en de last geassocieerd aan deelname als minimaal kan
worden geacht, verwachten wij geen ernstige aversieve gebeurtenissen gedurende
het experiment.