ساخت دستگاه tdcs

Zap Yourself Smarter With This DIY tDCS Brain Stimulator

Written by Kannon Yamada

November 14, 2014

According to the United States Defense Department, zapping your brain with electricity can turn novices into experts – of anything. The application of current to the brain – known as transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) – received funding from DARPA, the US Defense Department, and more. And you can build your own with about $10 in parts, simple tools and some soldering experience.

tDCS applies a small current from a 9v battery to the brain. This stimulation proved to enhance human cognitive powers (have a listen to NYC Radiolab episode entitled “9 Volt Nirvana” if you’re skeptical). Applying this current to different parts of the brain can give its users temporary (and sometimes permanent) cognitive enhancement. Research indicates that tDCS also works on depression, anxiety, and as a meditation aid. The most famous portion of the brain – the so-called F3 region – offers up to 40% improvement in specific categories of learning. Unfortunately, the long-term effects on neuroplasticity, brain function and more, remain unknown.

The path to cerebral augmentation remains fraught with dangers – born from either your capacity for error and from the unknown long-term effects of artificial neural stimulation.Use this guide at your own peril! I cannot emphasize enough that users exercise thehighest degree of safety in constructing their own tDCS device. Please read the section on “Electrode Placement” at the bottom of this article.

Share this with your friends!

Facebook
Twitter
Google+
Pinterest

Can It Kill You?

In the 60s, a US Navy Sailor experimented with a 9V battery – by accident, he pushed negative and positive electrodes through the surface of his skin, and hooked it up to a 9V battery. As it turned out, blood (which contains iron) offers very little electrical resistance. As biological creatures, our bodies conduct electricity like a circuit. Many of our internal organs receive electrical current from our brains. A direct current can disrupt this signal, causing heart-failure.

Furthermore, we know nothing about the long-term effects of tDCS on human physiology. While the electrical current of a 9V battery isn’t much at all when applied to a tongue, internal application is deadly.

The Inthinkerator MK. I Design

The tDCS device we’re building in this guide, the Inthinkerator MK. I, is from Reddit /r/tdcs userKulty. The open-source nature of Kulty’s design allows us to borrow and modify it.

From my perspective – as an amateur hobbyist – the design looks good. It includes short protection and is safer than other commercial devices such as the Foc.us (our review of the Foc.us). With proper build technique, the risk of creating a short-circuit is very, very low. Keep in mind that the design comes without warranty and could potentially fry your brains – you were warned.

Parts required

• Toggle switch
• 2x 3.3k Ohm resistor
• 1k Ohm resistor
• 680 Ohm resistor
• 500 Ohm Trim. Potentiometer
• 5k Ohm potentiometer
• White or blue LED light
• 2N3904 NPN transistor
• Project box
• Red banana jack
• Black banana jack
• LED Bezel
• 9V battery clip
• Potentiometer knob
• 9V battery (I suggest a rechargeable battery)
• Banana jack compatible leads

The total cost for parts should come out to around $10-20, but you’ll also require some basic tools as with any electronics project.

Step 1 / Lay out your breadboard

Test the circuit first on a breadboard to determine if the parts are working and the circuit is correct – you won’t need all the parts yet. Note that we’re using a 220 Ohm resistor as a test load to simulate skin contact.

The exact holes where the parts plug into don’t matter too much – focus on completing the circuit. If you’re unsure about using a breadboard, be sure to read our beginner skills needed for electronic projects guide first.

When finished, you can attach the battery connector to your 9v battery and plug it into the positive and negative rails, on the side of the breadboard. If everything works, you should see the LED light turn on. If it doesn’t work, reanalyze the circuit to make sure it’s correctly wired.

Step 2 / Lay out your project box

Now take the project box and mark the location of the following components using a marker:

• Positive banana plug (red)
• Negative banana plug (black)
• Trim potentiometer
• Toggle switch
• NPN transistor
• Potentiometer
• Project box (of course)

Step 3 / Drilling holes

You will need to drill six holes. I suggest drilling from inside of the case, rather than from the outside. Also, make sure your components actually fit before moving onto the next hole.

• Hole 1 & 2: Drill two holes at the top of the box. These need to accommodate the screws on the cathode and anode banana jack. Roughly 1/4 to 1/3 of an inch will do.
• Hole 3: Drill a large hole, approximately 1/2 of an inch in diameter, to place the LED light and its chrome housing.
• Hole 4: Drill another large hole, approximately ½ of an inch in diameter in the center of the box to accommodate the potentiometer.
• Hole 5 (not drilled in picture): Drill a small hole, about 5/16th of an inch in diameter, to accommodate the trim potentiometer’s adjustable dial.
• Hole 6: Drill a hole, about 1/16th of an inch in diameter, to fit the power switch.

Step 4 / Placement of components in box

Both banana plugs go at the top of the project box. This step won’t require much effort. Just drill two holes at the top of the box, remove the nut on the plugs and insert. You will then use the lug-nut to tighten the device into place. The only exceptions are the NPN transistor and the trim potentiometer, which you will hot-glue into place.

NPN transistor: Make sure to place this with the round portion facing up and that the three pins point toward the right.

Trim potentiometer: You will want to place this with the brass dial poking through the hole in the case. When you place the trim potentiometer in the case, make sure that the brass dial is secured using a lugnut. The lugnut is screwed onto the brass dial, once its been pushed through the hole in the project box.

Step 5 / Potentiometer

Of the three pins on the potentiometer, you will solder insulated wires to two of them. Solder a medium length wire to the central pin. Then solder a short-length wire to the outside pin.

Step 6 / Trim Potentiometer

Again, you will only use two pins. Solder the central pin to the 1k Ohm resistor. You’ll notice that in the picture below, I’ve already wired this to the Emitter pin on the NPN transistor.

Then take the wire soldered to the central pin of the potentiometer and solder this to the outside pin on the trim potentiometer.  You may need to bend some of these pins for easier access. Don’t bend the trim potentiometer’s pins too much. A little bend won’t harm it – over-bending will cause the pin to snap off.

Step 7 / The NPN Transistor

There are three kinds of pins on the NPN transistor: Collector, Emitter and Base. Each pin corresponds with a different soldered connection. You will want to make certain that the pins are correctly wired or otherwise the circuit won’t work. You also need to make sure that the flat side of the NPN transistor is facing down.

1. Collector: Solder a medium length insulated wire.
2. Base: Solder a short length wire.
3. Emitter: Solder to the 1k Ohm resistor, from the central pin on the trim potentiometer.

Step 8 / Toggle Switch

You will solder three wires to the toggle switch. Each one of the toggle switch’s pins are rectangular, with a hole in the middle. You can loop wires through the holes, which aids soldering. Before getting started with connections to the toggle switch, take a long-length wire, and join an end of it with a680 Ohm resistor. As with almost all physical connections, you will solder these together.

On the left (outside) pin, you will solder two parts. First, take the wire/resistor (depicted above) and solder this to the outside pin on the toggle switch. Second, solder a 3.3k resistor to the to the left (outside) pin. Soldering both at the same time is a lot easier than soldering each on individually.

Then solder the red (positive) 9v battery connector to the central pin on the toggle switch. Remember to not connect the battery until you are completely finished.

Step 9 / LED

The LED has two pins. Most LEDs use a long pin to designate a positive connector. That means the short pin is negative. If you wire this improperly, the circuit’s design will prevent the LED from lighting, but the circuit will still conduct a current.

The negative (short) pin connects to the pin on the side (not the central pin) on the potentiometer. Take the short wire from the outside pin on the potentiometer and solder it to the middle of the LED. At the top of the pin, solder the 9V battery connector’s negative (black) wire.

On the positive pin, solder a connection to the NPN transistor’s Base pin (central pin). In the middle of the LED’s positive pin, solder the 3.3k resistor from the toggle switch.

Step 10 / Anode and Cathode

Take the resistor end of the resistor/wire, already soldered to the outside pin on the toggle switch, and tighten it into the anode banana plug. You can tighten this without soldering, by using a lugnut. Just place the resistor’s wire against the first lugnut and tighten the second lugnut until it makes snug contact with the first lugnut.

Take the medium length insulated wire from the Collector pin on the NPN transistor and tighten it onto the cathode banana jack, using the same method outlined in the previous step.

Step 11 / Testing Your tDCS Device

This phase requires a multimeter and a small jeweler’s Flathead screwdriver. Testing won’t take much time. You’ll notice that at the base of the electrode connector (where it plugs into the banana jacks), there are two holes. These can be used to test the electrical output of the device.

The Inthinkerator’s maximum output is 2 milliamps. I suggest turning the potentiometer’s dial all the way up to the right (clockwise) and measuring the output. If it falls outside of the specified 2mA, you must use the trim. potentiometer to fine-tune the output.

Let your friends know about this brain hack!

Facebook
Twitter
Google+
Pinterest

And You’re Done!

And there you have it! A completed tDCS device that cost around $10 to build. However, you won’t be able to use the Inthinkerator until you have suitable electrodes to attach it to your head. You can buy off-the-shelf electrodes or build your own. Keep in mind that saline-soaked sponges are the easiest to deploy, because they conduct through hair. However, if you would just like to experiment, gel-electrodes offer low-cost (and low reusability).

One DIY solution I found comes from (again) Reddit user Kulty, using some sponge cloth and aluminium mesh.

Electrode Placement

I won’t get into electrode placement, but one of the best websites for visualizing where the electrodes go is tDCSPlacements and Reddit/r/tDCS.

I should also note that some “montages” or electrode placements can cause serious health concerns for those suffering from brain abnormalities. If you have a history of epilepsy DO NOT use tDCS of any kind. If you have brain implants, such as metal plates, similarly: DO NOT use tDCS. It can kill you. Additionally, some parts of your brain may function at a reduced rate — particularly regions near the anode.

Let’s talk about tDCS in the comments – have you seen positive results? Has it made you feel anything unusual?

tDCS Sham tCS

About tCS

Brain function can be modified by applying a weak electrical current using contact electrodes placed over the scalp (transcranial). This kind of brain stimulation receives the name of transcranial Current Stimulation (tCS). To learn more, please read our review on tCS models and technologies^[1] [2]. You can also find more information on tCS at http://hive-eu.org.

To date, the most studied tCS type is transcranial Direct Current Stimulation (tDCS). The basic version of this idea is simple: a current is injected using a battery to the brain through one electrode placed over the scalp above the targeted brain cortical area, and recruited by return electrodes positioned over the scalp, or, alternatively, at an extracephalic position. Using scalp electrodes, tCS generates weak electrical currents and electric fields (measured in Volts per meter) in the brain. These electric fields modulate neuronal activity. The main differentiating features of tCS techniques are a) the delivery of weak currents through the scalp (with electrode current intensity to area ratios of about 0.3-5 A/m2) b) at low frequencies (typically < 1 kHz) resulting in weak electric fields in the brain (with amplitudes of about 0.2-2 V/m).

Contents

 [hide] 

• 1 What is tDCS?
• 2 What is tACS?
• 3 What is tRNS?
• 4 What is Sham stimulation?
• 5 What should a modern tCS device offer? StarStim design guidelines:

What is tDCS?

tDCS (transcranial Direct Current Stimulation) is a kind of tCS where the stimulation currents are held constant (as in DC current), and the most popular and used of tCS techniques. In general terms, anodal stimulation (current is injected into the brain) over a cortical region has excitatory effects, and cathodal (current is collected from the brain) has inhibitory effects. tDCS stimulation produce short term effects (increase/decrease) on neuronal excitability, and long lasting plastic after-effects involving synaptic modification (see, e.g., Marquez et al., 2012 and references therin). These underlie the clinical utility of tDCS .

What is tACS?

Like tDCS, tACS is a form of tCS where the transcranial stimulation currents are time dependent with a sinusoidal shape (as in AC current). Amplitude, frequency and relative phases across stimulation electrodes can be controlled. tACS stimulation may provide a powerful way to couple to the oscillatory behavior of the brain, which is at present an active research field in basic and clinical Neuroscience.

What is tRNS?

tRNS (transcranial Random Noise Stimulation) is a type of tCS where the stimulation current is varied randomly. Unlike tDCS, tRNS has been recently introduced and there is little experience with its use. However, it appears as if its main effects are excitatory.

Types of tRNS:

- Full-band tRNS: the tRNS is generated for the entire band of the device, from 0 to 500Hz.

- Bandpassed tRNS: the full-band tRNS is filtered using a bandpass filter (low pass and high pass inlcuded). Then the tRNS is only applied in a certain band (i.e. 100-400 Hz). This can be configured in NIC from version 1.3.12 on.

tRNS setting in NIC:

Bandpass filtered tRNS frequency plot:

- Coloured tRNS: the tRNS is generated following a linear slope at the frequency domain. This slope can be positive or negative. This function is only available from MatNIC.

Coloured tRNS frequency plot:

tRNS stimulation intensity:

When configuring the intensity of the stimulation in the NIC software you will notice that the upper limit is 650 uA. This value represents the standard deviation. As you can see in the figure below, if we select tRNS to have a standard deviation of 650 uA, we will have:

- 99.7% of our current values between -1950 uA and 1950 uA (3 x 650)

- 95% of our current values between -1300 uA and 1300 uA (2 x 650)

- 68% of our current values between -650 uA and 650 uA (1 x 650)

Notice that we can also introduce an offset if we want a different than 0 mean value.

What is Sham stimulation?

Sham stimulation is a generic term to indicate an inactive form of stimulation (e.g., a very brief or weak one) that is used in research to control for the placebo effect. The subject believes he/she is being stimulated normally, but there should not be any real effects.

In StarStim Sham is implemented by ramping down (slowly) the current immediately after the ramp up period, and by ramping up (slowly) the current right before the final ramp down portion of the session. This way, the subject feels the ramp up and ramp down events (which are the most noticeable in tCS), but does not receive a significant dose of tCS.

This modulation of the envelope of stimulation applies to tDCS, tACS and tRNS components of the stimulation.

See here for further info on Sham and double-blind modes.

What should a modern tCS device offer? StarStim design guidelines:

These are the requirements in which we based our tCS design:

- Current control at each electrode 

This ensures that the Electric field in the brain is held constant/controlled (e.g., a simple battery system will not ensure this, since the actual electric fields induced in the brain will depend on contact impedance at the electrodes)

- Multiple channels for better control of the spatial distribution of the electric fields
- Use of standard sponge electrodes or more modern Ag/AgCl EEG like electrodes
- Ease of use despite complexity of the technology
- Multiple waveforms: tDCS, tACS and tRNS
- Measurement of EEG before, during and after stimulation
- Safety features including maximal currents and impedance control

تحریک جدار جمجمه ای با جریان مستقیم

شنبه 5/12/1391 , بازدید : 4178امیرلشکری

تحریک جدار جمجمه ای با جریان مستقیم

معرفی 
تحریک جدار جمجمه ای با جریان مستقیم (tDCS)، نوعی درمان غیر تهاجمی است که طی آن جریان مستقیم بسیار ضعیفی (1 تا 3 میلی آمپر) را بر پوست سر وارد می کنند . از آنجا که جریان مستقیم با تکانه های گسسته، به قطبی سازی و نه تحریک می پردازد ، فعالیت آن مستقیما به شلیک پتانسیل عمل در نورون های قشر نمی انجامد . بررسی های اولیه بر روی نمونه های حیوانی نشانگر تغییر فعالیت قشر مخ در اثر گذر جریان الکتریکی به صورت کاهش یا افزایش تحریک پذیری ، بسته به شرایط جریان الکتریکی عبور داده شده میباشد . این اثرات با تغییر در میزان ساخت پروتئین ها و سطوح درون سلولی AMP حلقوی و کلسیم، تا مدتی پا بر جا می مانند اما عموما برگشت پذیر و فاقد عوارض در عملکرد و ساختار سلول ها می باشند . همچنین این شکل جریان مستقیم (DC) تحریک الکتریکی، وجه مشخصه این روش از ابزارهایی است که از جریان های متناوب (AC) استفاده می کنند و تحریک تکانه گسسته ایجاد می کنند، مانند CES، ECT، VNS و DBS . البته در tDCS بر خلاف روش هایی مانند rTMS (تحریک جدارجمجمه ای با امواج الکترومغناطیسی) ، تحریک انجام شده در حد ایجاد پتانسیل عمل پاسخ ( برای مثال انقباض عضلانی ) نمی باشد . بلکه تغییرات صورت پذیرفته در جهت اصلاح ساختار و عملکرد نورون ها در جهت مطلوب و مد نظر (نورومدولاسیون) هدایت می گردد، از اینرو برخی پژوهشگران عبارت " قطبی سازی جریان مستقیم جدار جمجمه ای" را ترجیح می دهند، و این دو عبارت در ادبیات امروز معادل یکدیگرند. ابزار کوچک آن قابل حمل بوده و معمولا با باطری های DC در دسترس کار می کند.

تاریخچه تحریک الکتریکی 
اولین دستگاه های تحریک مغز ، ماهی های زنده بودند . رومی ها و یونانیان باستان از قدرت شوک دهندگی گربه ماهی نیلی (رود نیل) و ماهی دیگری با اشعه الکتریکی (Electric Ray) آگاه بودند (فینگر،2000). گالن و اسکریبونیوس لارگوس در روم از ماهی الکتریکی برای درمان سردرد و اختلالات مختلفی استفاده می کردند. این ماهی ها احتمالأ اولین دستگاه های تحریک مغزی به شمارمی آمدند. این ماهی را رومی ها و یونانی ها برای درمان اختلالات گوناگون مورد استفاده قرار می دادند. 
آنها ماهی را روی پیشانی بیمار قرار می دادند یا اینکه از او می خواستند بر روی تعداد زیادی از ماهی زنده مذکور بایستند. این ماهی انرژی خاص خود را تخلیه می کرد که البته در آن زمان و تا قرن ها بعد به عنوان الکتریسیته شناخته شده نبود. متاسفانه این ماهیها به سادگی در دسترس نبودند تا اینکه در قرن هجدهم ماشین هایی ساخته شد که می توانستند الکتریسیته را بر حسب نیاز تولید کنند. 
اوایل قرن هجدهم ، دانشمندان پیشرو هنوز نمی دانستند که چه ماده ای درون اعصاب جریان دارد (فینگر،2000) . اندیشمندان بزرگی در ارتباط با ارواح ، سیالات خاص و حتی نوسانات نظریه پردازی می کردند. این لویجی گالوانی بود که در یک سری از آزمایشات که درسال 1791 منتشر شد، نظریه جاری بودن الکتریسیته در عصب را بنا نهاد. با استفاده از باطری های ابتدایی ، او نشان داد که یک عصب تحت آزمایش می تواند به وسیله الکتریسیته فعال شود و ظاهرأ باعث ایجاد انقباض ماهیچه ای طبیعی شود. بعلاوه او اعلام کرد که الکتریسیتۀ موجود در طبیعت (مثلأ رعد و برق) می تواند پاسخ مشابهی را در ماشین های الکتریکی ایجاد کند . روش هایی از این دست تقریبأ بلافاصله بعد از آغاز استفاده کاربردی از الکتریسیته در اواخر دهه هشتاد قرن نوزدهم شروع به رشد کردند. در آن زمان عبور یک جریان مستقیم از ماهیچه یا مغز در اروپا رواج داشت . 
برای مثال یکی از دانشجویان مقطع تخصص شارکو، به نام جورج دوشان دی بولونیه، به همراه یک تولید کننده کوچک و باتری به نقاط مختلف پاریس سفر می کرد، او الکتریسیته را از ماهیچه های بیماران عبور می داد، و تأثیرات آن را بر روی اختلالات متعددی آزمایش می کرد و همچنین از آن برای فهم بهتر مداخلات ماهیچه ای – عصبی و به خصوص دیستروفی مایچه ای استفاده می کرد (جورج، 1994). دیگران شروع به استفاده از جریان مستقیم در مغز کردند. به این علت که این روش هیچ فایده ای نشان نداد، به صورت گسترده ای، به عنوان یک روش درمانی، در اروپا و آمریکا از چشم افتاد. 
به دلایلی که مشخص نیست، tDCS یک زمینه فعال در روسیه، در دهه 40، باقی ماند . بعضی اوقات با آن "درمان خواب الکتریکی" نیز می گفتند، زیرا بیماران گاهی اوقات، در طی 30 دقیقه درمان، چرت می زدند یا به خواب می رفتند (گومز و میخاییل، 1978). بیشتر tDCS های انجام شده در روسیه در قالب تحقیقات بالینی انجام نمی شد و نقل قول می شود که از آن برای درمان الکلیسم ، درد ، افسردگی ویا ترکیبی از این ها استفاده می شده است (فایگنر و همکاران، 1973). 
دکتر والتر پولوس و گروهش در گوتینگن در آلمان، اخیرا باعث احیای مجدد این فناوری شدند، هم اکنون نیز تحقیقات فعالی بر روی tDCS انجام می شود و بیش از 100 مقاله در این زمینه در طی ده سال اخیر در مجلات تایید شده منتشر شده است. به روشنی معلوم شده است، tDCS بر مغز تأثیر می گذارد و می تواند قابلیت تحریک پذیری قشری را تقویت کرده و باعث بهبود حافظه در انسان های سالم شود. اینکه آیا از این تأثیرات می توان به صورت درمانی نیز استفاده هنوز معلوم نیست . 
tDCS درمغز چگونه کار می کند؟ 
اینکه دقیقا در مغز و در حین tDCS چه می گذرد نا مشخص مانده است. به هر حال، آزمایشات بر روی حیوانات ، انسان و حتی شواهد ثبت شده مستقیم از نورون های موارد آزمایش شده، یک توضیح کلی را پیش رو می گذارد. آند (منفی) مکانی است که الکترون ها وارد مغز می شوند. کاتد (مثبت) جایی است که الکتریسیته از مغز خارج می شود . بنابراین، یک بار منفی در زیر کاتد تحریک کننده، زمانی که الکترون ها برای داخل شدن به الکترود تحریک کننده تجمع می کنند، ایجاد می شود (مانند مسافرانی که منتظر سوار شدن به مترو هستند و در پشت در ازدحام کرده اند). 
یک کاتد کوچک تر می تواند بار کانونی تری را به ناحیه مورد نظر در مغز برساند واین زمانی است که بار بیشتری در درب خروجی تجمع کرده است. بنابراین، می توان اندازه ی ناحیه ای از مغز، که تحت تاثیر قرار می گیرد را، به وسیله تغییر اندازه الکترود کاتدی و یا با تغییر اندازه یا محل الکترود آندی، شکل داد یا کنترل کرد (نیچه و همکاران، 2007) . 
اثرات رفتاری آنچه در زیر کاتد تحریک کننده اتفاق می افتد، الزاما با آن روشنی که انتظار داریم نیست. در بیشتر مطالعات، ناحیه ای که زیر آند قرار گرفته است تحریک و ناحیه ای که زیر کاتد قرار دارد مهار می شود. برای مثال، تحریک نواحی مختلف قشر حرکتی، باعث ایجاد چنین اثرات رفتاری می شود. این روش به عنوان درمان سکته به کار گرفته می شود. 
به هر حال، مغز بسیار پیچیده است. مطالعاتی وجود دارد که نشان می دهد، نواحی مغزی زیر آند، از نظر رفتاری مهار می شوند. در یک مطالعه، محققان نهفتگی پاسخ فراخوان شده دیداری را آزمایش کردند: 10 دقیقه tDCS آندی، باعث کاهش دامنه پتانسیل تحریک شده بصری شد، در حالی که 10 دقیقه tDCS کاتدی کاتدی، باعث افزایش این دامنه برای چندین دقیقه در پی تحریک شد. (آکورنرو و همکاران، 2007). بنابر این در این مطالعه، مهار رفتاری زیر آند، و برانگیختگی یا تحریک، زیر کاتد داشتیم. به نظر می رسد که نواحی مختلف مغزی با مورفولوژی، لایه بندی و ساخت سلولی متفاوت، می توانند پاسخی متفاوت به تحریک جریان مستقیم از خود نشان دهند. 
سر انسان یک هادی ضعیف الکتریسیته است. به علاوه، حداقل 50 درصد جریان در بافت های پیرامونی از دست می رود. به همین خاطر است که می توان از الکتریسیته بسیار کمتری، در زمانی که از جمجمه میگذرد و به طول مستقیم نورون ها را لمس می کند، استفاده کرد (مانند DBS یا TMS که در آن ها میدان مغناطیسی از جمجمه عبور داده می شود). 
منطق علمی tDCS، عبور جریان الکتریکی از داخل مغز با استفاده از قرار دادن الکترودهای مثبت و منفی روی جمجمه است. بر این اساس می توان پیش بینی کرد که متغیرهای مهم برای دستیابی به اثرات دلخواه شامل موارد ذیل می شوند. 
1- شدت جریان: طبیعی است که هر چه میزان جریان الکتریکی بالاتر باشد اثرات بیشتری مورد انتظار خواهد بود. جریان از الکترود آنود (قطب منفی ) به الکترود کاتد (قطب مثبت) برقرار میگردد. 
2- شکل و اندازه الکترود: می توان گفت مهم تر از شدت جریان، چگالی جریان گذر کرده از مغز می باشد. چگالی یا تراکم جریان در واقع معرف میزان جریان عبوری از هر سانتی متر مربع است. در اکثر مطالعات، تراکم 0،029 تا 0،08 میلی آمپر در هر سانتی متر مربع مورد استفاده قرار می گیرد . بر این اساس شکل و اندازه الکترود، شاخصی تعیین کننده خواهد بود. در عموم مطالعات به چاپ رسیده از الکترودهای 25 الی 35 سانتی متر مربعی استفاده شده است. برای برقراری اتصال مناسب بین دو الکترود و جمجمه از خیس کردن الکترود با آب معمولی یا محلول NaCl (غلظت 15 الی 140 میلی مول) یا کرم های مخصوص استفاده می گردد. البته چند شرکت تولید کننده، الکترودهایی بدون نیاز به مواد اضافی جهت اتصال به جمجمه معرفی نموده اند. 
3- محل قرارگیری الکترود: با توجه به اندازه به کار رفته و اصول فنی tDCS نمی توان دقت مکانی زیادی از آن انتظار داشت. اما تاثیر گذاری منطقه ای، در حد قشر حرکتی راست یا چپ و یا قشر پره فرونتال راست یا چپ امکان پذیر است. پژوهش ها نشان می دهد الکترود آند منجر به افزایش و الکترود کاتد منجر به کاهش فعالیت نواحی سطحی قشر مخ می گردد. بر این اساس می توان گفت در به کار گیری tDCS در واقع یک ناحیه در قشر مخ تحریک و یک ناحیه مهار می گردد. 
4- طول برقراری جریان: بدیهی است که با افزایش طول دوره جریان و یا شدت جریان می توان انتظار اثرات بیشتری را در tDCS انتظار داشت. اما با توجه به گسترش دامنه نواحی تحت تاثیر در اثر افزایش شدت جریان و تحریک شدن نورون های لایه های زیرین و ایجاد اثرات غیر قابل کنترل و ارزیابی، ترجیح داده می شود برای افزایش اثر ، طول دوره آن افزایش یابد. 
در برقراری جریان با tDCS درحد چند ثانیه اثرات ایجاد شده بلافاصله بعد از قطع جریان از بین می روند. در کاربرد tDCS درحدود 10 دقیقه (عموم مطالعات از بازده حدود 9 الی 13 دقیقه استفاده می کنند) اثرات ایجاد شده تا حدود یک ساعت باقی می ماند. 
تغییر در تحریک پذیری قشر مخ با افزایش یا کاهش میزان پاسخ دهی ( تحریک پذیری ) با روش های مختلف تحریک الکتریکی 

نوع تحریک	اثر روی تحریک پذیری قشر حرکتی مخ
tDCSکاتدی	کاهش
tDCS آندی	افزایش
rTMS با فرکانس پایین (برابر یا کمتر از 1 هرتز)	کاهش
rTMS با فرکانس بالاتر (برابریا بیشتر از 5 هرتز)	افزایش
rTMS با پالس جفت شده با شدت کم	کاهش
rTMS با پالس جفت شده با شدت زیاد	افزایش
TBS متوالی	کاهش
TBS متناوب	افزایش
PAS با فرکانس پایین (برابر یا کمتر از 0.1 هرتز)	افزایش
PAS با فرکانس پایین (5 هرتز)	افزایش
TCES پالسی	شناخته نشده
ECS کاتدی	شناخته نشده
ECS آندی	شناخته نشده

ECS: epidural cortical stimulation; PAS: interventional paired associative stimulation; rTMS: repetitive transcranial magnetic stimulation; TBS: theta burst stimulation; TCES: transcutaneous cranial electric stimulation; tDCS: transcranial direct current stimulation.

نکات مراقبتی در هنگام استفاده از tDCS 
با توجه به استفاده از جریان بسیار خفیف و عدم تماس الکترودها با بافت مغز، مطالعات مختلف نشان داده اند که این روش کاملا غیر تهاجمی و بدون عوارض جدی است. تنها عارضه قابل توجهی که بعضی از مطالعات به آن اشاره کرده اند خارش محل الکترودها و قرمزی این محل پس از جلسات متعدد و طولانی در تعدادی از بیماران است که این قرمزی و خارش نه به علت آسیب بافتی بلکه عمدتا ناشی از گشادی عروق محل گذر جریان است. 
عبور جریان از نواحی کنترل کننده ضربان قلب و یا تنفس در ساقه مغز می تواند از لحاظ تئوریک خطر ساز باشد. در یک مطالعه که الکترود مرجع در پاهای بیمار و الکترودهای دیگر در قشر پره فرونتال قرار گرفته بود. در یک بیمار گزارش حالت تهوع و مشکلات تنفسی ذکر شده است که بعد از قطع جریان، این مشکل نیز برطرف شده و نیاز به بستری در بیمارستان ایجاد نشده است. 
اگرچه جریان استفاده شده در tDCS نمی تواند در فرد سالم منشاء ایجاد یا افزایش احتمال حمله تشنج گردد، اما ممکن است شرایط در بیماران مبتلا به صرع متفاوت باشد. بر این اساس استفاده از این روش در این افراد توصیه نمی شود. همچنین بیماران دچار وضعیت های غیر پایدار و یا دارای اجسام فلزی نزدیک محل الکترود نیز کاندید استفاده از این روش نمی باشند. فرم رضایت نامه با ذکر احتمال سردرد، سرگیجه (vertigo)، منگی (dizziness) و حالت تهوع (nausea) باید از بیمار گرفته شود. با وجود عدم گزارش عوارض در مطالعات انجام شده، بهتر است به ویژه در محیط های بالینی و در مورد پروتکل های طولانی مدت، دقت بیشتری، با بهره گیری از معاینات و چک لیست های بالینی در مورد بیماران صورت پذیرد. عوارض جانبی tDCS به جایگذاری الکترودها (کاتدی یا آندی بودن)، به شدت تحریک و به طول زمانی که بیمار تحت درمان است باز می گردد. در متون قدیمی تر راجع به درمان های پیش پیشانی، گزارش شده است که سوختگی پوست می تواند رخ دهد، همچنین بعضی بیماران احساس غیر مطلوب داشته یا حتی سرگیجه گرفته اند. درمان های امروزی، در بدترین حالت ممکن خود، کم ترین مشکل را ایجاد می کنند. گروه پائولوس، نتایج 576 بیمار و مواردی که در مطالعاتی چالش برانگیز، بر روی قشر حرکتی، آهیانه ای و یا پس سری، tDCS دریافت کرده بودند را گزارش دادند (پورایز و همکاران، 2007). به طور قابل توجهی، هیچ بیماری نمی خواست که تحریک متوقف شود. حدود 70 درصد موارد بعد از درمان احساس خستگی داشتند و یک سوم نیز در زیر الکترودها احساس خارش می کردند. در موارد کمتر، سر درد (11%)، تهوع (3%) و بی خوابی (1%) نیز گزارش شد. 
مطالعات بالینی. پژوهش های اولیه نشان می دهد که tDCS می تواند برخی کارکردهای مغزی مستقل از خلق را تقویت کند; با این حال، فناوری tDCS و کاربرد آن در روان پزشکی در مراحل اولیه بررسی قرار دارند. پژوهش های موجود بر اثر بخشی بالقوه آن در تسهیل بهبودی سکته و اشکال خاصی از دمانس تمرکز دارند. در یک کارآزمایی اخیر منتشر نشده دوسویه کور تصادفی کنترل شده با sham ( شم مشابه دارو نما در مداخلات درمانی نظیر ECT است که طی آن بیمار به یک دستگاه خاموش وصل می شود ) که در چند مجله از سوی فیلیپ فرگنی و همکارانش به آن اشاره شده، tDCS درافسردگی به کار رفته است و نتایج این مطالعه حاکی از اثر معنا دار ضّد افسردگی پس از قطبی سازی آندی در ناحیه قشر پیش پیشانی پشتی – جانبی (DLPFC) است. پائولو سرجیو باجو و همکارانش در یک کارآزمایی بالینی تصادفی شده و دسویه کور، شامل 40 بیمار مبتلا به افسردگی اساسی، به مقایسه سه گروه پرداختند. بالاترین کاهش علایم طبق اندازه گیری مقیاس افسردگی همیلتون (HDRS) در گروهی مشاهده شد که در ناحیه DLPFC تحریک آندی دریافت می کردند. این گروه حدود 40 درصد کاهش علامت داشتند، در حالی که گروهی که در آنها الکترود ناحیه پس سری نصب شده بود، 21 درصد کاهش نشان دادند و گروه کنترل، 10 درصد کاهش داشتند. پنج مورد بهبودی کامل در گروه DLPFC مشاهده شد و در دو گروه دیگر هیچ بهبودی کاملی مشاهده نشد. اثر ضّد افسردگی به مدت یک ماه پس از اتمام آخرین درمان در گروه DLPFC باقی مانده بود. این یافته ها باید توسط مراکز دیگر تکرار و تأیید شوند. 
جایگاه فعلی در الگوریتم های درمانی. tDCS به عنوان یک درمان روان پزشکی مورد تأئید FDA قرار نگرفته است. از این رو، یک فن پژوهشی آزمایشی است که کار زیادی لازم است تا اثر بخشی آن تأئید شود. اگر این امر حاصل شود و این ابزار توسط مقامات مسئول مورد تأئید قرار گیرد، tDCS می تواند گزینه ای ارزان قیمت و نسبتأ ایمن درمان و جایگزینی برای داروها باشد و اولویت بالاتری نسبت به روش های تحریک تهاجمی تر مانند ECT یا VNS داشته باشد. 
جهت گیری های آینده. اکثر ابزارهای کنونی tDCS ازالکترودهای بزرگ آغشته به محلول آب نمک استفاده می کنند. به احتمال زیاد در آینده، شکل الکترود و مواد تماسی جهت بهینه کردن اثرات بالینی مورد نظر و افزایش سهولت کاربرد آنها مورد بررسی قرار خواهد داد. با این حال، سوالات اساسی دررابطه با اثر بخشی، پیامدها، و روابط دوز- واکنش، و نیز پیش بینی کننده های واکنش در درجه اول اولویت بررسی قرار دارند. 
tDCS در مقایسه با ECT 
در tDCS جریان های کوچک برای بیش از 20 تا 30 دقیقه به کار گرفته می شوند. این جریان ها ثابتند ومغز فرصت دارد که خود را با این جریان ملایم تطبیق دهد. به عکس، در شوک درمانی (ECT) یک جریان کوتاه، قدرتمند و دوسویه که به طور مرسوم، شکل موجی دارد و آنرا شبیه به جریان متناوب می سازد، استفاده می شود. مغز نمی تواند خود را با تحریک در ECT تطبیق دهد و حمله تشنجی ایجاد می شود. کل مقدار الکتریسیته ای که در هر جلسه از ECT استفاده می شود در مقایسه با یک جلسه tDCS آنچنان هم متفاوت نیست. مشخص است که مغز، بسته به نوع تحریک به کار گرفته شده و همچنین دامنه های زمانی بسیار متفاوت در هر نوع از کاربرد تحریک به صورتی متفاوت واکنش نشان می دهد. 
موارد کاربرد tDCSدر درمان افسردگی (معادل یک دوره 6 هفته ای مصرف فلوکستین)، میگرن ، درد ناشی از صدمات تروماتیک نخاع و فیبرومیالژیا، سکته های مغزی، آفازی، ولع مصرف (مواد، الکل، سیگار و غذا)، پارکینسون، وزوزگوش و آلزایمر، با موفقیت به کار رفته است. همچنین شواهد بسیاری اثربخشی tDCS را بر بهبود توانمندی های شناختی مانند حافظه، یادگیری، توجه، برنامه ریزی و . . . تأیید میکنند.

با ایـن کـلاه فعالیـت مغـزتان را بیشتر کنید!

با ایـن کـلاه فعالیـت مغـزتان را بیشتر کنید!

ارسال کننده :	مدیر سایت
نویسنده / نویسندگان :	پانته‌آ مینویی
مترجم :
کلید واژه :	کلاه ـ مغز ـ تصویر ـ نورواسکای ـ امواج مغزی ـ آلفا ـ ساطع ـ متخصصان
چکیده :	آیا در مغز خود احساس فشار می‌کنید؟ فکرش را بکنید بتوانید با استفاده از یک هدفون عملکرد ذهنی خود را افزایش دهید؟ کریستین جرت ابزارهایی را که گفته می‌شود می‌توانند این کار را انجام دهند، مورد بررسی قرار می‌دهد...
منابع :

تصور کنید در حال خرید در یکی از خیابان‌های اصلی هستید، بعد از اینکه از عینک فروشی و داروخانه رد می‌شوید، به فروشگاه تحریک مغز، با وسایلی مانند هدبند و کلاه می‌رسید. این محصولات به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا عملکرد ذهنی شما را افزایش داده یا خلق و خویتان را با دستکاری فعالیت مغز تغییر دهند. این کار به نظر بعید می‌رسد، اینطور نیست؟ در حقیقت چنین فناوری در حال حاضر وجود دارد و برای خرید در دسترس است، اما آیا واقعا چنین چیزی امکان دارد؟ آیا بی‌خطر است؟
یک شرکت آنلاین به نام Foc.us دستگاه تحریک مغز در رنگ‌های قرمز و مشکی با قیمت 179 پوند عرضه کرده است که به نظر می‌رسد می‌تواند عملکرد مغز را افزایش داده و باعث تحریک سریع‌تر سیناپس‌ها شود. 
در مرحله آزمایشی هدبندی به نام Halo وجود داشت، شرکت سرمایه‌گذار هالو واقع در سان فرانسیسکو مدعی است این دستگاه می‌تواند عملکرد شناختی مغز را از طریق نورومدولاسیون عصبی (یعنی تعدیل و مداخله در سیستم‌های مغزی) افزایش دهد. ضمنا برنامه Boost از دستگاه نورواسکای قابل استفاده بر روی هدست متحرک مایندویو (موجود در سایت آمازون) است، تا فرکانس نوسانات الکتریکی در مغز را فزایش دهد، این برنامه هم‌چنین حافظه کوتاه مدت، تمرکز و هوشیاری را تقویت می‌کند.

این دستگاه‌ها چگونه کار می‌کنند؟
دستگاه‌های شرکت Foc.us و Halo از تحریک الکتریکی ضعیف برای افزایش یا کاهش فعالیت عصبی در مغز، نزدیک جایی که الکترودها روی سر متصل شده است، استفاده می‌کنند. این کار تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال (tDCS)1 نامیده می‌شود. 
ادعاهای شرکت‌های فروشنده این دستگاه‌ها کمی‌ مبهم است. این شرکت‌ها به افزایش انعطاف‌پذیری مغز و بالا بردن عملکرد ذهنی اشاره می‌کنند. شاید این ادعا‌ها سوء‌استفاده از علم عصب‌شناسی برای افزایش فروش تلقی شود، اما نتایج بررسی‌های دقیق نشان می‌دهد تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال با بهبود عملکرد ذهنی در افراد سالم مرتبط است، و ماهیت دقیق آن با توجه به جایی که تحریک اعمال می‌شود متغیر است.
محققان معتقدند تحریک مغز با تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال می‌تواند موجب تقویت حافظه، یادگیری زبان، حل مشکلات، پردازش فضایی ـ بصری (مانند توانایی تشخیص نشانه‌ها روی صفحه نمایش رایانه) و حتی برخی از توانایی‌های اجتماعی شود. با این حال منتقدان می‌گویند برخی از این تحقیقات برای مشاهده اثرات دارونما به صورت کنترل شده انجام گرفته است.
هدست و برنامه نورواسکای بر پایه فناوری‌های متفاوتی ساخته شده‌اند. چنین دستگاه‌هایی امواج فعالیت‌های الکتریکی که از مغز ساطع می‌شود را ذخیره می‌کنند. سپس این اطلاعات را همراه با صداها و تصاویر خاصی به مغز باز می‌گردانند. هدف از این کار این است که پس از آن می‌توانید فرکانس امواج مغزی را کنترل کنید و خصوصا میزان امواجی که در محدوده به اصطلاح آلفا تولید می‌کنید را افزایش دهید. (8 تا 10 هرتز).
نورواسکای ادعا می‌کند افزایش امواج مغزی آلفا با مجموعه‌ای از فواید شناختی به ویژه تقویت حافظه کوتاه مدت همراه است. شواهد این موضوع بسیار بحث‌برانگیز است. بسیاری از تحقیقاتی که کاملا تصادفی و با استفاده از دارونما انجام شده است، در اثبات فواید افزایش امواج آلفا نا‌موفق بوده است. منتقدان می‌گویند استفاده از چنین دستگاه‌هایی مانند تمدد اعصاب به کمک فناوری است.
با توجه به بازخورد دستگاه نورواسکای تنها چیزهایی که در معرض خطر هستند احتمالا کیف پول و برنامه‌ریزی‌های شما است. جالب اینجا است که کار ساده‌ای مانند بستن چشم‌ها موجب افزایش امواج مغزی در محدوده آلفا می‌شود، بنابراین کار خطرناکی نیست.
وضعیت برای تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال و دستگاه‌هایی مانند هدستِ Foc.us پیچیده‌تر است. با وجود اینکه هیچ مورد ثبت شده‌ای از عوارض جانبی جدی در بیش از 100 مطالعه گزارش نشده است، اما متخصصان در رابطه با خطرات احتمالی استفاده از این فناوری هشدارهایی داده‌اند. یکی از این موارد این است که میزان مناسب الکتریسیته برای هر فردی متفاوت است. وقتی از دستگاهی در خانه استفاده می‌کنید، هیچ راهی وجود ندارد که بدانید چه مقدار برق لازم است. حتی حجم موی سر در تعیین مقدار الکتریسیته تاثیرگذار است. نکته دیگر این است که تاثیرات بلند مدت این دستگاه مشخص نیست. علاوه بر خطر بروز سردرد و سوختگی پوست سر، دست کم در دو مطالعه مشخص شده است با افزایش قدرت ذهنی و هوشیاری در یک زمینه، عملکرد ذهنی در زمینه دیگری صدمه می‌بیند.
بر اساس این احتمالات متخصصان بیشتر احتیاط می‌کنند. دکتر نیک دیویس عصب‌شناس در دانشگاه سوانسی، مقاله‌ای منتشر کرده که در آن گفته، تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال نباید به عنوان یک فناوری غیرتهاجمی ‌در نظر گرفته شود. دکتر دیویس و همکارانش در این مقاله می‌نویسند، "هر روشی که به‌طور مستقیم روی بافت مغز تاثیرگذار باشد تا چنان اثر قوی، شدید و طولانی مدتی ایجاد کند باید مانند روش جراحی تلقی شود."
دیگر متخصصان خطرات تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال را به خطرات احتمالی ناشی از مصرف داروها تشبیه کرده‌اند. پروفسور ماروم بیکسن از دانشگاه شهری نیویورک می‌گوید تاثیر تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال می‌تواند به‌اندازه تداخل ناشی از ترکیبات شیمیایی داروها خطرناک باشد. 
دیگر نگرانی‌هایی که وجود دارد بیشتر مربوط به مسائل اخلاقی است. آیا با استفاده از دستگاه تحریک مغز برای تغییر و اصلاح مهارت‌های اجتماعی، هویت و شخصیت خود را تغییر می‌دهید؟ اگر بتوانیم از این ابزارها برای اصلاح اخلاق و رفتار با میل و اراده خود استفاده کنیم، آیا انگیزه‌مان برای مبارزه با بی‌عدالتی را از دست می‌دهیم؟
در نهایت برخی مسئله تحریک ناخواسته مغز را مطرح کرده‌اند. تصمیم‌گیری برای تقویت عملکرد مغز مسئله‌ای جدا است، اما چه اتفاقی می‌افتد اگر به تدریج این مداخله در عملکرد مغز باعث سوء‌استفاده از مجرمان شده تا رفتارهای غیر‌اخلاقی آنها را اصلاح کنند؟ یا به اجبار برای دانش‌آموزانی که در مدرسه مشکل دارند مورد استفاده قرار گیرد؟

دیگر فناوری‌ها
وقتی صحبت از کلاه‌های فکر واقعی می‌شود، تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال و نوروفیدبک2 بر پایه امواج آلفا، تنها روش‌های موجود نیستند. یکی دیگر از فناوری‌های نویدبخش، تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال (TMS)3 است، که در آن از یک میدان مغناطیسی برای تغییر عملکرد عصبی استفاده می‌شود. اگرچه تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال گران‌تر و حمل‌و‌نقل آن مشکل‌تر است، اما این روش هم مانند تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال اثرات مثبتی دارد، خصوصا به عنوان یک درمان بالقوه برای افسردگی و دردهای مزمن. حتی نتایج یک تحقیق نشان می‌دهد تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال می‌تواند نبوغ خارق‌العاده و استعدادهای نهفته در هر فردی را آشکار سازد، مانند توانایی شمارش تعداد زیادی شیء در یک لحظه.
گروه مشاوره سلامت انگلستان، نایس، می‌گوید در حال حاضر باید از تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال فقط برای انجام تحقیق در زمینه افسردگی و نه به عنوان ابزار بالینی استفاده کرد. موسسه نایس در رابطه با کنترل درد‌ها می‌گوید، تاثیر این روش نسبتا کم است و تحقیقات بیشتری در این زمینه لازم است. اما این مسئله مانع عرضه یک دستگاه دستی تجاری به بازار نشده است.
سیستم SpringTMS توسط شرکت کالیفرنیایی eNeura ساخته شده، و به عنوان تنها درمان غیردارویی شناخته شده است که به صورت بالینی ثابت شده برای کاهش یا جلوگیری از میگرن به محض بروز اولین نشانه‌های درد موثر است. در وب‌سایت این شرکت نوشته شده که در ایالات متحده این دستگاه تنها برای اهداف تحقیقاتی مجوز دارد.
یک کلاه فکر دیگر نیز وجود دارد که ارزش عنوان کردن را دارد. اگرچه این دستگاه در بسیاری موارد مورد تمسخر قرار گرفته است، اما مایکل پرسینگر عصب‌شناسی که آن را ساخته است می‌گوید، دستگاه او به نام God Helmet می‌تواند به مصرف‌کنندگان آن برای متحد شدن با خدا کمک کند. این دستگاه همانند تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال میدان‌های مغناطیسی را به درون مغز منتقل می‌کند، اما بسیار ضعیف‌تر از تحریک مغناطیسی ترانس کرانیال است و نوع آن نیز متفاوت است. در واقع روان‌شناسی به نام کریگ این ـ استاکدیل می‌گوید آهن‌ربای روی در یخچال پنج هزار بار قوی‌تر از God Helmet است. تعجبی ندارد که یافته‌های یک تحقیق توسط محققان سوئدی نشان می‌دهد دستگاهی مشابه اختراع پرسینگر نمی‌تواند به مصرف‌کنندگان آن در افزایش تجارب مذهبی کمک کند. در پاسخ به این اظهارات پرسینگر می‌گوید معلوم است دستگاه سوئدی به خوبی کار نمی‌کند.

با احتیاط پیش بروید
اگرچه نسخه تجاری دستگاه‌های تحریک مغز کمی ‌زودتر از انتظار وارد بازار شده است، اما گسترده‌تر شدن استفاده از این دستگاه‌ها در سال‌های آینده مسئله‌ای اجتناب‌ناپذیر است. با نگاهی به آینده می‌توان حدس زد که این دستگاه‌ها هم کاربرد بالینی خواهند داشت و هم به عنوان محصولاتی برای ارتقا سبک زندگی و عملکرد مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
در زمینه بالینی محققان مشغول انجام آزمایش‌های کنترل شده و کامل‌تری هستند تا مشخص شود کدام یک از کاربردهای این دستگاه‌ها واقعا موثر است و چطور می‌توان این فناوری را به بهترین شکل با خیال راحت مورد استفاده قرار داد. اگرچه وقتی صحبت از تحریک مغز در ورزش و تحصیل، در خانه و محل کار می‌شود، چشم‌انداز آن غیر‌قابل پیش‌بینی‌تر است. بدون شک جنجال‌های تجاری بیشتری در مورد مزایای استفاده از این فناوری وجود خواهد داشت و نظارت بر چگونگی انتخاب افراد برای استفاده از آن مشکل خواهد بود. 
فرقی نمی‌کند این دستگاه‌ها به عنوان ابزاری بالینی استفاده شوند یا برای افزایش رفتار‌های سالم مورد استفاده قرار گیرند، در هر صورت نباید فراموش کرد که بعید است تاثیر دستگاه‌های تحریک مغزی که امروزه یا در آینده وجود دارند سریع باشد. بهتر است پیشرفتی که در نتیجه ساخت این‌گونه دستگاه‌ها حاصل می‌شود را در نظر گرفت و برای تلاش‌هایمان چه در زمینه تمرین‌های ورزشی، چه در زمینه پیدا کردن درمان بیماری‌ها انگیزه پیدا کنیم.

پی‌نوشت: 
1- tDCS: transcranial Direct Current Stimulation
ترانس کرانیال به معنای درون جمجمه‌ای یا از درون مغز است 
2ـ نوروفیدبک یا بازخورد عصبی آموزش مستقیم مغز است. با استفاده از نوروفیدبک می‌توان از چگونگی عملکرد مغز آگاهی پیدا کرد و سپس عملکرد مغز را تنظیم کرد.
3-TMS: Transcranial Magnetic Stimulation

دستگاه تحریک مغز دست‌ساز
برخی از علاقه‌مندان به چگونگی عملکرد مغز دست به کار شده و خودشان دستگاه‌های تحریک مغز می‌سازند. اما آیا این دستگاه‌ها بی‌خطر هستند؟
ساخت یک دستگاه تحریک جریان مستقیم ترانس کرانیال کار چندان پیچیده‌ای نیست، و ویدیو‌های زیادی در اینترنت وجود دارد که نحوه ساخت آن را نشان می‌دهد. جالب اینجا است که انجمنی از علاقه‌مندان به دستگاه‌های تحریک مغز دست‌ساز تشکیل شده است.‌
برای مثال یک وب‌سایت آنلاین با بیش از 6600 عضو وجود دارد که نکات و مقالات مختلف در رابطه با فناوری را با یکدیگر به اشتراک می‌گذارند. یکی از این مقالات در مورد foc.us ابراز نگرانی کرده و می‌گوید، این هدست‌ها برای مدتی مورد استفاده قرار نمی‌گرفت.
 یکی از دلایلی که این دستگاه‌ها علاقه‌مندان زیادی دارد این است که خبرهای رسانه‌ها در مورد آن غرض ورزانه است. بعد از تجزیه و تحلیل پوشش خبری ترانس کرانیال از سال 2006، گروهی از عصب‌شناسان کانادایی دریافتند در بیشتر خبر‌ها بدون در نظر گرفتن زیان‌های تحریک مغز روی تاثیرات مثبت آن تمرکز شده است. این گروه انتشار گزارش‌های صحیح در مورد دستگاه‌های تحریک مغز را ضروری می‌دانند. در حقیقت متخصصان هشدار می‌دهند تحقیقاتی که در زمینه تحریک مغز انجام شده کامل نیست و اثرات استفاده از آن در دراز مدت هنوز مشخص نیست. 

درمان امیدبخش میگرن با شوک الکتریکی

:::: درمان امیدبخش میگرن با شوک الکتریکی ::::..

دانشمندان دانشگاه میشیگان در دستاورد جدیدی که می‌تواند برای مبتلایان به میگرن حاد امید بخش باشد، قصد دارند قوی‌ترین مسکن درد را با اعمال یک جریان الکتریکی از درون مغز آزاد کنند. این شیوه موسوم به «تحریک عمقی مغز» یا تحریک مستقیم جریان ترانس کرانیال(tDCS) می‌تواند تا 37 درصد سردرد را کاهش دهد.این شیوه سرعتی را که نورونهای مغز فعال می‌شوند، تغییر داده که در نهایت منجر به التیام درد می‌شود. مسکنهای آزاد شده توسط مغز، مواد شبه افیونی درون زا هستند که بسیار شبیه مواد مخدر مانند مورفین عمل می‌کنند. محققان دریافتند که فقط با اعمال یک جریان کوچک به اندازه دو میلی آمپر در قشر حرکتی مغز می‌توان این تاثیر را ایجاد کرد. با تقویت آزادسازی مسکنهای طبیعی، امید است که مبتلایان به میگرن حاد بتوانند از داروهای شیمیایی کمتر استفاده کرده و در نتیجه عواقب جانبی و احتمال اعتیاد کاهش پیدا کند. 
پژوهشهای دیگر نیز نشان داده بود که تحریک این بخش از مغز می‌تواند در کاهش درد موثر باشد اما این پژوهش برای اولین بار یک شاهد شناخته شده را ارائه کرده که بر اساس آن تحریک مستقیم جریان ترانس کرانیال قشر حرکتی مغز می‌تواند در موردهای میگرن حاد و پیچیده که حملات مکرر بوده و در برابر درمانهای رایج مقاومت می‌کند، مانند یک درمان پیشگیرانه مداوم عمل کند.
اگرچه نتایج این پژوهش امیدبخش بوده، اما به گفته محققان تا زمان ورود آن به مرحله کارآزمایی راه زیادی مانده است. این پژوهش که با همکاری دانشگاه هاروارد و دانشگاه نیویورک انجام شده، همچنین جریان الکتریکی را از میان مغز پیگیری کرده تا چگونگی تاثیر این درمان را بر بخشهای مختلف بررسی کند. این امر با استفاده از یک مدل محاسباتی وضوح بالا محقق شد. محققان پیش‌بینی کرده بودند که جریان الکتریکی به مناطقی خواهد رقت که با الکترودهای موجد در سر فرد هدایت شده‌اند، اما این جریان همچنین در مناطق حیاتی‌تر و عمقی‌تر مغز که با چگونگی دریافت درد مرتبط است، جریان پیدا کرد. این پژوهش در مجله Headache منتشر شده است.

هدفون هایی که با استفاده از شوک الکتریکی، عملکرد گیمرها را بهبود می بخشند

هدفون هایی که با استفاده از شوک الکتریکی، عملکرد گیمرها را بهبود می بخشند

نوشته مریم موسوی

۷ تیر ۱۳۹۴ ۱۵:۰۰

امروز شرکتی به نام Foc.us که در لندن استقرار دارد، هدفون تازه صد دلاری اش را معرفی کرد که در جریان فرایندی به نام تحریک مستقیم الکتریکی مغز (transcranial direct current stimulation) که به اختصار از آن تحت عنوان tDCS یاد می گردد، کورتکس جلویی مغز را هدف شوک های الکتریکی قرار می دهد.

در این روش، از جریان های خفیف الکتریسیته (بین ۰٫۱ میلی آمپر تا ۲٫۰ میلی آمپر) برای تحریک نواحی مشخصی از مغز استفاده می شود که به تعبیر مایکل آکسلی یکی از موسسان Foc.us برای انجام کارکردهای مهم تری نظیر تشخیص تصویر مورد استفاده قرار می گیرند.

در ادامه این مطلب با دیجیاتو همراه باشید.

چون در زمان کار با بازی های رایانه ای مهارت هایی نظیر یادآوری و تشخیص تصاویر اهمیت بالایی پیدا می کنند، هدفون Moovs هم با هدف بهبود این مهارت ها ساخته شده است و با توجه به تورنومترهای مختلفی که این روزها با جوایز بعضا ۱۰ میلیون دلاری برای گیمرها برگزار می شوند، چندان هم دور از ذهن نخواهد بود اگر افرادی حاضر به پرداخت صد دلار برای تهیه این هدست ها شوند تا به هر نحو که شده عملکرد خود را بهبود ببخشند.

در سال های اخیر، مطالعات متعددی در مورد مزایای tDCS روی مغز انسان انجام گرفته است که از آن جمله می توان به نقش این روش در بهبود حافظه، حل مساله و عملکرد بهتر در ریاضیات اشاره نمود.

با این همه، تکنیک مورد بحث جنجال های خبری متعددی را به دنبال داشته است. برای نمونه، علیرغم آنکه tDCS زمان مورد نیاز برای آموزش خلبانان نیروی هوایی ایالات متحده آمریکا را به نیم تقلیل داده، برخی مطالعات دیگر حکایت از بی فایده بودن آن دارند.

براساس پژوهشی که اخیرا در دانشگاه کارولینای شمالی انجام گرفت، کاربرد این تکنیک می تواند به بهره هوشی افراد آسیب برساند.

در حال حاضر دستگاه های متعددی در بازار موجودند که از این روش برای تحریک مغز کاربران بهره می گیرند اما Foc.us مدعی شده تنها شرکتی است که موفق به تولید یک محصول مصرفی مورد تایید FCC برای گیمرها شده.

آکسلی پیشتر اظهار داشته بود که دستگاهای بهره مند از این تکنیک که توسط این شرکت تولید شده اند، ثابت کرده اند که می توانند توانایی کاربران در بازی های مبتنی بر حافظه را بهبود ببخشد.

آکسلی می گوید، در صورتی که کاربر الکترودهای دستگاه را در محل مناسبی قرار دهد، با اولین استفاده، به مزایای آن پی خواهد برد.

او ادعا می کند که تاکنون ده ها هزار نفر از مردم بدون وجود هیچ مشکلی از iDCS روی محصولات Foc.us بهره گرفته اند. وی در توضیحات خود یادآور می شود که استفاده از این هدست نباید بیشتر از ۴۰ دقیقه با جریان ۲ میلی آمپر آن هم به صورت یک روز در میان ادامه پیدا کند.

علاوه بر این، گروه های مشخصی از افراد هم باید از کاربرد Moovs و دیگر دستگاه های بهره مند از این تکنیک خودداری نمایند و به خصوص افرادی که از بیماری های شدید قلبی، افسردگی و بیماری های مغزی رنج می برند نباید از این هدفون ها استفاده کنند.

طبق اعلام شرکت سازنده، تا پایان همین ماه یک آپدیت نرم افزاری برای این هدفون ارائه می گردد که در صورت طولانی شدن زمان استفاده، به کاربر یادآوری می کند که هدفون هایش را کنار بگذارد.

دستگاه TDCS

امروزه بیش از پیش بر لزوم استفاده از تکنولوژی های تحریک مغزی در درمان بیماری­ های مختلف مغزی و روانپزشکی و پژوهش های علوم اعصاب تاکید می­ شود و تحقیقات گسترده­ ای با استفاده از این امکانات صورت گرفته است.
در میان سایر انواع روش­ های تحریک مغزی، تحریک الکتریکی مغز با دستگاه tDCS از اهمیت خاصی برخوردار است. از امتیازات استفاده از این تکنیک، حجم کوچک و قابل حمل دستگاه، عدم نیاز به تنظیمات کامپیوتری پیچیده، عدم نیاز به آماده سازی مراجع ساعتها پیش از شروع به تحریک و ... می باشد؛ که در کشور ما نیز روز به روز بر تعداد تحقیقاتی که با استفاده از این دستگاه طراحی و اجرا می گردد، افزوده می شود.
کارگاه تحریک الکتریکی مغزی tDCS در دو روز در دو بخش تئوری و عملی اجرا می­ گردد. در بخش تئوری، اصول تحریک مغزی، خصوصیات دستگاه tDCS، الکترود و چگونگی اجرای جلسه، آماده­ سازی مراجع و پروتکل­ های درمانی پیشنهادی برای بیماری های مختلف ارائه می­ گردد و در بخش عملی، شرکت کنندگان به طور عملی نحوه کار با دستگاه را فرا خواهند گرفت.

---

 

 

کنترل ولع حاصل از اعتیاد به مواد مخدر یا اعتیاد های رفتاری با دستگاه تحریک مستقیم فرا جمجمه ای TDCS

نگارش : بهرام سروری – کارشناس ارشد روانشناسی بالینی

استفاده از جریان الکتریکی در مقادیر کم و شدت خفیف برای تأثیر گذاری بر عملکرد مغز و ایجاد تغییرات در آن از دهها سال قبل مورد توجه جدی دانشمندان بوده و همین امر منجر به اجرای پژو هشهای متعدد در این حوزه در سالهای متمادی گردیده است .

تاریخچه استفاده از جریان الکتریکی و تحریک مغز به روم و یونان باستان باز می گردد که پزشکان آن دوره از نوعی ماهی که دارای قدرت شوک دهندگی و اشعه الکتریکی بوده برای درمان سردرد و سایر اختلالات استفاده می کرده اند . در این روش ماهی را روی پیشانی بیمار می گذاشتند یا از بیمار می خواستند که روی ماهی های زنده قرار گرفته یا دراز بکشد . و حتی در طب ایرانی حکیم ابن سینا در درمان یک سری از بیماری های ناحیه سر از نوعی ماهی به نام رعاده استفاده می کرده که دارای الکتریسیته بوده است . اما بیشترین پژوهش ها در این زمینه به قرون 18 به بعد بویژه یک صد سال اخیر باز می گردد .

 

 

 

 

 

 

 

 

دستگاه تحریک مستقیم فراجمجمه ای (TDCS=Transcranial Direct Current Stimulation) یک روش درمانی غیر تهاجمی (non invasive) و بی خطر بوده و در آن از تحریک مغز با استفاده از الکترود هایی که بر روی سر بیمار گذاشته می شود استفاده می گردد. یک جریان بسیار ضعیف الکتریکی پیوسته و مستقیم به سوی سلولهای هدف ارسال می شود. با این کار انعطاف پذیری نورون های مغز تحریک می شود .

مکانیسم اثر دستگاه تحریک مستقیم فرا جمجمه ای یا TDCS از چند طریق توجیه می شود . اول از طریق تأثیر بر کانال های یونی و ورود و خروج یون ها به داخل و خارج سلول های قشر مغز . دوم تأثیر بر نوروترانسمیتر های مختلف از قبیل گلوتامات که خاصیت تحریک کنندگی وGABA که خاصیت مهاری دارد . سوم تأثیر بر RCBF (Regional Cerebral Blood Flow) که میزان جریان خون موضعی مغز و غلظت اکسی هموگلوبین مناطق هدف را می توان مورد تأثیر قرار داد . تا کنون اثربخشی این روش درمانی در یکسری از بیماری های نورولوژیکی و رفتاری مورد ارزیابی پژوهشی و تأیید قرار گرفته است .

از جمله اختلالاتی که دستگاه تحریک مستقیم فراجمجمه ای TDCS)) در بهبودی آنها موثر است می توان به موارد زیر اشاره کرد :

اختلالات حسی – اختلالات حافظه – اختلالات تکلمی – سردرد های مختلف ( میگرن و .....) – ناتوانی حرکتی ناشی از سکته مغزی – آلزایمر – اختلالات روانپزشکی ( افسردگی- اسکیزوفرنی و ....) – ولع مصرف غذا – ولع مصرف مواد مخدر و محرک و ......

البته مسلم است که رسیدن به نتیجه دلخواه درمانی در هر یک از موارد فوق بسته به شدت اختلال ، تداوم و تکمیل درمان عوامل پاتوفیزیولوژیک اختلال ، متفاوت بوده و همچنین استفاده از دستگاه تحریک مستقیم فراجمجمه ای (TDCS) باید با یک ارزیابی دقیق تجویز شده و با اعمال روش صحیح درمانی صورت پذیرد . واضح است که در اختلالات مختلف شدت جریان الکتریکی ، شکل و اندازه الکترود ها ، محل قرارگیری الکترودهای آندی و کاتدی ، تعداد جلسات ، مدت زمان برقراری جریان  و ...... متفاوت می باشد .

همچنان که یادآور شدیم یکی از موارد استفاده از این روش و دستگاه ، کمک به بهبودی بیماران مراکز درمان سوء مصرف مواد است که از ولع مصرف مواد رنج می برند و نمی توانند بر این ولع غلبه نمایند . مرکز ملی مطالعات اعتیاد (Incas) در سالهای اخیر پژوهشهای متعددی را در موضوع اثر بخشی دستگاه تحریک مستقیم فراجمجمه ای (TDCS) بر کنترل ولع مصرف مواد در بیماران معتاد انجام داده و افق های روشنی را در حل این مشکل پیش روی درمانگران اعتیاد گشوده است . البته مسلم است که با همه توانمندی که TDCS دارد اما در بیماران سوء مصرف مواد بهترین روش « متد ترکیبی» است . به زبان دیگر نمی توان بیماری در حال دریافت درمان TDCS در طول هفته باشد و از شروع کننده ها و نحوه برخورد با آنها اطلاع نداشته و آموزش ندیده باشد . یعنی ضمن استفاده از آموزش ها و شیوه های متداول و موثر درمان اعتیاد ، از TDCS باید کمک گرفت . چرا که پژوهش ها نشان داده TDCS ابزاری قدرتمند در افزایش توانمندی پردازش مغزی است و همین ویژگی باعث می شود تا زمینه اثر بخشی سایرآموزشها و درمان های همزمان بیشتر شود .

در رابطه با عوارض جانبی احتمالی باید گفت که دستگاه تحریک مستقیم فراجمجمه ای (TDCS) جزو روش های درمانی ایمن محسوب شده و دارای کمترین عوارض جانبی است بطوریکه تا کنون هیچ عارضه جانبی جدی گزارش نشده است . عوارض جانبی خفیف که به ندرت گزارش شده شامل سوزش خیلی خفیف در ناحیه الکترودها ، خستگی و بیخوابی بوده که آن موارد هم پس از 72 ساعت برطرف شده اند . اما چنانکه گفته شد اکثریت بیماران هیچگونه عارضه ای را ذکر نکرده اند .

البته رعایت توصیه های ایمنی که در کلینیک به بیماران گفته می شود مسلماً از احتمال بروز هر مشکلی خواهد کاست . از قبیل خارج کردن اشیاء فلزی ناحیه سر و گردن ، همراه نداشتن تلفن همراه ، عدم انجام این روش در کسانی که دارای ضربان ساز قلبی یا سایر ابزارهای الکتریکی در بدن هستند و .........

در پایان لازم به توضیح است واحد TDCS در مرکز درمانی بازگشت تنکابن از نیمه دوم اردیبهشت 1393 افتتاح شده و آماده پذیرش بیماران می باشد .

منابع : مقالات کارگاه تحریک الکتریکی مغز – ایرسا – دی ماه 1392

         TDCS – دکتر حامد اختیاری – مرکز ملی مطالعات اعتیاد – تهران

         www.atiehclinic.com/views/TDCS

 

---

تاریخچه TDCSاولین دستگاه های تحریک مغز ، ماهی های زنده بودند . رومی ها و یونانیان باستان از قدرت شوک دهندگی گربه ماهی نیلی (رود نیل) و ماهی دیگری با اشعه الکتریکی (Electric Ray) آگاه بودند (فینگر،2000). گالن و اسکریبونیوس لارگوس در روم از ماهی الکتریکی برای درمان سردرد و اختلالات مختلفی استفاده می کردند. این ماهی ها احتمالأ اولین دستگاه های تحریک مغزی به شمارمی آمدند. این ماهی را رومی ها و یونانی ها برای درمان اختلالات گوناگون مورد استفاده قرار می دادند. 
آنها ماهی را روی پیشانی بیمار قرار می دادند یا اینکه از او می خواستند بر روی تعداد زیادی از ماهی زنده مذکور بایستند. این ماهی انرژی خاص خود را تخلیه می کرد که البته در آن زمان و تا قرن ها بعد به عنوان الکتریسیته شناخته شده نبود. متاسفانه این ماهیها به سادگی در دسترس نبودند تا اینکه در قرن هجدهم ماشین هایی ساخته شد که می توانستند الکتریسیته را بر حسب نیاز تولید کنند.

 

 مکانیسم اثر :TDCS

الف- از طریق تاثیر بر کانال های یونی:

زمانیکه جریان الکتریکی از طریق الکترود مربوط به TDCS در روی پوست سر محکم شده ودستگاه روشن باشد،این جریان الکتریکی ضعیف که بین /5 تا 2 میلی آمپر شدت جریان دارد واز پوست و مو واستخوان جمجمه ومننژها ومایع مغزی نخاعی عبور می کند تا به سطح قشر مغز می رسد ، در ناحیه قشر مغز ودر خارج سلول موجب تغییر ولتاژ می شود که این تغییر ولتاژباعث تغییر در پتانسیل مامبران سلول می شود که این تغییر در نتیجه ورود وخروج یون های کلسیم ویا سدیم به داخل سلول انجام میشود که در صورت تحریک با قطب آند منجر به دپولاریزاسیون وافزایش فعالیت نورونی می شود وبا قطب کاتد منجر به هیپرپلاریزاسیون وکاهش فعالیت نورونی میشود.

 

ب- تاثیر درمانی TDCS از طریق اثربرنوروترانسمیترها :

نوروترانسمیتر گلوتامات خاصیت تحریک کنندگی و نوروترانسمیترGABA خاصیت مهاری دارد وبا مطالعاتی که توسط  Magnetic resonance spectroscopy  صورت گرفته دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که تحریک با قطب آند توسط TDCS منجر به کاهش میزان GABA وتحریک با قطب کاتد TDCS در ارتباط با کاهش هردو نوروترانسمیتر GABA وگلوتامات است . در ضمن مکانیسم دوپامینرژیک ممکن است اثرات (NMDA) (ان- متیل - دی - اسپارتات)  را تحت تاثیر قرار دهد.

 

ج- تاثیر درمانی TDCS بر(RCBF)  یا(Regional cerebral blood flow)

میزان جریان خون موضعی مغز را میتوان توسط اندازه گیری غلظت Oxyhemoglobin  با اشعه مادون قرمز محاسبه کرد که ثابت شده به دنبال تحریک با قطب آند توسط دستگاه TDCS این ماده افزایش می یابد که یکی از نشانه های مربوط به میزان جریان خون می باشد و این افزایش غلظت اکسی هموگلوبین تا10-8 دقیقه پس از قطع تحریک الکتریکی نیز دوام دارد وبا تحریک توسط کاتد اثر ناچیزی به میزان جریان موضعی مغز دارد.

تاثیر TDCS بر نواحی ناتوانی نواحی مختلف قشر مغز:

1- مرکز تکلم : که از TDCS  می توان برای درمان اختلالات تکلمی استفاده کرد.

2- اختلالات حسی

3- تاثیر بر چگونگی تصمیم گیری ها : که دستگاه TDCS می تواند بر چگونگی اتخاذ تصمیم موثر باشد.

4- حافظه : از این دستگاه می توان برای افزایش قدرت حافظه با بکارگیری پروتوکل های مخصوصی استفاده شود.

5- دردهای هیجانی

6- کاهش دردهای مزمن

7- درمان وکاهش درد درفیبرومیالژی

8- بازتوانی قدرت حرکتی به دنبال سکته مغزی

9- برای کاهش اشتیاق مصرف مواد مخدر پس از ترک کردن در افراد مبتلا به سوء مصرف مواد

10- بیماری افسردگی

 

 

تاثیر TDCS بر توان بخشی بیماران :

TDCSدستگاه ساده ای است که توسط باتری 9 ولتی تغذیه می شود و جریان الکتریکی ضعیفی تولید می کند که بین 5/0 تا 4میلی آمپر می تواند متغیر باشد ولی شدت جریانی که معمولا در درمان با این دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد، بین 5 /0 تا 2 میلی آمپر است ، این دستگاه دارای دو قطب آند وکاتد می باشد که این دو قطب توسط دو عدد الکترود اسفنجی که توسط محلول آب ونمک 9% خیس شده اند و توسط بست های مخصوصی بر روی سر ویا در جاهای دیگر بدن محکم می شوند ،این روش درمانی که کاملا غیر تهاجمی و بدون عارضه است یکی از روش های درمانی نوروتراپی است . دردستگاه TDCS قطب آند خاصیت افزایش فعالیت نورونی ویاخاصیت تحریک پذیری نورون ها را دارد ولی قطب کاتد برعکس، خاصیت کاهش فعالیت نورونی ویا خاصیت مهاری دارد.

 

بلوک دیاگرام

 

tDCSدرمغز چگونه کار می کند؟

اینکه دقیقا در مغز و در حین tDCS چه می گذرد نا مشخص مانده است. به هر حال، آزمایشات بر روی حیوانات ، انسان و حتی شواهد ثبت شده مستقیم از نورون های موارد آزمایش شده، یک توضیح کلی را پیش رو می گذارد. آند (منفی) مکانی است که الکترون ها وارد مغز می شوند. کاتد (مثبت) جایی است که الکتریسیته از مغز خارج می شود . بنابراین، یک بار منفی در زیر کاتد تحریک کننده، زمانی که الکترون ها برای داخل شدن به الکترود تحریک کننده تجمع می کنند، ایجاد می شود (مانند مسافرانی که منتظر سوار شدن به مترو هستند و در پشت در ازدحام کرده اند)

یک کاتد کوچک تر می تواند بار کانونی تری را به ناحیه مورد نظر در مغز برساند واین زمانی است که بار بیشتری در درب خروجی تجمع کرده است. بنابراین، می توان اندازه ی ناحیه ای از مغز، که تحت تاثیر قرار می گیرد را، به وسیله تغییر اندازه الکترود کاتدی و یا با تغییر اندازه یا محل الکترود آندی، شکل داد یا کنترل کرد

اثرات رفتاری آنچه در زیر کاتد تحریک کننده اتفاق می افتد، الزاما با آن روشنی که انتظار داریم نیست. در بیشتر مطالعات، ناحیه ای که زیر آند قرار گرفته است تحریک و ناحیه ای که زیر کاتد قرار دارد مهار می شود. برای مثال، تحریک نواحی مختلف قشر حرکتی، باعث ایجاد چنین اثرات رفتاری می شود. این روش به عنوان درمان سکته به کار گرفته می شود.

سر انسان یک هادی ضعیف الکتریسیته است. به علاوه، حداقل 50 درصد جریان در بافت های پیرامونی از دست می رود. به همین خاطر است که می توان از الکتریسیته بسیار کمتری، در زمانی که از جمجمه میگذرد و به طول مستقیم نورون ها را لمس می کند، استفاده کرد (مانند DBS یا TMS که در آن ها میدان مغناطیسی از جمجمه عبور داده می شود)
منطق علمی tDCS، عبور جریان الکتریکی از داخل مغز با استفاده از قرار دادن الکترودهای مثبت و منفی روی جمجمه است. بر این اساس می توان پیش بینی کرد که متغیرهای مهم برای دستیابی به اثرات دلخواه شامل موارد ذیل می شوند.

-1 شدت جریان: طبیعی است که هر چه میزان جریان الکتریکی بالاتر باشد اثرات بیشتری مورد انتظار خواهد بود. جریان از الکترود آنود (قطب منفی ) به الکترود کاتد (قطب مثبت) برقرار میگردد.

2- شکل و اندازه الکترود: می توان گفت مهم تر از شدت جریان، چگالی جریان گذر کرده از مغز می باشد. چگالی یا تراکم جریان در واقع معرف میزان جریان عبوری از هر سانتی متر مربع است. در اکثر مطالعات، تراکم 0،029 تا 0،08 میلی آمپر در هر سانتی متر مربع مورد استفاده قرار می گیرد . بر این اساس شکل و اندازه الکترود، شاخصی تعیین کننده خواهد بود. در عموم مطالعات به چاپ رسیده از الکترودهای 25 الی 35 سانتی متر مربعی استفاده شده است. برای برقراری اتصال مناسب بین دو الکترود و جمجمه از خیس کردن الکترود با آب معمولی یا محلول NaCl (غلظت 15 الی 140 میلی مول) یا کرم های مخصوص استفاده می گردد. البته چند شرکت تولید کننده، الکترودهایی بدون نیاز به مواد اضافی جهت اتصال به جمجمه معرفی نموده اند.

-3 محل قرارگیری الکترود: با توجه به اندازه به کار رفته و اصول فنی tDCS نمی توان دقت مکانی زیادی از آن انتظار داشت. اما تاثیر گذاری منطقه ای، در حد قشر حرکتی راست یا چپ و یا قشر پره فرونتال راست یا چپ امکان پذیر است. پژوهش ها نشان می دهد الکترود آند منجر به افزایش و الکترود کاتد منجر به کاهش فعالیت نواحی سطحی قشر مخ می گردد. بر این اساس می توان گفت در به کار گیری tDCS در واقع یک ناحیه در قشر مخ تحریک و یک ناحیه مهار می گردد.

4- طول برقراری جریان: بدیهی است که با افزایش طول دوره جریان و یا شدت جریان می توان انتظار اثرات بیشتری را در tDCS انتظار داشت. اما با توجه به گسترش دامنه نواحی تحت تاثیر در اثر افزایش شدت جریان و تحریک شدن نورون های لایه های زیرین و ایجاد اثرات غیر قابل کنترل و ارزیابی، ترجیح داده می شود برای افزایش اثر ، طول دوره آن افزایش یابد. 
در برقراری جریان با tDCS درحد چند ثانیه اثرات ایجاد شده بلافاصله بعد از قطع جریان از بین می روند. در کاربرد tDCS درحدود 10 دقیقه (عموم مطالعات از بازده حدود 9 الی 13 دقیقه استفاده می کنند) اثرات ایجاد شده تا حدود یک ساعت باقی می ماند.

نکات مراقبتی در هنگام استفاده ازtDCS :

به استفاده از جریان بسیار خفیف و عدم تماس الکترودها با بافت مغز، مطالعات مختلف نشان داده اند که این روش کاملا غیر تهاجمی و بدون عوارض جدی است. تنها عارضه قابل توجهی که بعضی از مطالعات به آن اشاره کرده اند خارش محل الکترودها و قرمزی این محل پس از جلسات متعدد و طولانی در تعدادی از بیماران است که این قرمزی و خارش نه به علت آسیب بافتی بلکه عمدتا ناشی از گشادی عروق محل گذر جریان است. 
عبور جریان از نواحی کنترل کننده ضربان قلب و یا تنفس در ساقه مغز می تواند از لحاظ تئوریک خطر ساز باشد. در یک مطالعه که الکترود مرجع در پاهای بیمار و الکترودهای دیگر در قشر پره فرونتال قرار گرفته بود. در یک بیمار گزارش حالت تهوع و مشکلات تنفسی ذکر شده است که بعد از قطع جریان، این مشکل نیز برطرف شده و نیاز به بستری در بیمارستان ایجاد نشده است.

---

 

 

هدست Foc.us

این هدست قرار است به اورکلاک کردن مغز شما کمک کند!

این هدست لایه جلوی پیشانی را با امواج الکتریکی تحریک کرده و باعث بهبود تمرکز، سرعت بیشتر درعکس‌العمل‌های مغز و توانایی یادگیری مهارت‌های جدید می‌شود. هدف اصلی این هدست جدید، افزایش مهارت بازیکنان بازی‌های کامپیوتری است اما tDCS دارای امکانات بالقوه‌ای برای بهبود و یا دقیق تر بگوییم اورکلاک تمامی زوایای زندگی ما است.

فارنت: به نظر می‌رسید صبر ما برای اولین هدست با قابلیت تقویت امکانات مغز، پایانی ندارد اما نهایتا این هدست موفق به دریافت تاییدیه‌ از اداره ارتباطات فدرال آمریکا گردید.

این هدست لایه جلوی پیشانی را با امواج الکتریکی تحریک کرده و باعث بهبود تمرکز، سرعت بیشتر درعکس‌العمل‌های مغز و توانایی یادگیری مهارت‌های جدید می‌شود. هدف اصلی این هدست جدید، افزایش مهارت بازیکنان بازی‌های کامپیوتری است اما tDCS دارای امکانات بالقوه‌ای برای بهبود و یا دقیق تر بگوییم اورکلاک تمامی زوایای زندگی ما است.

tDCS مخفف Transcranial direct stimulation یا تحریک الکتریکی مغز می‌باشد. از این طریق امواج الکتریکی تولید شده توسط باتری (از برق AC منتاوب در این روش استفاده نمی‌شود) به صورت مستقیم از قسمت‌ مشخصی از مغز عبور می‌کنند.

با گذاشتن هدست Foc.us جریان الکتریکی از میان کاتد (قطب منفی) و آند (قطب مثبت) هدست که در قسمت جلو پیشانی نصب شده است، عبور می‌کند. با ارسال الکترون‌ها به داخل مغز، رشته‌های مغزی که از طریق جریان‌های الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند، دچار تحریک پذیری بیشتری می‌شوند.

این امر به این معناست که سرعت واکنش مغز شما بیشتر خواهد شد. علاوه بر این، هنگامی که هدست را از سرخود بردارید، رشته‌های مغزی شما اشباع شده است و به عبارت دیگر، مغز شما برای یادگیری مهارت‌های جدید آمادگی بهتری خواهد داشت.

میزان جریان استفاده شده در این هدست بسیار کم است (حدود ۲ میلی‌‌آمپر، که این میزان از جریان تولید شده توسط باطری ۹ولت نیز کمتر می‌باشد) و به صورت تئوری می‌توان گفت که استفاده از این دستگاه خطر بسیار کمی دارد. Foc.us در وب‌سایت خود اشاره کرده است که بیماران مبتلا به صرع نباید از این هدست استفاده کنند و همچنین از هدست برای درمان بیماری‌ها نیز استفاده نشود.

درواقع می‌توان گفت که استفاده از این هدست در کوتاه مدت خطری ندارد. تحقیقات اولیه نشان داده است که تکنولوژی tDCS می‌تواند برای تحریک کردن سایر قسمت‌های مغز نیز از قبیل مناطق حرکتی در قشر‌ مغز استفاده و منجر به درمان بیمارانی که از پارکینسون و یا سکته‌ رنج می‌برند شود. سازمان پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته دفاعی آمریکا (DARPA) اخیرا از تکنولوژی tDCS برای کاهش مدت زمان تمرین تک‌ تیراندازان استفاده کرده است و گروه‌های مختلف دانشگاهی نیز این هدست را برای بهبود عمکرد بازیکنان بازی‌های رایانه‌ای مورد استفاده قرار داده‌اند.

به معنای ساده می‌توان گفت هدست Foc.us در تمامی حیطه‌هایی که مربوط به افزایش خودآگاهی مغز شده و باعث آزاد شدن مسکن‌های قوی در ذهن می‌شود می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. اگر مزیت‌های استفاده از این هدست واقعا در ابعاد گزارشات ارائه شده باشد، استفاده از این هدست سوال‌های زیادی را در ذهن بر‌می‌انگیزد.

آیا دانش‌آموزان برای بهبود شیوه درس خواندن و موفقیت در امتحانات مجاز به استفاده از این هدست هستند؟  بازیکنان حرفه‌ای بازی‌های کامپیوتری چطور؟

اگر یکی از تیم‌ها در مسابقات بازی‌های کامپیوتری برای بهبود واکنش‌های خود از هدست‌های  tDCS استفاده کند، تیم مقابل نیز چاره‌ای به جز استفاده از tDCS نخواهد داشت، مگر اینکه استفاده از این گونه‌ هدست‌ها معادل دوپینگ اعلام شده و استفاده از آن منع شود.

هدست Foc.us قیمتی معادل ۲۴۹ دلار دارد و در آمریکا‌، انگلستان و سایر کشور‌های انگلیسی زبان به همراه روسیه و کشور‌های اتحادیه اروپا به فروش می‌رسد.

هدست‌هایی که پیش‌فروش شده‌اند در حال تحویل به مشتریان هستند و سفارشات جدید نیز در آگوست تحویل خواهند شد. کاربران iOS می‌توانند با استفاده از نرم‌افزار رایگان ساخته شده، کنترل هدست را از طریق بلوتوث در اختیار بگیرند و این در حالی است که تاکنون اپلیکیشن اندرویدی آن ساخته نشده است.