1. تحریک الکتریکی فراجمجمه ای و فعالیت های عصب-شناختی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
تحریک الکتریکی فراجمجمه ای و فعالیت های عصب-شناختی
فرزاد توحیدخواه
مهر ماه 1397

2. تحریک الکتریکی فراجمجمه ای
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
اعمال تحریک الکتریکی به سر با جریان ضعیف (1-2 میلی آمپر)

3. تاریخچه تحریک الکتریکی مغز
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
ابن سینا (1000 AD)
(درمان سردرد)
torpedo rays
8 to 220 volts

4. مزایا موثر بودن غیرتهاجمی بودن عدم گزارش عوارض جانبی جدی قیمت مناسب
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
موثر بودن
غیرتهاجمی بودن
عدم گزارش عوارض جانبی جدی
قیمت مناسب
قابل حمل ونقل بودن

5. کاربردها نقشه برداری مغز
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نقشه برداری مغز
تخمین عملکرد نواحی مختلف مغز با تقویت و یا ایجاد اختلال به کمک تحریک الکتریکی

6. کاربردها درمان افسردگی (Lee JC et al. 2017)
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
درمان
افسردگی (Lee JC et al. 2017)
اختلال دو قطبی (Brunoni AR et al. 2011)
وسواس (Bation R et al. 2016)
اسکیزوفرنی (Brunelin J et al. 2012)
استرس بعد از حادثه (Wout M et al. 2017)
پارکینسون (Boggio PS et al. 2006)
کاهش درد (Mordillo-Mateos L 2017)
توانبخشی حرکتی (Koh C et al. 2017)
اختلال توجه/ بیش فعالی (Soltaninejad Z et al 2015)
اعتیاد (Bashir, S., & Yoo, W. K. 2016)

7. نرخ رشد مقالات در حوزه تحریک الکتریکی فراجمجمه ای
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نرخ رشد مقالات در حوزه تحریک الکتریکی فراجمجمه ای

8. انواع جریان
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
tDCS
tACS
tPCS
tRNS

9. نحوه عملکرد tDCS
Input (x)
Output (y)
Threshold

10. نحوه عملکرد tDCS Output (y) Threshold Cathodal Stimulation Input (x)

11. نحوه عملکرد tDCS Output (y) Threshold Anodal Stimulation Input (x)

12. نحوه عملکرد tACS تعامل نواحی مختلف مغز از طریق باندهای فرکانسی مختلف
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
تعامل نواحی مختلف مغز از طریق باندهای فرکانسی مختلف
تحریک متناوب برروی نحوه تعامل بین نواحی مختلف مغزی تاثیر می گذارد.
Herrmann, Christoph S., et al. (2013)
Tavakoli, Amir V., and Kyongsik Yun (2017)

13. پارامتر های تنظیم در تحریک DC
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
current
duration
Fade in
Fade out

14. پارامتر های تنظیم در تحریک AC
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Phase
Frequency
current
offset
OtACS
duration
Fade out
Fade in

15. نمونه دستگاه های موجود از شرکت های مطرح
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Starstim(اسپانیا) ثبت EEG
بی سیم و پورتابل
Soterix Medical (آمریکا)
Neuroconn (آلمان)
سازگار با MRI

16. Soterix Medical REMOTE
نمونه دستگاه های tECS
Brain Stimulator
Halo Sport
Dry Electrods
TheBrainDriver v2
Starstim
Soterix
AUT
Mind alive DC+AC
Soterix Medical REMOTE
Home Use
ActivaDose
Neuroconn
Omni
Foc.us

17. نمایی از دستگاه تحریک الکتریکی تک کاناله
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نمایی از دستگاه تحریک الکتریکی تک کاناله
ساخت دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نسخه تحقیقاتی
نسخه کلینیکی

18. مقایسه مشخصات دستگاه ساخته شده با نمونه های خارجی
مقایسه مشخصات دستگاه ساخته شده با نمونه های خارجی
نام دستگاه
ویژگی
HDCstim
Activadose
NeuroConn
Soterix medical
StarStim
خروجی این پروژه
تعداد کانالها
1 کاناله
1 کاناله
1و 16 کاناله
1، 4 و 8 کاناله
8 کاناله
1 کانال
حد جریان
±2mA
±5mA
±4.5mA
 انواع تحریک DC
DC, AC, RN
DC, AC, RN و شکل موج­ های دلخواه
قابلیت دادن تحریک sham  
چک کردن مداوم امپدانس
صفحه نمایش
برنامه ریزی با کامپیوتر
ویژگی Tickle
قابلیت ذخیره اطلاعات (logger)

19. عوارض جانبی تحریک الکتریکی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
عوارض جانبی تحریک الکتریکی
حس خارش پوست سر زیر الکترودها
حس سوزش (سوزن سوزن شدن) پوست زیر الکترودها
سردرد خفیف موقت
احتمال بسیار کم حالت تهوع خفیف برای چند ساعت
احتمال بسیار کم احساس خواب آلودگی و یا افزایش هوشیاری کوتاه مدت
فسفن (Phosphene): مشاهده حلقه و یا نقطه هایی از نور جلوی چشم در هنگام تحریک
The former sets of effects
had mainly influenced the healthy group, while the latter were mostly reported by the patients(Poreisz, Boros,
Antal, & Paulus, 2007).

20. توزیع جریان در تحریک فراجمجمه ای
دانشگاه صنعتی امیرکبیر

21. مدلهای محاسباتی Demarcation of tissue types Electrode Configuration
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
مدلهای محاسباتی
Demarcation of tissue types
FSL
MRI Acquisition
Electrode Configuration
Solidwork
Simpleware
Manual Modification
Simpleware
Mesh Generation
Simpleware
Numerical calculations
COMSOL
Resistivity Assignment
COMSOL

22. علت نیاز به سیستم چندکاناله
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
علت نیاز به سیستم چندکاناله
فراهم نمودن امکان اعمال جریان با تمرکز سطحی بیشتر

23. نمونه های چندکاناله و بدون سیم
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
نمونه های چندکاناله و بدون سیم
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
foc.us

24. نمایی از دستگاه تحریک الکتریکی چند کاناله
ساخت دانشگاه صنعتی امیرکبیر
دانشگاه صنعتی امیرکبیر

25. عوامل موثر در تاثیر گذاری تحریک الکتریکی
1- حالت پایه (شرایط اولیه)
مغز در حین تحریک
یکی از دلایل تکرار پذیر
نبودن نتایج

26. عوامل موثر در تاثیر گذاری تحریک الکتریکی
2- تعداد و سایز الکترودها
تحریک الکتریکی چند کاناله HD-tECS

27. عوامل موثر در تاثیر گذاری تحریک الکتریکی
3- موقعیت الکترودها
حتی یک سانتی متر جابجایی باعث تغییر شدید در توزیع جریان می شود
یک سانتی متر جابجایی
Woods et al (2015)

28. عوامل موثر در تاثیر گذاری تحریک الکتریکی
4- مدت زمان تحریک
Healthy young humans (1 mA intensity, electrode size 35 cm)
4s -> do not result in after-effects
Up to 10 min -> lasting for approximately 1h
Increasing the duration may reverse the anodal and cathodal effect
spaced stimulation with intervals <30 min is suited

29. عوامل موثر در تاثیر گذاری تحریک الکتریکی
گروه کنترل: شم یا ناحیه ای دیگر از مغز
5- انتخاب گروه کنترل مناسب
spaced stimulation with intervals <30 min is suited

30. عوامل موثر در تاثیر گذاری تحریک الکتریکی
انواع شم
ناآشنا به تحریک
ناآشنا به تحریک
spaced stimulation with intervals <30 min is suited
آشنا به تحریک
0.1 mA

31. سوابق پروژه های انجام شده در حوزه تحریک الکتریکی مغز

32. پروتکل تحریک جریان مستقیم و متناوب
ستاد توسعه علوم و
فناوری های شناختی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
پروتکل تحریک جریان مستقیم و متناوب
بررسی تاثیر تحریک ناحیه حرکتی بر روی
سرعت و دقت تایپ یک الگوی مشخص از کاراکترها
پروتکل آزمایش­ها
تحریک جریان مستقیم
تحریک متناوب
 مکان و سایز الکترودها
الکترود فعال: ناحیه حرکتی M1 (C3)
الکترود مرجع: ناحیه فوق بصری چپ.
سایز الکترود ها:25 𝑐𝑚 2
مدت زمان تحریک
20 دقیقه
5 دقیقه
شدت جریان
1میلی آمپر
1 میلی آمپر
فرکانس تحریک
---
20 هرتز (*)
FADE IN/OUT
30 ثانیه

33. بررسی تاثیر تحریک ناحیه حرکتی بر روی
ستاد توسعه علوم و
فناوری های شناختی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
بررسی تاثیر تحریک ناحیه حرکتی بر روی
سرعت و دقت تایپ یک الگوی مشخص از کاراکترها

34. مقایسه تغییرات امپدانسی در طول تحریک با جریان مستقیم (در دو فرد پاسخگو و غیر پاسخگو)
ستاد توسعه علوم و
فناوری های شناختی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
پاسخگو
غیر پاسخگو
(sec)
Impedance (Kohm)
Time (sec)

35. نتایج بدست آمده و مقایسه با مطالعات قبلی
نتایج بدست آمده و مقایسه با مطالعات قبلی
مراجع
مطابقت با مطالعات قبلی
نتیجه
Boggio et al., 2007; Vines et al., 2006) 
بدون تاثیر بودن تحریک مستقیم برروی صحت -
بدون تاثیر بودن تحریک متناوب برروی صحت
(Giacobbe et al., 2013)
افزایش سرعت حرکتی در تحریک مستقیم
(Wach et al., 2013)
کاهش سرعت حرکتی در اثر تحریک متناوب
کاهش پراکندگی سرعت در تحریک مستقیم
افزایش پراکندگی سرعت در تحریک متناوب
ارتباط بین امپدانس سر و پاسخگویی به تحریک مستقیم

36. دانشگاه صنعتی امیرکبیر
تفاوت توزیع جریان الکتریکی در افراد سالم و دارای آلزایمر (به علت تحلیل مغز)
جوان سالم
سالخورده سالم
سالخورده دارای آلزایمر
Mahdavi & Towhidkhah, Brain stimulation (2017)

37. بررسی نقش مخچه در فعالیت های حرکتی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
بررسی نقش مخچه در فعالیت های حرکتی
Lateral and anterior parts
of the cerebellum.
Yavari et. al. Experimental Brain Research (2017)

38. (بهزاد ایروانی) استخراج ویژگی و مدلسازی رفتاري نمونه­ی موشOHDA-6 بعد از اعمال تحریک الکتریکی عمقی مغز (1391)
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
Iravani et al, Australas Phys Eng Sci Med (2014)

39. دانشگاه صنعتی امیرکبیر
تاثیر شکل الکترودها
Assadi et. al. (2015)

40. تحريک الکتریکی ناحیه حرکتی مغز باعث کاهش درد می شود.
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(محمدرضا خداشناس) مدلسازي اثر تحريک جريان مستفيم فراجمجمه اي روي نورالژي (درد عصبي) عصب سه قلو (1395)
تحريک الکتریکی ناحیه حرکتی مغز باعث کاهش درد می شود.

41. تحريک الکتریکی ناحیه حرکتی مغز باعث کاهش سختی حرکت می شود.
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
(صادق مرزبان) مدل سازی تاثیر تحریک الکتریکی فراجمجمه ای مغز بر علائم حرکتی پارکینسون
تحريک الکتریکی ناحیه حرکتی مغز باعث کاهش سختی حرکت می شود.
Marzban et al (2017)

42. مدلهای حاصل از تصاویر ساختاری
(غزاله سلیمانی) بررسی تفاوت‌های درون فردی و بین فردی برای پیش‌بینی پاسخ به tDCS و شخصی‌سازی پروتکل‌های درمانی
دانشگاه صنعتی امیرکبیر
بررسی نحوه توزیع جریان و تغییرات در اتصالات شبکه‌ای
DLPFC
PPC
Insula
PCC
dACC
VmPFC
Amyg
مدلهای حاصل از تصاویر ساختاری
تصاویر کارکردی

43. با تشکر از توجه شما