تحریک الکتریکی غیرتهاجمی عمقی قشر حرکتی اولیه‌ی مغز رت به روش تداخل زمانی

تحریک الکتریکی عمقی مغز روشی است که به کمک آن می‌توان نواحی عمقی مغز را تحریک کرد و به دو صورت تهاجمی و غیرتهاجمی انجام می‌شود. در تحریک عمقی مغز با رویکرد تهاجمی، برای دست‌یابی به عمق مورد نظر تحریک، الکترودها توسط عمل جراحی در داخل مغز کاشته می‌شود. از شایع‌ترین عوارض این روش می‌توان به خون‌ریزی داخل جمجمه اشاره کرد. یکی از تکنیک‌های جای‌گزین، استفاده از تحریک عمقی مغز با رویکرد غیرتهاجمی به روش تداخل زمانی است. در تحریک تداخل زمانی، تداخل سازنده‌ی دو میدان الکتریکی ایجاد شده توسط دو جریان سینوسی فرکانس بالا، باعث تقویت شدن تحریک در عمق مشخصی از مغز می‌شود. هدف این پژوهش بررسی و تحلیل کیفی و کمی اثر تحریک تداخل زمانی روی قشر حرکتی اولیه‌ی مغز رت است. بدین منظور از یک دستگاه تحریک کننده‌ی 4 کاناله استفاده شده است. نحوه‌ی انجام آزمایش به این صورت بوده که پس از بی‌هوشی رت با ماده‌ی اورتان، تحریک به صورت فراجمجمه ای توسط پیچ اتصال الکترود که روی جمجمه قرار گرفته اعمال شده و نتایج آن به صورت کیفی و کمی در حوزه‌ی زمان، فرکانس و مکان ارزیابی شده است. برای کمی‌سازی نتایج از یک سنسور شتاب سنج سه محوره برای ثبت حرکات دست راست استفاده شده است. نتایج نشان داده که به ازای تغییر در پارامترهای تحریک (شدت جریان تحریک، اختلاف فرکانس و نسبت جریان‌های دو الکترود) ناحیه‌ی تحریک در داخل دو نیم‌کره‌ی مغز و به دنبال آن دامنه‌ی حرکت ایجاد شده در دست راست تغییر کرده است. هم‌چنین ارتباط میان اختلاف فرکانس تحریک زوج الکترود با دامنه‌ی حرکت ایجاد شده در دست راست با استفاده از یک رگرسور چندجمله‌ای مرتبه‌ی 3 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است.

non-invasive deep electrical stimulation of the primary motor cortex of the rat by temporal interference method

deep brain stimulation (dbs) is a technique to stimulate the deep areas of the brain which can be used in both invasive and non-invasive methods. in invasive dbs, the electrodes are surgically implanted inside the brain to achieve the desired depth of the stimulation. the invasive dbs approach suffers from intracranial bleeding. one solution is using non-invasive dbs by temporal interference (ti) method. in ti stimulation, the constructive interference of two electric fields generated by two highfrequency sinusoidal currents increases the stimulation intensity at a certain depth. the objective of this paper is to investigate quantitatively as well as qualitative analysis of ti stimulation effect on the activation of primary motor cortex area of the rat. to thisend, a 4-channel stimulator is used. the experiment is conducted on one anesthetized rat. the transcranial stimulation is applied by the electrode fixed on the skull with screw and the results are evaluated qualitatively and the quantitatively in the domains of time, frequency, and space. to quantify the results, a three-axis accelerometer sensor is used to record the movement acceleration of the right hand. the results showed that, the variation of the stimulation parameters (stimulation current intensity, frequency difference and ratio of currents of the two electrodes) changed the stimulation area inside the two hemispheres of the brain and movement range of the right hand. moreover, the relationship between the difference frequency of thestimulation of the two pairs of electrodes and the range of motion was analyzed using a three-order polynomial regression model.