The effects of transcranial direct current stimulation on oscillatory brain activity

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Neuvonen, Tuomas
dc.contributor.advisor Virtanen, Jani
dc.contributor.author Rytioja, Maria
dc.date.accessioned 2016-11-02T09:38:32Z
dc.date.available 2016-11-02T09:38:32Z
dc.date.issued 2016-10-31
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/23315
dc.description.abstract Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a potential new brain stimulation method for depression treatment. The aim of this thesis was to investigate whether the effect of tDCS treatment in depression could be monitored with electroencephalography (EEG). This thesis comprises a review including literature of EEG-based depression biomarkers and tDCS-induced effects on healthy controls and a feasibility study of tDCS-induced effects on oscillatory brain activity. In order to treat each individual patient with the most efficient methods, there has been a great interest to study treatment-predictive biomarkers for depression. However, such biomarkers for tDCS have not yet been investigated. Although there is evidence of tDCS-induced effects on oscillatory brain activity and cognitive performance in healthy controls. In this feasibility study, we investigated whether the effects of tDCS can be measured in EEG after stimulation. Ten healthy volunteers, aged from 20 to 40 years, were studied by measuring their brain activity before and after a tDCS session with EEG. The tDCS protocol was similar to the one used in depression therapy. All subjects attended two sessions and received both active and sham stimulation on separate days in a random order. During the recording and stimulation subjects were executing sudokus to maintain constant cognitive load. Changes in brain activity were analysed in delta (2–4 Hz), theta (4–8 Hz), alpha (8–13 Hz) and beta (13–30 Hz) frequency ranges. The results show that tDCS, compared to sham stimulation, prevents the decrease of beta-band power in the frontopolar area and theta-band power in the right parietal cortex during the 30-min task performance. This study indicates that frontopolar EEG electrodes can be used to verify the tDCS-induced effects right after the stimulation. Studies on patients are needed to verify potential tDCS effects on depression. en
dc.description.abstract Transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS, transcranial direct current stimulation) on lupaava aivostimulaatiomenetelmä, jota voidaan hyödyntää masennuksen hoidossa. Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia mahdollisuuksia tarkkailla tDCS-hoidon vaikutuksia aivosähkökäyrällä (EEG, electroencephalography). Työ koostuu kirjallisuuskatsauksesta ja kokeellisesta osasta. Kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin EEG:llä mitattaviin masennuksen ilmaisimiin ja tDCS:n vaikutukseen aivojen sähköiseen toimintaan terveillä koehenkilöillä. Lisäksi tDCS:n vaikutuksia aivojen sähköiseen toimintaan tutkittiin kokeellisesti. Kiinnostus hoidon tehoa ennustaviin biologisiin ilmaisimiin on lisääntynyt, jotta potilaat saisivat mahdollisimman tehokasta hoitoa. tDCS:n osalta tällaisia ennustavia tekijöitä masennuksessa ei ole vielä tutkittu. Tämän työn kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää, voidaanko tDCS aiheuttamia muutoksia aivoaktiivisuudessa mitata. Lisäksi arvioitiin mittausasetelman käytännöllisyyttä. Kymmenen vapaaehtoista iältään 20–40-vuotiasta koehenkilöä osallistui tutkimukseen tDCS:n vaikutuksesta aivojen rytmiseen aktiivisuuteen. Aivojen aktiivisuutta mitattiin EEG:lla ennen tasavirtastimulaatiota ja sen jälkeen. Stimulaationa sovellettiin masennushoidossa käytettäviä asetuksia. Kaikki koehenkilöt osallistuivat mittauksiin sekä aktiivi- että lumestimulaatiolla, satunnaisessa järjestyksessä. Kokeen aikana koehenkilöt ratkoivat sudokuja, jotta kognitiivinen kuorma pysyi vakaana. EEG-signaalin teho analysoitiin delta (2–4 Hz), theta (4–8 Hz), alpha (8–13 Hz) ja beta (13–30 Hz) taajuuskaistoilla. Tulokset osoittivat tDCS:n ehkäisevän beta-rytmin vähenemistä frontopolaarisella alueella sekä theta-rytmin vähenemistä parietaalialueella. Frontopolaarisia EEG-elektrodeja voitaisiin jatkossa hyödyntää tDCS:n vaikutuksen havaitsemiseen heti stimulaation jälkeen. EEG:n hyödyllisyys masennuksen hoidon seurannassa tulee kuitenkin todentaa masennuspotilailla tehtävillä jatkotutkimuksilla. fi
dc.format.extent 10+58
dc.language.iso en en
dc.title The effects of transcranial direct current stimulation on oscillatory brain activity en
dc.title Tasavirtastimulaation vaikutus aivokuoren rytmiseen aktiivisuuteen fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword brain stimulation en
dc.subject.keyword transcranial direct current stimulation en
dc.subject.keyword oscillatory brain activity en
dc.subject.keyword electroencephalography en
dc.subject.keyword dorsolateral prefrontal cortex en
dc.subject.keyword major depressive disorder en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201611025416
dc.programme.major Biologinen tekniikka fi
dc.programme.mcode F3013 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Parkkonen, Lauri
dc.programme Bioinformaatioteknologian koulutusohjelma fi
dc.location P1 fi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account