ABSTRACT

Transcranial alternating current stimulation (tACS) is a noninvasive brain stimulation tool appropriate to modulate cortical oscillations and activity via the application of weak currents. The major goal of this study was to investigate the effects of medial Prefrontal Cortex (mPFC) stimulation on sustained attention task performance measured by Rapid Visual Information Processing (RVIP) task and the brain networks assumed to be critical to sustained attention. mPFC has been shown to be involved in sustained attention performance and as a main hub in default mode network (DMN). mPFC activity modulation via theta tACS was implemented in this study. This was a single blind study with 21 participants receiving active and sham stimulation with the electrodes on FPz and the Inion. tACS was able to impact different RVIP measures (total hits, A’ (sensitivity to target), total correct rejection, etc.). Relative power spectrum density (PSD) analysis yielded significant increases in theta frequency mostly in the fronto-central regions after active tACS and current source density (CSD) analysis yielded significant power modulations in theta frequency band in post-central gyrus. Furthermore, phase locking value (PLV) analysis showed that there were significant changes in cortical connections in the Dorsal Attention Network (DAN) in alpha frequency band. This study showed that theta frequency tACS over mPFC, was able to produce significant modulations in an RVIP task and its associated brain networks in healthy participants.

摘要

经颅交流电刺激（tACS）是一种非侵入性脑刺激工具，适用于通过施加微弱电流来调节皮质振荡和活动。这项研究的主要目的是研究内侧前额叶皮层（mPFC）刺激对通过快速视觉信息处理（RVIP）任务测得的持续注意力任务表现的影响，以及对持续注意力至关重要的大脑网络。事实证明，mPFC可以持续吸引注意力，并且是默认模式网络（DMN）的主要枢纽。在这项研究中实现了通过theta tACS调节mPFC活性。这是一项单盲研究，共有21名参与者使用FPz和Inion上的电极接受主动和假刺激。tACS能够影响不同的RVIP措施（总点击量，A'（对目标的敏感性），完全正确的拒绝率等）。有源tACS后，相对功率谱密度（PSD）分析产生了theta频率的显着增加，主要是在额中部区域，而电流源密度（CSD）分析产生了中央后回的theta频段的显着功率调制。此外，相位锁定值（PLV）分析表明，在Alpha频段，背侧注意网络（DAN）的皮质连接发生了显着变化。这项研究表明，在健康参与者中，通过mPFC的theta频率tACS能够在RVIP任务及其相关的大脑网络中产生重要的调节作用。有源tACS后，相对功率谱密度（PSD）分析产生了theta频率的显着增加，主要是在额中部区域，而电流源密度（CSD）分析产生了中央后回的theta频段的显着功率调制。此外，相位锁定值（PLV）分析表明，在Alpha频段，背侧注意网络（DAN）的皮质连接发生了显着变化。这项研究表明，在健康参与者中，通过mPFC的theta频率tACS能够在RVIP任务及其相关的大脑网络中产生重要的调节作用。有源tACS后，相对功率谱密度（PSD）分析产生了theta频率的显着增加，主要是在额中部区域，而电流源密度（CSD）分析产生了中央后回的theta频段的显着功率调制。此外，相位锁定值（PLV）分析表明，在Alpha频段，背侧注意网络（DAN）的皮质连接发生了显着变化。这项研究表明，在健康参与者中，通过mPFC的theta频率tACS能够在RVIP任务及其相关的大脑网络中产生重要的调节作用。相位锁定值（PLV）分析表明，在Alpha频段，背侧注意网络（DAN）的皮质连接发生了显着变化。这项研究表明，在健康参与者中，通过mPFC的theta频率tACS能够在RVIP任务及其相关的大脑网络中产生重要的调节作用。相位锁定值（PLV）分析表明，在Alpha频段，背侧注意网络（DAN）的皮质连接发生了显着变化。这项研究表明，在健康参与者中，通过mPFC的theta频率tACS能够在RVIP任务及其相关的大脑网络中产生重要的调节作用。