优化 tDCS 以改善双任务步态和平衡 (OptiStim)

站立和行走几乎总是与其他认知任务（如谈话、阅读或做出决定）同步完成。 执行这种重要类型的“双重任务”的能力对于日常活动至关重要，并且取决于一个人有效激活包括左背外侧前额叶皮层 (dlPFC) 在内的适当大脑网络的能力。 经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种安全、无创的技术，可以通过放置在头皮上的电极之间传递低电平电流来选择性地调节大脑兴奋性（即激活的可能性）。 研究人员通过一系列研究证明，在刺激后立即进行测试时，通过两个大海绵电极对左侧 dlPFC 进行一次 20 分钟的 tDCS 暴露可降低站立姿势控制和步态指标的双重任务成本。 尽管如此，研究人员和其他人也观察到这种“传统”双极型 tDCS 的效果存在相对较高的受试者间变异性。 研究人员认为，这种有效性的差异部分是由于使用大海绵电极时相对分散和非特定的电流，再加上头部和大脑解剖结构的个体差异，显着改变了目标大脑区域的电流和产生的电场。 在这个项目中，研究人员将应用 tD​​CS 建模和管理方面的最新进展来 1) 使用他们各自的大脑结构 MRI 对传统 tDCS 在老年人中产生的电场进行建模，以及 2) 开发个性化的 tDCS-通过八个小阵列提供凝胶电极——通过使用优化算法来确定电极位置和电流参数，以在感兴趣的大脑区域产生所需的电场。

具体目标是检查个性化 tDCS、传统 tDCS 和假刺激对老年人站立和行走双重任务的直接后效。 研究人群将是没有明显疾病或疾病的老年男性和女性，但基线双重任务表现较差，定义为双重任务成本（即减少）步态速度至少 20%，同时执行连续减法任务时步行。

研究人员假设，在参与者中，传统 tDCS 对双重任务站立和行走表现的影响将与左侧 dlPFC 目标上产生的电场的特定分量相关。 研究人员还假设，与传统的 tDCS 和假刺激相比，个性化 tDCS 将导致 A) 对双重任务站立和行走表现产生更大的影响，以及 B) 与传统的 tDCS 相比，这些影响在个体之间更加一致。 该项目将提供对 tDCS“剂量”的重要见解，使研究人员和许多其他研究人员能够更好地理解、控制和优化这种对个体头部和大脑解剖结构的无创脑刺激形式。 还有望证明，与传统方法相比，个性化 tDCS 显着提高了弱势老年人站立和行走双重任务所观察到的好处的大小和一致性。