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Erschienen in: Brain Structure and Function 3/2019

30.01.2019 | Original Article

Anodal tDCS affects neuromodulatory effects of the norepinephrine system on superior frontal theta activity during response inhibition

verfasst von: Nico Adelhöfer, Moritz Mückschel, Benjamin Teufert, Tjalf Ziemssen, Christian Beste

Erschienen in: Brain Structure and Function | Ausgabe 3/2019

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Abstract

Medial and superior frontal theta oscillations are important for response inhibition. The norepinephrine (NE) system has been shown to modulate these oscillations possibly via gain control mechanisms, which depend on the modulation of neuron membrane potentials. Because the latter are also modulated by tDCS, the interrelation of tDCS and NE effects on superior frontal theta band activity needs investigation. We test the hypothesis that anodal tDCS affects modulatory effects of the NE system on theta band activity during inhibitory control in superior frontal regions. Using EEG beamforming, theta band activity in the superior frontal gyrus (SFG) was integrated (correlated) with the pupil diameter data as an indirect index of NE activity. In a within-subject design, healthy participants completed a response inhibition task in two sessions in which they received 2 mA anodal tDCS over the vertex, or sham stimulation. There were no behavioral effects of anodal tDCS. Yet, tDCS affected correlations between SFG theta band activity time course and the pupil diameter time course. Correlations were evident after sham stimulation (r = .701; p < .004), but absent after anodal tDCS. The observed power of this dissociation was above 95%. The data suggest that anodal tDCS may eliminate neuromodulatory effects, likely of the NE system, on theta band activity during response inhibition in a structure of the response inhibition network. The NE system and tDCS seem to target similar mechanisms important for cognitive control in the prefrontal cortex. The results provide a hint why tDCS often fails to induce overt behavioral effects and shows that neurobiological systems, which may exert similar effects as tDCS on neural processes should closely be monitored in tDCS experiments.
Literatur
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Metadaten
Titel
Anodal tDCS affects neuromodulatory effects of the norepinephrine system on superior frontal theta activity during response inhibition
verfasst von
Nico Adelhöfer
Moritz Mückschel
Benjamin Teufert
Tjalf Ziemssen
Christian Beste
Publikationsdatum
30.01.2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Brain Structure and Function / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 1863-2653
Elektronische ISSN: 1863-2661
DOI
https://doi.org/10.1007/s00429-019-01839-3

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