The impact of tDCS on nicotine craving and affective image evaluation

Theoretischer Hintergrund: Studien zur anodalen transkraniellen Gleichstromstimulation (tDCS) über dem linken dorsolateralen Präfrontalcortex (DLPFC) zeigten, dass tDCS das Verlangen/Craving nach Zigaretten senkt, die Bewertung von affektiven Bildern verändert und das Arbeitsgedächtnis verbessert. In all jenen Studien wurden große Schwammelektroden verwendet, welche neben dem DLPFC noch andere Hirnregionen aktivieren. Wird anodale tDCS mittels kleineren Elektroden nur über dem linken DLPFC angewandt, bleiben die Effekte aus bzw. sind gegensätzlich. Dies lässt darauf schließen, dass die Aktivierung des linken DLPFCs (allein) nicht der Grund für die berichteten Ergebnisse zu sein scheint. Bildgebenden Verfahren zufolge könnte die Aktivierung des ventrolateralen Präfrontalcortex (VLPFC) einen Einfluss auf Craving, affektive Bildbewertung und das Arbeitsgedächtnis haben. Methodik: Anodale tDCS wurde mit einer 35-cm2-Elektrode über dem linken DLPFC/VLPFC angewandt. Außerdem wurden beiden Regionen separat mit je einer kleinen EEG-Elektrode stimuliert. Als Kontrolle wurde eine vorgetäuschte tDCS eingesetzt. Zur Erhebung des Einflusses von tDCS wurde ein Task zur affektiven Bildbewertung vorgegeben, in welchem die Bilder zusätzlich nach ihrem Einfluss auf das Verlangen nach Zigaretten eingestuft werden mussten. Zusätzlich wurde ein 3-back Task durchgeführt. Ergebnisse: Außer einem negativen Einfluss der Stimulation des linken VLPFC alleine auf die Genauigkeit im 3-back Task, konnte kein Einfluss von anodaler tDCS gefunden werden. Ein Faktor von Craving, „genauer Zwanghaftigkeit“, stieg während der Sitzungen unabhängig vom tDCS-Setting. Die Bilder im Craving und affektiven Bildbewertungstask wurden hinsichtlich Valenz und Erregung unterschiedlich bewertet. Bilder mit Bezug auf Rauchen führten zu einer höheren Craving-Bewertung. Conclusio: Diese Studie kam zu anderen Ergebnissen als auf Grund vorangehender Forschung erwartet worden war. Da weder die Aktivierung des linken DLPFCs noch des linken VLPFCs einen Einfluss zeigten, scheinen diese in den vorhergehenden Studien mit den großen Elektroden nicht maßgebend gewesen zu sein. Dass die vorherigen Studien durch Nutzung der großen Elektroden nicht repliziert werden konnten, kann an unterschiedlichen Studiendesigns liegen. Weiter Studien zur genaueren Erforschung von tDCS und ihrem Einfluss sind nötig.Theoretical background: Transcranial direct current stimulation (tDCS) studies over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) have shown to decrease cue-induced craving, to change affective picture evaluation and to increase working memory performance. In most studies electrodes were used which did not only activate the DLPFC but other brain areas as well. Studies applying tDCS over the left DLPFC with small electrodes to only affect DLPFC could not replicate these results. Hence another area which is affected with tDCS over the left DLPFC using big electrodes needs to cause the effects. Brain imaging studies suggest the ventrolateral prefrontal cortex (VLPFC) to be involved in all three paradigms. Methods: Anodal tDCS was applied over the left DLPFC/VLPFC using an electrode of 35 cm2 area. To investigate separately stimulation of left DLPFC and VLPFC, anodal tDCS was applied using an EEG electrode either over the one or the other. Additionally, sham stimulation was done as a control. To examine the effect of tDCS, a craving and affective picture evaluation task and a 3-back task were used. Whereas the craving and affective picture evaluation task measured cue-induced craving, actual craving was investigated by frequent ratings during sessions. To compare craving levels before and after stimulation, a questionnaire was used. Results: Apart from the result that anodal tDCS over the VLPFC decreases accuracy in the 3-back task, no influence of anodal tDCS was found. Craving evaluation conducted a raise of the craving factor compulsivity in all four tDCS conditions between the beginning and the end of each session. Further craving ratings differed between smoking cues and other pictures as well as valence which was rated differently between all types of pictures (negative, positive, neutral and smoking cues). Arousal was altered between negative and neutral as well as negative and positive pictures. Conclusion: The results of this study stand in contrast to what was proposed from previous research. Neither left DLPFC nor left VLPFC seem to be the reason for alteration in cue induced craving, picture evaluation and working memory performance in previous studies. For the lacking impact of anodal tDCS using big electrodes in this study, the differences in tDCS parameters, study conduction and subject traits could be a reason. Further studies to get a clearer picture of tDCS are neede