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Background: Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) is an emerging approach for improving capacity in activities of daily living (ADL) and upper limb function after stroke. However, it remains unclear what type of tDCS stimulation is most effective. Our aim was to give an overview of the evidence network regarding the efficacy and safety of tDCS and to estimate the effectiveness of the different stimulation types. Methods: We performed a systematic review of randomised trials using network meta-analysis (NMA), searching the following databases until 5 July 2016: Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), MEDLINE, EMBASE, CINAHL, AMED, Web of Science, and four other databases. We included studies with adult people with stroke. We compared any kind of active tDCS (anodal, cathodal, or dual, that is applying anodal and cathodal tDCS concurrently) regarding improvement of our primary outcome of ADL capacity, versus control, after stroke. PROSPERO ID: CRD42016042055. Results: We included 26 studies with 754 participants. Our NMA showed evidence of an effect of cathodal tDCS in improving our primary outcome, that of ADL capacity (standardized mean difference, SMD = 0.42; 95% CI 0.14 to 0.70). tDCS did not improve our secondary outcome, that of arm function, measured by the Fugl-Meyer upperextremity assessment (FM-UE). There was no difference in safety between tDCS and its control interventions, measured by the number of dropouts and adverse events. Conclusion: Comparing different forms of tDCS shows that cathodal tDCS is the most promising treatment option to improve ADL capacity in people with stroke.

Background: Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) is an emerging approach for improving capacity in activities of daily living (ADL) and upper limb function after stroke. However, it remains unclear what type of tDCS stimulation is most effective. Our aim was to give an overview of the evidence network regarding the efficacy and safety of tDCS and to estimate the effectiveness of the different stimulation types. Methods: We performed a systematic review of randomised trials using network meta-analysis (NMA), searching the following databases until 5 July 2016: Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), MEDLINE, EMBASE, CINAHL, AMED, Web of Science, and four other databases. We included studies with adult people with stroke. We compared any kind of active tDCS (anodal, cathodal, or dual, that is applying anodal and cathodal tDCS concurrently) regarding improvement of our primary outcome of ADL capacity, versus control, after stroke. PROSPERO ID: CRD42016042055. Results: We included 26 studies with 754 participants. Our NMA showed evidence of an effect of cathodal tDCS in improving our primary outcome, that of ADL capacity (standardized mean difference, SMD = 0.42; 95% CI 0.14 to 0.70). tDCS did not improve our secondary outcome, that of arm function, measured by the Fugl-Meyer upperextremity assessment (FM-UE). There was no difference in safety between tDCS and its control interventions, measured by the number of dropouts and adverse events. Conclusion: Comparing different forms of tDCS shows that cathodal tDCS is the most promising treatment option to improve ADL capacity in people with stroke.

Dopamin und Acetylcholin sind wichtige neuromodulatorische Substanzen im menschlichen zentralen Nervensystem mir einem starken Einfluß auf Neuroplastizität. Der spezifische Einfluß dieser Substanzen auf Neuroplastizität wird durch verschiedene Faktoren, unter anderem Dosisabhängigkeit, Hintergrundaktivität neuronaler Netze und Subrezeptorspezifität determiniert. In dieser Dissertation haben wir den dosis- und subrezeptorabhängigen Effekt des cholinergen und dopaminergen Systems auf Neuroplastizität des menschlichen motorischen Kortex untersucht. Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und gepaarte assoziative Stimulation (PAS) stellen nicht-invasive Hirnstimulationstechniken dar, die die Erzeugung von Neuroplastizität beim Menschen ermöglichen. Wir haben in unseren Studien tDCS zur Erzeugung nicht-fokaler und PAS zur Erzeugung fokaler synapsenspezifischer Plastizität im motorischen Kortex von gesunden Probanden eingesetzt. In der ersten Studie konnten wir zeigen, daß die Aktivierung nikotinischer Rezeptoren einen fokussierenden Effekt auf fazilitatorische Plastizität hatte, inhibitorische Plastizität aber unabhängig von ihrer Fokalität verhinderte. Somit hat die Aktivierung nikotinerger Rezeptoren ähnliche Effekte wie globale cholinerge Aktivierung auf fazilitatorische, aber differente Effekte auf inhibitorische Plastizität. In der zweiten Studie untersuchten wir die dosisabhängigen Auswirkungen der Dopamin-Vorläufersubstanz l-Dopa auf Neuroplastizität. Bei mittlerer Dosis von l-Dopa war fokale Plastizität unverändert, wohingegen niedrige und hohe Dosen von l-Dopa die Induktion von Plastizität verhinderten. Die Ergebnisse zeigen somit einen klaren nicht-linearen dosisabhängigen Effekt. Aus den Ergebnissen dieser Studien kann geschlossen werden, daß Neuromodulatoren Plastizität im motorischen Kortex des Menschen relevant beeinflussen. Diese Effekte sind Subrezeptor- und Dosis-abhängig.

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Eine überaktive Überwachung eigener Handlungen, welche sich in erhöhten Amplituden der error-related negativity (ERN) zeigt, scheint eine zentrale Rolle in der Pathophysiologie der Zwangsstörung zu spielen. Die funktionelle Bedeutsamkeit der ERN, die Mechanismen, die zur erhöhten ERN bei Zwangsstörungen beitragen und der Nutzen der ERN als Ansatzpunkt für Interventionen sind jedoch nicht vollständig geklärt. Diese Dissertation umfasst drei Studien, deren Ziel es war, diese Aspekte zu untersuchen. Studie 1 untersuchte die affektive Bewertung eigener Handlungen und zeigte, dass Handlungen automatisch affektive Valenz zugeschrieben wird. Darauf aufbauend untersuchte Studie 2, ob die ERN die Valenzbewertung von Fehlern widerspiegelt und ob eine veränderte Fehlerbewertung zur erhöhten ERN bei Zwangsstörungen beiträgt. Die Ergebnisse zeigten, dass Personen mit Zwangsstörung eine verminderte Valenzbewertung von Fehlern aufweisen, lieferten aber keine Hinweise auf einen Zusammenhang zwischen ERN und Fehlerbewertung, was nahelegt, dass eine veränderte Fehlerbewertung nicht der erhöhten ERN bei Zwangsstörungen zugrunde liegt. Studie 3 untersuchte, ob die ERN durch nicht-invasive Hirnstimulation modulierbar ist und lieferte Hinweise darauf, dass kathodale transkranielle Gleichstromstimulation über dem prä-supplementär motorischen Areal die ERN bei gesunden Personen und Personen mit Zwangsstörung reduziert. Zusammenfassend zeigen die Studien, dass die Handlungsüberwachung die affektive Bewertung eigener Handlungen umfasst und dass dieser Prozess bei Zwangsstörungen verändert ist; eine veränderte Fehlerbewertung scheint jedoch nicht der erhöhten ERN bei Zwangsstörungen zugrunde zu liegen. Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis neurokognitiver Veränderungen bei dieser Störung bei. Zudem zeigen die Ergebnisse, dass nicht-invasive Hirnstimulation das Potenzial hat, die ERN bei Personen mit Zwangsstörung abzuschwächen. Dies könnte den Weg für neue Interventionsstrategien ebnen. / Overactive performance monitoring, as indicated by increased amplitudes of the error-related negativity (ERN), is considered to play a central role in the pathophysiology of obsessive-compulsive disorder (OCD). However, the functional significance of the ERN, the mechanisms contributing to increased ERN amplitudes in OCD, and the utility of the ERN as a target for intervention are not fully understood. This dissertation comprises three studies that aimed to shed light on these questions. Study 1 examined the affective evaluation of own actions, revealing that affective valence is automatically assigned to actions. Building upon this, Study 2 investigated whether the ERN reflects the valence evaluation of errors and whether altered error evaluation contributes to heightened ERN magnitude in OCD. The results indicated that individuals with OCD show reduced valence evaluation of errors, yet they provided no evidence for an association between ERN and error evaluation, suggesting that altered error evaluation may not underlie elevated ERN magnitude in OCD. Study 3 investigated whether the ERN can be modulated by non-invasive brain stimulation, and provided tentative evidence that cathodal transcranial direct current stimulation over the presupplementary motor area reduces the ERN in healthy individuals and individuals with OCD. In summary, the studies provide evidence that performance monitoring encompasses the affective evaluation of own actions and demonstrate that this process is altered in OCD; however, aberrant error evaluation does not seem to underlie heightened ERN amplitudes in OCD. These insights contribute to the understanding of neurocognitive alterations in this disorder. Additionally, the results suggest that non-invasive brain stimulation has the potential to attenuate the ERN in individuals with OCD, which may pave the way for novel intervention strategies.