Zappa dig smartare med denna DIY tDCS-hjärnstimulator

Annons

Enligt USA: s försvarsdepartement, zappa din hjärna med el kan förvandla nybörjare till experter - av vad som helst. Applicering av ström på hjärnan - känd som transkraniell likströmstimulering (tDCS) - fick finansiering från DARPA, det amerikanska försvarsdepartementet och mer. Och du kan bygga dina egna med cirka $ 10 i delar, enkla verktyg och lite lödningsupplevelse.

TFF applicerar en liten ström från ett 9v-batteri till hjärnan. Denna stimulering visade sig förbättra mänskliga kognitiva krafter (lyssna på NYC Radiolab-avsnittet "9 Volt Nirvana" om du är skeptisk). Att applicera denna ström på olika delar av hjärnan kan ge sina användare tillfälliga (och ibland permanent) kognitiv förbättring. Forskning indikerar att tDCS också fungerar på depression, ångest och som ett meditationshjälpmedel. Den mest kända delen av hjärnan - den så kallade F3-regionen - erbjuder upp till 40% förbättring i specifika kategorier av lärande. Tyvärr är de långsiktiga effekterna på neuroplasticitet, hjärnfunktion med mera okända.

Vägen till cerebral förstärkning förblir full av faror - född från antingen din kapacitet för fel och från de okända långsiktiga effekterna av konstgjord neural stimulering. Använd denna guide på egen risk! Jag kan inte tillräckligt betona att användare utövar högsta grad av säkerhet vid konstruktion av sin egen tDCS-enhet. Läs avsnittet om "Elektrodplacering" längst ner i den här artikeln.

Kan det döda dig?

På 60-talet experimenterade en amerikansk marin sjöman med ett 9V-batteri - av misstag drev han negativa och positiva elektroder genom ytan på huden och anslöt det till ett 9V-batteri. Som det visade sig erbjuder blod (som innehåller järn) mycket liten elektrisk motstånd. Som biologiska varelser leder våra kroppar elektricitet som en krets. Många av våra inre organ får elektrisk ström från våra hjärnor. En likström kan störa denna signal och orsaka hjärtsvikt.

Dessutom vet vi ingenting om de långsiktiga effekterna av tDCS på människans fysiologi. Medan den elektriska strömmen för ett 9V-batteri inte alls är mycket när den appliceras på en tunga, är den interna applikationen dödlig.

Steg 0: Inthinkerator MK. Jag designar

Den tDCS-enhet vi bygger i den här guiden, Inthinkerator MK. Jag är från Reddit /r/tdcs användare Kulty. Den öppna källan till Kultys design gör att vi kan låna och modifiera den.

Ur mitt perspektiv - som amatörhobbyist - ser designen bra ut. Det inkluderar kort skydd och är säkrare än andra kommersiella enheter som Foc.us (vår recension av Foc.us Foc.us tDCS Headset Review och GiveawayFoc.us-enheten på 249 dollar skjuter en elektrisk ström i hjärnan - vilket ökar kognitiva förmågor. Läs mer ). Med korrekt byggteknik är risken för att skapa en kortslutning mycket, mycket låg. Tänk på att designen kommer utan garanti och potentiellt kan steka dina hjärnor - du varnades.

Steg 1: Delar krävs

• Brytare
• 2x 3,3 k Ohm-motstånd
• 1k Ohm-motstånd
• 680 Ohm-motstånd
• 500 Ohm Trim. Potentiometer
• 5k Ohm-potentiometer
• Vit eller blå LED-lampa
• 2N3904 NPN-transistor
• Projektlåda
• Röd bananjack
• Svart bananjack
• LED-rosa
• 9V batteri klämma
• Potentiometervred
• 9V batteri (Jag föreslår ett laddningsbart batteri)
• Banana jack-kompatibla kablar

Den totala kostnaden för delar bör uppgå till cirka 10-20 $, men du behöver också några grundläggande verktyg som för alla elektronikprojekt.

Steg 2: Lägg ut din brödbräda

Testa kretsen först på en brödskiva för att avgöra om delarna fungerar och kretsen är korrekt - du behöver inte alla delar ännu. Observera att vi använder ett 220 Ohm-motstånd som testbelastning för att simulera hudkontakt.

De exakta hålen där delarna ansluts till spelar ingen roll för mycket - fokusera på att slutföra kretsen. Om du är osäker på hur du använder en brödskiva måste du läsa vår nybörjare som behövs för elektroniska projekt Nybörjarelektronik: 10 färdigheter du behöver vetaMånga av oss har aldrig ens rört en lödkolv - men att göra saker kan vara oerhört givande. Här är tio av de mest grundläggande DIY-elektronikfärdigheterna som hjälper dig komma igång. Läs mer guide först.

När du är klar kan du ansluta batterikontakten till ditt 9v-batteri och ansluta det till de positiva och negativa skenorna, på sidan av brädskivan. Om allt fungerar bör du se LED-lampan tända. Om det inte fungerar, reanalysera kretsen för att se till att den är korrekt ansluten.

Steg 3: Lägg upp din projektlåda

Ta nu projektrutan och markera platsen för följande komponenter med en markör:

• Positiv banankontakt (röd)
• Negativ bananplugg (svart)
• Klipp potentiometer
• Brytare
• NPN-transistor
• Potentiometer
• Projektbox (naturligtvis)

Steg 4: Borrhål

Du måste borra sex hål. Jag föreslår borrning från insidan av ärendet, snarare än från utsidan. Se också till att dina komponenter faktiskt passar innan du flyttar till nästa hål.

• Hål 1 & 2: Borra två hål överst på lådan. Dessa måste rymma skruvarna på katoden och bananjacket i anoden. Grovt gör 1/4 till 1/3 tum.
• Hål 3: Borra ett stort hål, ungefär 1/2 tum i diameter, för att placera LED-ljuset och dess kromhus.
• Hål 4: Borra ett annat stort hål, cirka ½ tum i diameter i mitten av lådan för att rymma potentiometern.
• Hål 5 (inte borrat på bilden): Borra ett litet hål, cirka 5/16 tum av en diameter i diameter, för att anpassa trimpotentiometerns justerbara ratten.
• Hål 6: Borra ett hål, cirka 1/16^th av en tum i diameter, för att passa på strömbrytaren.

Steg 5: Placering av komponenter i rutan

Båda bananpropparna går längst upp i projektlådan. Det här steget kräver inte mycket ansträngning. Borra bara två hål överst på lådan, ta bort muttern på pluggarna och sätt i den. Därefter använder du lugsmuttern för att dra åt enheten på plats. De enda undantagen är NPN-transistorn och trimpotentiometern, som du kommer att limma på plats.

NPN-transistor: Se till att placera detta med det runda partiet uppåt och att de tre stiften pekar mot höger.

Klipp potentiometer: Du kommer att placera detta med mässingsratten som stickar genom hålet i fallet. När du placerar trimpotentiometern i fodralet, se till att mässvredet är säkrat med en lugn. Väskan är skruvad på mässvredet när den har skjutits igenom hålet i projektlådan.

Steg 6: Potentiometer

Av de tre stiften på potentiometern lödar du isolerade ledningar till två av dem. Löd en mediumlängd tråd till centralstift. Löd sedan en kort längd tråd till yttre stift.

Steg 7: Trim Potentiometer

Återigen använder du bara två stift. Löd den centrala stiftet till 1k Ohm-motståndet. Du kommer att märka att på bilden nedan har jag redan anslutit detta till Emitter-stiftet på NPN-transistorn.

Ta sedan den tråd som är löd till den centrala tappen på potentiometern och löd den till den yttre tappen på trim-potentiometern. Du kan behöva böja några av dessa stift för att få enklare åtkomst. Böj inte trimpotentiometerns stift för mycket. En liten böj skadar inte den - överböjning kommer att få stiftet att knäppas av.

Steg 8: NPN-transistorn

Det finns tre typer av stift på NPN-transistorn: Samlare, Sändare och Bas. Varje stift motsvarar en annan lödanslutning. Du kommer att vilja försäkra att stiften är korrekt anslutna eller annars fungerar inte kretsen. Du måste också se till att NPN-transistorns platta sida är vänd ner.

1. Samlare: Löd en mediumlängd isolerad tråd.
2. Bas: Löd en tråd med kort längd.
3. Sändare: Löd till 1k Ohm-motståndet, från central stift på trimma potentiometer.

Steg 9: Växla switch

Du löd tre trådar till vippbrytaren. Var och en av vippbrytarens stift är rektangulära, med ett hål i mitten. Du kan slinga ledningar genom hålen, som hjälper lödning. Innan du börjar med anslutningar till växlaren, ta en lång längd tråd, och gå i slutet av det med en 680 Ohm-motstånd. Som med nästan alla fysiska anslutningar, lödar du dessa tillsammans.

Till vänster (utanför) stift, du kommer att löda två delar. Ta först kabeln / motståndet (avbildad ovan) och löd detta till den yttre stiftet på vippbrytaren. För det andra, löd ett 3,3 k-motstånd mot vänster (yttre) stift. Lödning av båda samtidigt är mycket lättare än att lödas var och en för sig.

Löd sedan det röda (positivt) 9v batterikontakt till den centrala stiftet på brytare. Kom ihåg att inte ansluta batteriet förrän du är helt klar.

Steg 10: LED

Lysdioden har två stift. De flesta lysdioder använder en lång stift för att beteckna ett positivt kontakt. Det betyder att den korta stiftet är negativt. Om du kopplar detta felaktigt kommer kretsens design att förhindra att lysdioden tänds, men kretsen kommer fortfarande att leda en ström.

Det negativa (kort) stift ansluts till stiftet på sidan (inte den centrala stiftet) på potentiometern. Ta den korta ledningen från den yttre stiftet på potentiometern och löd den till mitten av lysdioden. Löd upp 9V-batterikontaktens negativa (svarta) tråd längst upp på stiftet.

Löd en anslutning till NPN-transistorns basstift (centralstift) på den positiva stiftet. I mitten av LED: s positiva stift, löd 3,3 k-motståndet från vippbrytaren.

Steg 11: Anod och katod

Ta motståndets ände på motståndet / tråden, som redan är löd till den yttre stiftet på vippbrytaren, och dra åt den i anodens bananplugg. Du kan dra åt detta utan att lödas med hjälp av en lugn. Placera bara motståndstråden mot den första lugnet och dra åt den andra lugnet tills den kommer i kontakt med den första lugnet.

Ta den medelstora isolerade tråden från Collector-stiftet på NPN-transistorn och dra åt den på katodens bananjack med samma metod som beskrivs i föregående steg.

Steg 12: Testa din tDCS-enhet

Den här fasen kräver en multimeter och en liten juvelerares Flathead-skruvmejsel. Testning tar inte mycket tid. Du kommer att märka att det finns två hål i basen på elektrodkontakten (där den ansluts till bananuttagen). Dessa kan användas för att testa enhetens elektriska utgång.

Inthinkerators maximala utgång är 2 milliamp. Jag föreslår att man vrider på potentiometerns ratten helt upp till höger (medurs) och mäter utgången. Om den faller utanför den angivna 2mA måste du använda trimmen. potentiometer för att finjustera utgången.

Och du är klar!

Och där har du det! En färdig tDCS-enhet som kostar cirka $ 10 att bygga. Men du kommer inte att kunna använda Inthinkerator tills du har lämpliga elektroder för att fästa den på huvudet. Du kan köpa elektroder utanför hyllan eller bygga egna. Kom ihåg att saltlösningsdämpade svampar är de enklaste att använda, eftersom de leder genom håret. Men om du bara vill experimentera erbjuder gelelektroder låg kostnad (och låg återanvändbarhet).

En DIY-lösning som jag hittade kommer från (igen) Reddit-användare Kulty, med hjälp av svampduk och aluminiumnät.

Elektrodplacering

Jag kommer inte till elektrodplacering, men en av de bästa webbplatserna för att visualisera vart elektroderna är tDCSPlacements och Reddit / r / TDCs.

Jag bör också notera att vissa "montages" eller elektrodplaceringar kan orsaka allvarliga hälsoproblem för dem som lider av hjärnabnormaliteter. Om du har haft epilepsi, använd INTE tDCS av något slag. Om du har hjärnimplantat, t.ex. metallplattor, på liknande sätt: Använd INTE tDCS. Det kan döda dig. Dessutom kan vissa delar av din hjärna fungera med en reducerad hastighet - särskilt regioner nära anoden.

Låt oss prata om tDCS i kommentarerna - har du sett positiva resultat? Har det fått dig att känna dig något ovanligt?