Zap Yourself Smarter With This DIY tDCS Brain Stimulator

Enligt Förenta staternas försvarsdepartement kan zapping av din hjärna med elektricitet göra nybörjare till experter - av allt. Tillämpningen av ström till hjärnan, känd som transkraniell direktströmstimulering (tDCS) - mottog finansiering från DARPA, USA: s försvarsdepartement, och mer. Och du kan bygga dina egna med ungefär $ 10 i delar, enkla verktyg och lite lödupplevelse.

TFF applicerar en liten ström från ett 9v batteri till hjärnan. Denna stimulans visade sig förbättra människors kognitiva krafter (lyssna på NYC Radiolab episod berättigad “9 Volt Nirvana” om du är skeptisk). Att tillämpa denna ström till olika delar av hjärnan kan ge sina användare tillfälliga (och ibland permanent) kognitiv förbättring. Forskning tyder på att tDCS också arbetar med depression, ångest och som meditationshjälpmedel. Den mest kända delen av hjärnan - den sk F3-regionen - erbjuder upp till 40% förbättring i specifika kategorier av lärande. Tyvärr är de långsiktiga effekterna på neuroplasticitet, hjärnans funktion och mer fortfarande okända.

Stigen till cerebral augmentation förblir fylld med faror - född av antingen din förmåga att upptäcka fel och från de okända långsiktiga effekterna av artificiell nervstimulering. Använd den här guiden på egen risk! Jag kan inte betona tillräckligt för att användarna utövar högsta grad av säkerhet vid konstruktion av sin egen tDCS-enhet. Läs avsnittet på “Elektroderplacering” längst ned i denna artikel.

Kan det döda dig?

På 60-talet experimenterade en US Navy Sailor med ett 9V-batteri - av misstag pressade han negativa och positiva elektroder genom ytan av huden och hakade den till ett 9V-batteri. Som det visade sig, innehåller blod (som innehåller järn) mycket lite elektrisk resistans. Som biologiska varelser leder våra kroppar elektricitet som en krets. Många av våra inre organ mottar elektrisk ström från våra hjärnor. En likström kan störa denna signal, vilket orsakar hjärtsvikt.

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

Steg 0: Inthinkerator MK. Jag designar

Den tDCS-enhet som vi bygger i den här guiden, Inthinkerator MK. Jag är från Reddit / r / tdcs-användare Kulty. Kults design med öppen källkod gör det möjligt för oss att låna och ändra det.

Ur mitt perspektiv ser designen som en amatörhobbyist bra ut. Den innehåller kort skydd och är säkrare än andra kommersiella enheter som Foc.us (vår granskning av Foc.us Foc.us tDCS Headset Review och Giveaway Foc.us tDCS Headset Review och Giveaway Foc.us-enheten $ 249 skottar en elektrisk ström i hjärnan - öka kognitiva förmågor. Läs mer). Med korrekt byggteknik är risken att skapa en kortslutning mycket, mycket låg. Tänk på att designen kommer utan garanti och kan eventuellt steka dina hjärnor - du varnade.

Steg 1: Erforderliga delar

• Brytare
• 2x 3,3k ohm motstånd
• 1k ohm motstånd
• 680 ohm motstånd
• 500 Ohm Trim. Potentiometer
• 5k ohm potentiometer
• Vitt eller blått LED-ljus
• 2N3904 NPN transistor
• Projektlådan
• Röd bananjacka
• Svart bananjacka
• LED Bezel
• 9V batteripack
• Potentiometerknapp
• 9V batteri (jag föreslår ett laddningsbart batteri)
• Bananjackkompatibla ledningar

Den totala kostnaden för delar ska komma ut till omkring $ 10-20, men du behöver också några grundläggande verktyg som med alla elektronikprojekt.

Steg 2: lägg ut din brädbräda

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

De exakta hålen där delarna sitter i spelar ingen roll för mycket - fokuserar på att slutföra kretsen. Om du är osäker på att använda ett brödbräde, se till att du läser våra nybörjarkunskaper som behövs för elektroniska projekt. Beginners Electronics: 10 färdigheter du behöver veta Nybörjarens elektronik: 10 färdigheter du behöver veta Många av oss har aldrig ens rört ett lödstryk - men att göra saker kan vara otroligt givande. Här är tio av de mest grundläggande DIY elektronik färdigheter för att hjälpa dig att komma igång. Läs mer guide först.

När du är klar kan du fästa batterikontakten på ditt 9v-batteri och ansluta det till de positiva och negativa skenorna på sidan av brödbrädet. Om allt fungerar ska du se att LED-lampan tänds. Om det inte fungerar, analysera omkretsen så att den är korrekt ansluten.

Steg 3: lägg ut din projektlåda

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

• Positiv bananplugg (röd)
• Negativ bananplugg (svart)
• Trimpotentiometer
• Brytare
• NPN transistor
• Potentiometer
• Projektlådan (självklart)

Steg 4: Borrhål

Du kommer att behöva borra sex hål. Jag föreslår borrning från insidan av fallet, snarare än från utsidan. Se också till att dina komponenter passar ihop innan de flyttas till nästa hål.

• Hål 1 & 2: Borra två hål överst på lådan. Dessa måste rymma skruvarna på katoden och anodbanan. Grovt 1/4 till 1/3 av en tum kommer att göra.
• Hål 3: Borra ett stort hål, ca 1/2 av en tum i diameter, för att placera LED-lampan och dess kromhus.
• Hål 4: Borra ett annat stort hål, ungefär ½ av en tum i diameter i mitten av lådan för att rymma potentiometern.
• Hål 5 (ej borrad i bilden): Borra ett litet hål, ca 5/16 tum i diameter, för att rymma trimpotentiometerns justerbara urtavla.
• Hål 6: Borra ett hål, ca 1/16^th med en tum i diameter, för att passa strömbrytaren.

Steg 5: Placering av komponenter i lådan

Båda bananpropparna går längst upp i projektlådan. Detta steg kommer inte kräva mycket ansträngning. Borra bara två hål överst på lådan, ta bort muttern på pluggarna och sätt in dem. Därefter använder du munstycket för att dra åt enheten på plats. De enda undantagen är NPN-transistorn och trimpotentiometern, som du kommer att klistra fast på.

NPN transistor: Se till att placera detta med den runda delen uppåt och att de tre stiften pekar åt höger.

Trimpotentiometer: Du kommer att vilja placera detta med mässingsknappen plocka genom hålet i väskan. När du placerar trimpotentiometern i det fallet ska du se till att mässingsringen är fastsatt med en lugnut. Lugnuten är skruvad på mässingsklockan, en gång den har skjutits genom hålet i projektlådan.

Steg 6: Potentiometer

Av de tre pinnarna på potentiometern kommer du att lödda isolerade ledningar till två av dem. Löd en medellång ledning till centralstift. Då löds a kortlängdskabeln till utvändig stift.

Steg 7: Trim Potentiometer

Återigen använder du bara två stift. Löd den centrala stiftet mot 1k Ohm motståndet. Du kommer märka att på bilden nedan har jag redan kopplat det här till Emitterstiftet på NPN-transistorn.

Ta sedan ledningen lödd till potentiometerets centrala stift och löd det här på utsidan på trimpotentiometern. Du kan behöva böja några av dessa stift för lättare åtkomst. Böj inte trimpotentiometerns pinnar för mycket. En liten böjning kommer inte att skada det - överböjning kommer att orsaka att stiftet snäpps av.

Steg 8: NPN-transistorn

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

1. Samlare: Löd en medellängd isolerad ledning.
2. Bas: Löd en kortlängdskabel.
3. Sändare: Loddare till 1k Ohm motstånd, från central stift på trimpotentiometer.

Steg 9: Växla omkopplare

Du kommer att lödda tre ledningar till växlaren. Var och en av växlarens stift är rektangulär, med ett hål i mitten. Du kan slinga ledningar genom hålen, vilket hjälper till att lödas. Innan du börjar med anslutningar till växlaren, ta en lång längd tråd och sluta med det med a 680 ohm motstånd. Som med nästan alla fysiska kopplingar kommer du att lödda dessa tillsammans.

Till vänster (utanför) stift, du kommer att lödda två delar. Ta först kabeln / motståndet (avbildat ovan) och löd det här på utsidan på brytaren. För det andra löd ett 3,3k motstånd till vänster (utvändigt) stift. Lödning båda samtidigt är mycket lättare än att lödda var och en på individuellt.

Löd sedan den röda (positiva) 9V batterianslutning till centralstiftet på brytare. Kom ihåg att inte ansluta batteriet tills du är helt klar.

Steg 10: LED

LED-lampan har två stift. De flesta lysdioder använder en lång stift för att utse en positiv kontakt. Det betyder att den korta stiftet är negativt. Om du kopplar den här felaktigt, kommer kretsens design att förhindra att lysdioden lyser, men kretsen kommer fortfarande att ge ström.

Den negativa (kort) stiftet ansluter till stiftet på sidan (inte centralstiftet) på potentiometern. Ta den korta ledningen från utsidan på potentiometern och löd den till mitten av lysdioden. På toppen av stiftet löds 9V-batterikontaktens negativa (svarta) ledning.

På den positiva stiftet löds en anslutning till NPN-transistorns baspinne (centralstift). I mitten av LED: s positiva stift lödar du 3.3k motståndet från växelströmbrytaren.

Steg 11: Anod och katod

Ta motståndets ände av motståndet / ledningen, som löds på utsidan på vridbrytaren och dra åt den i anodbanan. Du kan dra åt detta utan att lödda, med hjälp av en lugnut. Placera bara motståndets tråd mot den första lugnuten och dra åt den andra lugnut tills den gör nära kontakt med den första lugnuten.

Ta medellängdsledningen från samlarstiftet på NPN-transistorn och dra åt den på katodbanan, med samma metod som beskrivits i föregående steg.

Steg 12: Testa din tDCS-enhet

Denna fas kräver en multimeter och en liten juvelerare Flathead skruvmejsel. Testning tar inte mycket tid. Du märker att vid basen av elektrodkontakten (där den sitter i bananuttag), finns det två hål. Dessa kan användas för att testa enhetens elektriska utgång.

Inthinkeratorens maximala utgång är 2 milliamps. Jag föreslår att man vrider potentiometerns ratt helt upp till höger (medurs) och mäter utgången. Om det faller utanför den angivna 2mA måste du använda trimmen. potentiometer för finjustering av utgången.

Och du är klar!

Och där har du det! En slutförd tDCS-enhet som kostar ungefär $ 10 att bygga. Du kommer dock inte att kunna använda Inthinkerator tills du har lämpliga elektroder att fästa det i ditt huvud. Du kan köpa off-the-shelf elektroder eller bygga din egen. Tänk på att koksaltvatten är det enklaste att distribuera, eftersom de leder genom hår. Om du bara vill experimentera, erbjuder gelelektroder låg kostnad (och låg återanvändbarhet).

En DIY-lösning som jag hittade kommer från (igen) Reddit-användaren Kulty, med lite svampduk och aluminiumsnät.

Elektroderplacering

Jag kommer inte att komma in i elektrodplacering, men en av de bästa sidorna för att visualisera var elektroderna går är tDCSPlacements och Reddit / r / tDCS.

Jag bör också notera att vissa “montages” eller elektrodplaceringar kan orsaka allvarliga hälsoproblem för dem som lider av hjärnans avvikelser. Om du har en epilepsihistoria, 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 i en reducerad takt - särskilt områden nära anoden.

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