Demostramos protocolos para la modulación (tDCS, HD-tDCS) y mapeo (TMS robótico) de la corteza motora en niños.
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Artículo de método
Modulación no invasiva y mapeo robótico de la corteza motora en el cerebro en desarrollo
En este artículo
Resumen
Resumen
El mapeo de la corteza motora con estimulación magnética transcraneal (TMS) tiene potencial para interrogar la fisiología de la corteza motora y la plasticidad, pero conlleva desafíos únicos en los niños. Del mismo modo, la estimulación de corriente directa transcraneal (tDCS) puede mejorar el aprendizaje motor en adultos, pero solo se ha aplicado recientemente a los niños. El uso de tDCS y técnicas emergentes como tDCS de alta definición (HD-tDCS) requieren consideraciones metodológicas especiales en el cerebro en desarrollo. El mapeo robótico del motor TMS puede conferir ventajas únicas para el mapeo, particularmente en el cerebro en desarrollo. Aquí, nuestro objetivo es proporcionar un enfoque práctico y estandarizado para dos métodos integrados capaces de explorar simultáneamente la modulación de la corteza motora y los mapas motores en niños. En primer lugar, describimos un protocolo para la cartografía robótica del motor TMS. Las rejillas de 12x12 que se navegan por RMN y navegadas por RMN centradas en la corteza motora guían a un robot para administrar TMS de un solo pulso. Las amplitudes medias del potencial evocada del motor (MEP) por punto de cuadrícula se utilizan para generar mapas de motores 3D de músculos individuales de la mano con resultados como el área del mapa, el volumen y el centro de gravedad. También se incluyen herramientas para medir la seguridad y la tolerabilidad de ambos métodos. En segundo lugar, describimos la aplicación de tDCS y HD-tDCS para modular la corteza motora y el aprendizaje motor. Se describe un paradigma de entrenamiento experimental y los resultados de la muestra. Estos métodos avanzarán la aplicación de estimulación cerebral no invasiva en niños.
Introducción
La estimulación cerebral no invasiva puede medir y modular la función cerebral humana1,2. El objetivo más común ha sido la corteza motora, debido en parte a una salida biológica inmediata y medible (potenciales evocados motores), pero también la alta prevalencia de enfermedades neurológicas que resultan en disfunción y discapacidad del sistema motor. Esta gran carga mundial de morbilidad incluye una alta proporción de afecciones que afectan a los niños, como la parálisis cerebral, la principal causa de discapacidad de por vida que afecta a unos 17 millones de personas en todo el mundo3.....
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Protocolo
Todos los métodos descritos en este protocolo han sido aprobados por la Junta de La Junta de Ética de Investigación sanitaria de la Universidad de Calgary (REB16-2474). El protocolo se describe en la Figura1.
1. Contraindicaciones de estimulación cerebral no invasivas
- Pantalla todos los participantes para las contraindicaciones para TMS15 y tDCS1 antes del reclutamiento.
2. Mapeo del motor de estimulación magnética transcraneal
- Preparación de la RMN para TMS navegado
- Obtener la RESONANCIA magnética estructural....
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Resultados
Usando los métodos presentados aquí, completamos un ensayo intervencionista aleatorio, controlado por falsa sham8. Se recluyó a los niños diestros (n.o 24, de 12 a 18 años) sin contraindicaciones para ambos tipos de estimulación cerebral no invasiva. Los participantes fueron excluidos específicamente en este estudio si estaban en medicamentos neuropsicotrópicos o si no eran ingenuos a tDCS. No hubo deserción.
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Discusión
TMS también se ha explorado en poblaciones pediátricas clínicas, incluyendo accidente cerebrovascular perinatal22 y parálisis cerebral, donde los mapas motores de TMS se crearon con éxito en niños con parálisis cerebral para explorar mecanismos de plasticidad intervencionista. Utilizando unprotocolo establecido 8, los mapas motores DE TMS se recopilaron con éxito en niños en desarrollo, y actualmente se están recopilando en un ensayo clínico multicéntrico en curso para niño.......
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Divulgaciones
Los autores no tienen revelaciones.
Agradecimientos
Este estudio fue apoyado por los Institutos Canadienses de Investigación Sanitaria.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Estimulador 1x1 SMARTscan | Soterix Medical Inc. | ||
| Adaptador 4x1 HD-tDCS | Soterix Medical Inc. | ||
| Brainsight Neuronavigation | Roge Resolution | https://www.rogue-resolutions.com/catalogue/neuro-navigation/brainsight-tms-navigation/ | |
| Electrodo de caucho de carbono | Soterix Medical Inc. | ||
| Electrodo EASYpad | Soterix Medical Inc. | ||
| EASYstraps | Soterix Medical Inc. | ||
| Amplificador EMG | Bortec Biomedical | http://www.bortec.ca/pages/amt_16.htm | |
| HD1 Portaelectrodos | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd1-holder | Soporte de electrodo HD de base estándar para tES de alta definición (HD-tES) |
| Electrodo HD | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-electrode | Anillo sinterizado HD-Electrodo. |
| HD-Gel | Soterix Medical Inc. | https://soterixmedical.com/research/hd-tdcs/accessories/hd-gel | HD-GEL para tES de alta definición (HD-tES) |
| Sistema de adquisición de datos Micro 1401 | Electronics http://ced.co.uk/products/mic3in | ||
| Purdue Pegboard Lafayette | Instrument Company | ||
| Solución salina | Baxter | ||
| Soterix Medical HD-Cap | Soterix Medical Inc. | ||
| Robot TMS | Axilium Robotics | http://www.axilumrobotics.com/en/ | |
| TMS Estimulador y bobina | Magstim Inc https://www.magstim.com/neuromodulation/ |
Referencias
- Woods, A. J., et al. A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools. Clinical Neurophysiology. 127 (2), 1031-1048 (2016).
- Nitsche, M. A., et al.
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Reimpresiones y permisos
Etiquetas
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