Artículo de método

Estimulación de corriente directa transcraneal para jugadores en línea

DOI:

10.3791/60007

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9 de noviembre de 2019

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1Department of Radiology, Yeouido St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 2Department of Radiology, Incheon St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 3Department of Brain and Cognitive Sciences, Ewha Womans University, 4Department of Biomedical Engineering, The City College of New York, 5Department of Neurology, Incheon St. Mary's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea

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En este artículo

Resumen

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Presentamos un protocolo y un estudio de viabilidad para aplicar la estimulación de corriente directa transcraneal (tDCS) y la evaluación de neuroimagen en jugadores en línea.

Resumen

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La estimulación de corriente directa transcraneal (tDCS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva que aplica una corriente eléctrica débil al cuero cabelludo para modular los potenciales de la membrana neuronal. En comparación con otros métodos de estimulación cerebral, tDCS es relativamente seguro, simple y barato de administrar.

Dado que el exceso de juegos en línea puede afectar negativamente la salud mental y el funcionamiento diario, es necesario desarrollar opciones de tratamiento para los jugadores. Aunque el tDCS sobre la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) ha demostrado resultados prometedores para diversas adicciones, no se ha probado en jugadores. Este artículo describe un protocolo y un estudio de viabilidad para aplicar tDCS repetido sobre el DLPFC y neuroimagen para examinar los correlatos neuronales subyacentes en los jugadores.

Al inicio, las personas que juegan juegos en línea reportan el promedio semanal de horas dedicadas a los juegos, completan cuestionarios sobre los síntomas de la adicción y el autocontrol, y se someten al cerebro 18F-fluoro-2-desoxiglucosa positron e imposibilidad de emisión de alcohol (FDG-PET). El protocolo tDCS consta de 12 sesiones sobre el DLPFC durante 4 semanas (ánodo F3/cátodo F4, 2 mA para 30 min por sesión). A continuación, se realiza un seguimiento utilizando el mismo protocolo que la línea de base. Las personas que no juegan juegos en línea reciben sólo escaneos FDG-PET de línea sin tDCS. Los cambios de características clínicas y la asimetría de la tasa metabólica cerebral regional de glucosa (rCMRglu) en el DLPFC se examinan en los jugadores. Además, la asimetría de rCMRglu se compara entre jugadores y no jugadores en la línea de base.

En nuestro experimento, 15 jugadores recibieron sesiones tDCS y completaron escaneos de línea de base y seguimiento. Diez no jugadores se sometieron a exploraciones FDG-PET en la línea de base. El tDCS redujo los síntomas de adicción, el tiempo dedicado a los juegos y el aumento del autocontrol. Además, la asimetría anormal de rCMRglu en el DLPFC al inicio se alivió después de tDCS.

El protocolo actual puede ser útil para evaluar la eficacia del tratamiento de tDCS y sus cambios cerebrales subyacentes en los jugadores. Otros estudios aleatorizados controlados por falsos están garantizados. Además, el protocolo se puede aplicar a otros trastornos neurológicos y psiquiátricos.

Introducción

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En los últimos años, se ha prestado mayor atención al uso excesivo de juegos en línea ya que sus asociaciones con impacto negativo en la salud mental y el funcionamiento diario, así como con el trastorno de los juegos de Internet (IGD) se han reportado1,2,3. Aunque se han evaluado varias estrategias de tratamiento, incluyendo farmacoterapia y terapia cognitivo-conductual, la evidencia de su eficacia es limitada4.

Estudios anteriores han sugerido que la IGD puede compartir similitudes clínicas y neurobiológicas con otras adicciones conductuales y trastornos por consumo de sustancias5,6. Se ha informado que la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) está estrechamente involucrada en la fisiopatología de la sustancia y la adicción al comportamiento como el anhelo7,el control de impulsos8,la toma de decisiones9,y la flexibilidad cognitiva10. Varios estudios de neuroimagen sobre IGD han notificado deficiencias estructurales y funcionales en el DLPFC6. En particular, los estudios de neuroimagen estructural revelaron una reducción de la densidad de la materia gris en el DLPFC11,12 y un estudio de resonancia magnética funcional (fMRI) encontró una actividad inducida por cued alterada en el DLPFC de pacientes con IGD13. Además, la asimetría funcional del cerebro puede contribuir a la impulsividad y el antojo en las adicciones incluyendo IGD. Por ejemplo, el antojo inducido por cue para juegos en línea podría estar relacionado con las activaciones prefrontales derechas14. Sin embargo, las alteraciones de la tasa metabólica cerebral regional de glucosa (rCMRglu) asociadas con el uso excesivo de juegos en línea o IGD siguen siendo para ser investigados más allá en comparación con otros déficits cerebrales15.

La estimulación de corriente directa transcraneal (tDCS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva que aplica una corriente eléctrica débil (1-2 mA) a través de electrodos conectados al cuero cabelludo para modular los potenciales de la membrana neuronal. Generalmente, la excitabilidad cortical aumenta bajo el electrodo de ánodo y disminuye bajo el electrodo catódo16. tDCS se ha convertido en un método popular porque es simple, barato y seguro de administrar en comparación con otras técnicas de estimulación cerebral como la estimulación magnética transcraneal (TMS) que utiliza un pulso magnético para generar una corriente eléctrica en el tejido cerebral debajo de la bobina. Según una revisión reciente, el uso de protocolos tDCS convencionales no ha producido ningún efecto adverso grave o lesión irreversible y se asocia con sólo sensación de picazón u hormigueo leve y transitoria bajo el área de estimulación17.

Varios estudios han demostrado resultados favorables de tDCS18,19,20 y repetitivo TMS21,22 sobre el DLPFC para el tratamiento de la adicción al comportamiento y las sustancias. Sin embargo, se necesitan más estudios para investigar los efectos de las técnicas de estimulación cerebral en el uso del juego en línea y los cambios cerebrales subyacentes.

El objetivo de este estudio es presentar un protocolo para aplicar sesiones repetidas de tDCS sobre el DLPFC y neuroimagen para examinar los correlatos neuronales subyacentes en los jugadores utilizando 18F-fluoro-2-desoxiglucosa tomografía por emisión de positrones (FDG-PET), así como para evaluar su viabilidad. Específicamente, nos centramos en los cambios en los síntomas de adicción, el tiempo promedio dedicado a los juegos, el autocontrol y la asimetría de rCMRglu en el DLPFC.

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Protocolo

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Todos los procedimientos experimentales presentados en este protocolo han sido aprobados por la Junta de Revisión Institucional y están de acuerdo con la Declaración de Helsinki.

1. Participantes en la investigación

  1. Recluta a personas que informen que juegan juegos en línea (el grupo de jugadores) y aquellos que informan que no juegan juegos en línea (el grupo que no juega).
    NOTA: Aquí, incluimos individuos con dos o más síntomas de IGD de acuerdo con el Manual Diagnóstico y Estadístico de trastornos mentales-523 o aquellos que juegan juegos al menos una hora por día en promedio en el grupo de jugadores. El grupo que no juega se somete únicamente a escaneos FDG-PET cerebrales basales para comparar rCMRglu con el grupo de jugadores y no recibe sesiones tDCS.
  2. Para ambos grupos, excluya a las personas con (a) trastornos médicos, psiquiátricos o neurológicos importantes, (b) antecedentes de lesión cerebral traumática, (c) antecedentes de abuso de alcohol u otras sustancias o dependencia, (d) uso de medicamentos psicotrópicos, o (e) cualquier contraindicaciones para el tDCS como dolor de cabeza intenso, metal en la cabeza, antecedentes de convulsiones, epilepsia o cirugía cerebral, o cualquier lesión u otros problemas médicos en la piel donde se unirán electrodos tDCS.
  3. Explicar a cada participante el objetivo del estudio, los principales procedimientos experimentales y cualquier riesgo potencial asociado con la participación en el estudio. Después de responder a cualquier pregunta, obtenga el consentimiento por escrito.

2. Evaluación de línea de base

  1. Evaluar las características clínicas utilizando los siguientes cuestionarios: Prueba de adicción a Internet (IAT)24 y Escala breve de autocontrol (BSCS)25. Además, pida a los participantes que informen del promedio de horas semanales que pasan jugando.
    NOTA: La palabra "Internet" en la IAT se reemplaza con "juegos en línea" para evaluar la gravedad de la adicción a los juegos en línea.
  2. Realizar exploraciones cerebrales FDG-PET.
    1. Inyectar a los participantes con 185 - 222 MBq de FDG y hacer que los participantes descansen durante 45 minutos de un período de admisión durante el cual están despiertos y descansando en posición supina en una habitación oscura y tranquila con los ojos cerrados.
    2. Realice exploraciones FDG-PET cerebrales para adquirir imágenes de emisión transaxial e imágenes de TC utilizando un escáner PET-CT en aproximadamente 15 minutos. Aplicar corrección de atenuación, filtrado estándar y técnicas de reconstrucción estándar.

3. Aplicación de tDCS

  1. Dentro de una semana después de la evaluación de referencia, aplique tDCS a los participantes. Prepare sesiones tDCS con los siguientes materiales: un dispositivo tDCS, toallitas húmedas, solución salina, dos electrodos de esponja (6 cm de diámetro), un cable, un gorro y una diadema.
  2. Pida al participante que se sente en una silla.
  3. Ajuste los parámetros de estimulación para el dispositivo tDCS: 2 mA para 30 min (densidad de corriente a 0,07 mA/cm2). Establecer la corriente para que rampas de hasta 2.0 mA sobre 30 s, permanece en 2.0 mA durante 29 min, y rampas hasta 0 mA en los últimos 30 s.
  4. Coloque el reposacabezas (el sistema internacional 10-20) en la cabeza del participante y marque la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (F3) y la corteza prefrontal dorsolateral derecha (F4). A continuación, retire el capuchón de la cabeza del participante.
  5. Coloque dos electrodos de esponja en los soportes de goma de la diadema y remoje con solución salina.
  6. Retire cualquier maquillaje, suciedad o sudor en el cuero cabelludo donde se aplicarán los electrodos.
  7. Coloque la diadema sobre los puntos de marcado colocando el electrodo anodal sobre el DLPFC izquierdo y el electrodo cathodal sobre el DLPFC derecho.
  8. Conecte los electrodos al dispositivo tDCS mediante el cable y encienda el dispositivo.
  9. Pida al participante que informe cualquier efecto adverso durante o después de la sesión de tDCS.
  10. Al final de los 30 minutos de estimulación, apague el dispositivo y retire los electrodos del participante.
  11. Administrar un total de 12 sesiones de tDCS (3 veces por semana durante 4 semanas).

4. Evaluación de seguimiento

  1. Realice la evaluación de seguimiento dentro de una semana después de la última sesión de tDCS utilizando el mismo protocolo que la evaluación de línea de base.

5. Análisis de datos

  1. Utilice un paquete de software adecuado para preprocesar las imágenes PET (por ejemplo, Asignación paramétrica estadística 12).
    1. Convertir archivos DICOM a archivos NIFTI.
    2. Normaliza espacialmente todas las imágenes PET a la plantilla PET estándar.
  2. Cree máscaras binarias para el DLPFC izquierdo y derecho (por ejemplo, la caja de herramientas WFU PickAtlas). El DLPFC se define por el génóxido frontal medio en el atlas de etiquetado anatómico automatizado.
  3. Extraiga rCMRglu del DLPFC izquierdo y derecho utilizando las máscaras (por ejemplo, la caja de herramientas MarsBaR). El rCMRglu se normaliza a la toma media global mediante escalado proporcional.
  4. Calcule el índice de asimetría (AI) de rCMRglu en el DLPFC como (rCMRglu a la derecha - rCMRglu izquierda) / [(rCMRglu right + rCMRglu left) / 2] a 100. La IA positiva indica asimetría de la glucosa a la derecha mayor que la izquierda.

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Resultados

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Un total de 15 jugadores(Tabla 1)y 10 no jugadores fueron reclutados. La edad media del grupo de jugadores (21,3 x 1,4) fue significativamente inferior a la del grupo de no jugadores (28,8 x 7,5) (t a -3,81, p < 0,001). Había 8 hombres en el grupo de jugadores y 6 hombres en el grupo de no jugadores(2 x 0,11, p a 0,74).

Los resultados de comportamiento utilizando modelos mixtos lineales indican que las sesiones de tDCS redujeron con éxito la puntuación de IAT (z ...

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Discusión

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Hemos presentado un protocolo tDCS y neuroimagen para jugadores en línea y hemos evaluado su viabilidad. Los resultados demostraron que las sesiones repetidas de tDCS sobre el DLPFC redujeron los síntomas de adicción a los juegos en línea y el tiempo promedio dedicado a los juegos y aumentaron el autocontrol. Un aumento en el autocontrol se correlacionó con una disminución de los síntomas de adicción. Además, la asimetría anormal de rCMRglu en el DLPFC donde el lado derecho era mayor que el lado izquierdo se mejoró despu...

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Divulgaciones

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La Universidad de la Ciudad de Nueva York (CUNY) tiene IP sobre sistemas de neuroestimulación y métodos con Marom Bikson como inventor. Marom Bikson tiene capital en Soterix Medical Inc y sirve como consultor para Boston Scientific Inc. Todos los demás autores no declaran conflictos financieros de intereses.

Agradecimientos

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Este estudio fue apoyado por la National Research Foundation of Korea (NRF) financiado por el Ministerio de Ciencia y TIC (2015M3C7A1064832, 2015M3C7A1028373, 2018M3A6A3058651) y por los Institutos Nacionales de Salud (NIHNIMH 1R011111896, NI-HN 1R01NS101362).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Sistema de imágenes PET/CT STE
MarsBaR, región de interés de la caja de herramientas para SPMMatthew BrettSoftware de análisis de neuroimagen; http://marsbar.sourceforge.net/
Mapeo Paramétrico Estadístico 12Wellcome Centro de NeuroimagenHumana Software de análisis de neuroimagen; https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm12/
Dispositivo transcraneal de estimulación de corriente continuaYbrainYDS-301N
WFU_PickAtlasLaboratorio ANSIR, Facultad de Medicina de la Universidad de Wake Forest Software de análisis deneuroimagen; https://www.nitrc.org/projects/wfu_pickatlas/
DISCOVERY GE, Healthcare

Referencias

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