El método de trenzado Sol para manejar el cabello grueso durante la estimulación magnética transcraneal: una solución para el sesgo potencial en la estimulación cerebral

La investigación en neurociencia, por su propia naturaleza, implica cambios de paradigma e innovaciones para comprender la función cerebral, las discapacidades neurológicas y los trastornos psiquiátricos^. A pesar de los muchos avances, la disciplina de la neurociencia se ha quedado corta en algunos aspectos. Por ejemplo, existen disparidades raciales, tanto en el número de investigadores, como en la representación de los sujetos y pacientes en la investigación. Numerosas personas subrepresentadas de grupos minoritarios están ausentes de los experimentos y estudios clínicos². Solo 5 publicaciones de 81 artículos de EEG basados en el cuero cabelludo revisados por pares de septiembre a octubre de 2019 indicaron específicamente tener una muestra que incluía a personas minorizadas. Además, estudios recientes demostraron que las personas de grupos minoritarios subrepresentados a menudo fueron diagnosticadas erróneamente o no confiaron en los investigadores. Assari et al. encontraron que la comunidad de atención médica, específicamente la mitad de los estudiantes y residentes de medicina blancos, creían que los afroamericanos tenían la piel más gruesa que los blancos, lo que influía en su juicio médico y estrategias de tratamiento ^3,4. Debido a la ausencia de datos de los participantes minoritarios, los resultados de la investigación son menos generalizables y muestran disparidades para las poblaciones minoritarias. Para garantizar que la población del ensayo sea representativa de los pacientes que utilizarán el medicamento o medicamento y que los resultados sean generalizables, los ensayos clínicos deben incluir un grupo diverso de participantes⁵.

De interés para la neurociencia basada en el cuero cabelludo es la forma, el grosor, el estilo y la densidad distintivos que a menudo se ven en el cabello de las minorías subrepresentadas. La forma del folículo, por ejemplo, es una característica que hace que el cabello africano sea distintivo. El cabello africano proviene de folículos más pequeños, elípticos y planos, mientras que los folículos pilosos caucásicos y asiáticos son más circulares y grandes⁶. Cuando las minorías se lavan el cabello, se enrosca, lo que causa dificultades a los investigadores en sus experimentos. A veces se aconseja a los grupos minoritarios que se laven y alisen el cabello con productos capilares antes de acudir a las imágenes del cuero cabelludo, pero hacerlo puede tener un impacto en la precisión de los datos. Los datos están sesgados porque menos participantes de grupos minoritarios se ofrecerían como voluntarios y los datos de ellos podrían descartarse por ser de menor calidad. Además, debido a sus peinados típicos (como trenzas y trenzas), los individuos minoritarios a veces se perciben como difíciles de reclutar y retener². Rosen et al. estudiaron a un hombre afrodescendiente que usaba rastas, un estilo usado por individuos minoritarios subrepresentados, y presentaba disfluencia en el habla espontánea⁷. Quería recibir tratamiento mediante imágenes basadas en el cuero cabelludo, ya que tenían evidencia emergente de eficacia y eran tolerables.

Una de las técnicas de imagen basadas en el cuero cabelludo que se utiliza ampliamente es la estimulación magnética transcraneal (EMT). La TMS es una técnica de imagen basada en la superficie que se utiliza de forma no invasiva para inducir aumentos localizados de la actividad cerebral. La capacidad de controlar la actividad neuronal en el cerebro humano hace que la EMT sea una herramienta crucial para la neurociencia experimental y terapéutica⁸. Para establecer las recomendaciones de seguridad estándar, cuando se representa como un porcentaje del umbral motor (MT), la intensidad de la TMS proporciona un indicador generalizable de la estimulación aplicada que se puede utilizar con cualquier forma de bobina o tipo de estimulador⁹. El potencial motor evocado (MEPs) utilizado para determinar la MT también puede ser una medida de la corticoexcitabilidad, que es provocada por la EMT sobre la corteza motora humana 10,11,12,1,3,14,15,16. La EMT se administra a la corteza motora, lo que provoca la activación en las regiones contralaterales. Por lo general, se dirigen regiones de la mano, ya que el objetivo estimulante no es difícil de encontrar en la corteza motora, y la colocación de electrodos o el monitoreo visual de las respuestas de la mano / dedo es simple. Los mecanismos que gobiernan la potencia del motor se pueden comprender mejor utilizando MEP. Dado que los MEP se utilizan para medir las diferencias individuales en la MT, ahora forman parte de prácticamente todas las aplicaciones de TMS. En general, es peligroso utilizar TMS sin medir algún aspecto de la MT. Si el TMS se administra por encima del TM adecuado, pueden producirse convulsiones. Si la TMS se administra por debajo de la MT, los resultados pueden estar reducidos o ausentes (es decir, es posible que las neuronas objetivo no estén despolarizadas). Los informes precisos de la TA también son fundamentales para comparar estudios. Por ejemplo, muchos de los estudios en nuestro laboratorio utilizan un valor del 90%, lo que les dice a otros investigadores que una aplicación del 110% puede resultar en un efecto mayor.

Stokes et al. examinaron diferentes distancias entre la región objetivo y la bobina estimuladora y posteriormente encontraron una relación lineal directa entre la distancia y el MT ^8,17 de los individuos. Por lo tanto, los grupos minoritarios, algunos con cabello natural más grueso, pueden tener mediciones de MT/MEP menos precisas. En una encuesta dirigida a la comunidad de autores publicados de TMS, descubrimos que cuando hacíamos preguntas abiertas como "¿el cabello juega un papel en la impedancia?", los expertos en el campo respondieron: "Aumenta los umbrales. Mover el cabello a un lado, comprimirlo, etcétera". Tratamos de usar gel para tender un puente sobre ese contacto, pero no hay mucho que se pueda hacer". "El pelo grueso también dificulta el contacto; igual que el anterior"; Más pelo dificulta la estimulación, especialmente si impide un buen contacto del cuero cabelludo con la bobina¹⁸. El crecimiento denso del cabello dificulta el contacto entre la bobina TMS y el cuero cabelludo, lo que deja un contacto mínimo o nulo e impide la señal. Investigaciones anteriores han demostrado que trenzar cabello grueso y grueso reduce las impedancias en^{las imágenes del} cuero cabelludo. Utilizando las características del cabello grueso o rizado, Etienne et al. descubrieron que trenzar el cabello de un participante en trenzas mantiene la integridad de la señal cuando se usa EEG.

Presentamos el método Sol "Sun" para ofrecer una solución para gestionar el cabello en minorías infrarrepresentadas. Debido al grosor y la aspereza de su cabello, predijimos que el cabello que normalmente se ve en las minorías subrepresentadas responderá mejor a este procedimiento, ya que preservará el cabello (es decir, no se afeitará) y permitirá la medición a largo plazo. Estos métodos son fáciles de enseñar, aprender y realizar; no requieren equipo adicional; no aumenten los riesgos de seguridad; honrar y respetar el cabello natural de los participantes; y promover el orgullo en el participante (y en los investigadores) que pueden haberse sentido previamente desalentados por las técnicas basadas en el cuero cabelludo.

La investigación presentada aquí fue aprobada por el comité de la Junta de Revisión Institucional (IRB) de la Universidad Estatal de Montclair iniciada en 2001 y actualizada anualmente hasta 2023. Todos los participantes fueron tratados dentro de las pautas éticas de la Asociación Americana de Psicología. Se siguieron los procedimientos de seguridad típicos. Por ejemplo, reclutamos a nueve adultos de la población general de la Universidad Estatal de Montclair utilizando folletos y el boca a boca. Todos los sujetos fueron examinados en persona empleando las pautas de TMS establecidas por Wasserman¹⁹. Los participantes recibieron una compensación de $25 por su inscripción en el estudio, y todos los sujetos fueron tratados dentro de los estándares establecidos por la Junta de Revisión Institucional (IRB) local y de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes y de todos los sujetos identificados como hispanos o afroamericanos.

1. Antecedentes y transferencia 10/20

NOTA: Para TMS, no se necesitará ningún equipo adicional de ninguna importancia (es decir, los laboratorios deberían tener fácilmente todos estos suministros).

1. Participantes
   1. Antes de iniciar cualquier procedimiento, asegúrese de obtener una Revisión del Comité IRB. Si se trata de un protocolo inicial, consulte a investigadores experimentados y prepare todos los formularios, como el consentimiento, el cribado (figura 1) y los efectos secundarios (figura 2), y practique su presentación.
      NOTA: Los formularios deben complementar y no sustituir las entrevistas directas con los participantes con respecto a la seguridad.
   2. Asegúrese de que todos los miembros del equipo estén capacitados en sus funciones.
      NOTA: Los cursos de capacitación están disponibles y casi todos los laboratorios de TMS comparten libremente sus mejores prácticas de seguridad.
   3. Recluta participantes a través de las redes sociales y folletos.
      NOTA: El reclutamiento proporciona un incentivo monetario y una breve descripción de los riesgos.
   4. Administre la lista de verificación de detección antes de la inscripción (Figura 1).
   5. Pagar a todos los participantes por su participación ($25 en este estudio) y tratarlos de acuerdo con las pautas de la Junta de Revisión Interna y la Asociación Americana de Psicología.
2. Realizar TMS utilizando los parámetros apropiados para la institución (ver la discusión).
3. La seguridad y la comodidad de los participantes son fundamentales, así que pregunte y supervise a los participantes tanto verbal como visualmente durante todo el procedimiento. Asegúrese de buscar nerviosismo, que puede ser la norma y, en algunos casos, conduce a resultados más difíciles.

2. Manejo de equipos TMS

1. Asegúrese de que la bobina en forma de ocho de 70 mm utilizada para este experimento nunca alcance temperaturas peligrosas o de apagado. Mantenga las bobinas de respaldo listas en caso de que se necesiten como reemplazos.
2. Utilice la inspección visual (5/10 evocado Abductor Corto del Pulgar) o la electromiografía (EMG) para determinar el umbral motor.

3. Umbral motor en cabello no trenzado

1. Marque la región CZ nasion/inion line y el punto medio tomado con un marcador mágico borrable. Mide los puntos del lóbulo de la oreja o preauriculares, y marca esos puntos también.
2. Usando la línea del hemisferio derecho, descienda un tercio (de la dorsal a la ventral) y encuentre la ubicación óptima para la activación del abductor corto del pulgar (APB). Accione el dispositivo TMS a través del gatillo de bobina y el interruptor de pedal y desconecte el seguro de la parte delantera de la máquina.
3. Oriente la bobina TMS a 45° para todas las búsquedas y entregas TMS.
4. Utilice el dial en la parte delantera de la máquina para iniciar la salida de estimulación al 30% de la salida total de la máquina y aumentar en incrementos del 2% hasta que se note un movimiento. Asegúrese de mover la ubicación con una intensidad de estimulación creciente debido a la cuidadosa interacción entre el movimiento de la bobina y la intensidad de la estimulación.
5. Una vez identificado el sitio que proporciona la máxima respuesta de APB, determine el MT.
6. Para facilitar la colocación precisa antes de comenzar la determinación de la MT, marque el sitio de la punta de la bobina en el gorro de natación y trace toda la parte anterior de la bobina con un marcador mágico.
7. Para el método de inspección visual, use el dial para comenzar al 20% de la intensidad de la máquina y aumentar para entregar aproximadamente 20 pulsos para identificar el nivel de estimulación que da como resultado respuestas APB de 5/10 (50%). Mueva el dial en función del aumento o la disminución de los movimientos de los dedos. Una vez que se hayan obtenido 5/10 respuestas, registre la intensidad mostrada en la máquina como MT del individuo.
8. Para el método MEP (preferido), coloque electrodos desechables en el APB y el tendón del pulgar y una conexión a tierra (alrededor de la parte posterior de la muñeca) y, en lugar de utilizar la inspección visual, confirme que se observa un MEP positivo en la unidad de registro.
   1. Defina una respuesta MEP positiva como un MEP con una amplitud de pico a pico de ≥50 μV.
   2. De forma similar a la inspección visual, estimular hasta que se observen 5/10 eurodiputados positivos. Asegúrese de que los eurodiputados sean superiores a 50 μV. Registre el MT cuando el 50 % de los eurodiputados estén por encima (y el 50 % por debajo) de 50 μV.

4. Sol

1. Practique con diferentes pinceles, peines y pinturas, ya que los investigadores tienen una opinión diferente sobre los diferentes implementos.
   NOTA: El tiempo para perfeccionar la técnica varía según la experiencia. Aunque no es imprescindible documentar el cabello de los participantes²⁰, los incluimos aquí (Figura 3).
2. Sé coherente en cuanto a los criterios para trenzar. No existen estándares universales con respecto a qué individuos deben trenzarse antes de la TMS. Sin embargo, asegúrese de declarar la intención de utilizar un determinante como la textura del cabello antes de cualquier estudio o aplicación clínica.
3. Describa los métodos al participante y utilice fotografías durante el consentimiento. Debido a que valorar al participante debe ser una prioridad, use imágenes y describa el trenzado como parte de la técnica.
   NOTA: Un posible incentivo (es decir, compensación) es la inclusión de trenzar toda la cabeza después del experimento.
4. Conozca los puntos objetivo antes de comenzar el trenzado.
5. Transfiera las coordenadas 10/20 (puntos objetivo relacionados con el motor) al cuero cabelludo para proporcionar puntos de trenzado objetivo. Para lograr esto con un gorro ERP/EEG estándar, cargue una jeringa de gel típica y una aguja roma con 1-5 mm de pintura fluorescente verde (GFP). Aplique el tapón y, en los puntos objetivo, inserte la jeringa como si estuviera aplicando gel y frote ~0,05 mm de GFP (Figura 4A - E).
   NOTA: La cantidad de GFP variará dependiendo de la cantidad de electrodos que deban marcarse.
6. Deje que las puntas se sequen durante al menos 2 minutos.
7. Comenzando desde el punto marcado en la cabeza, retira el cabello. Asegúrese de que se vea un parche claro de piel alrededor de la marca. Trate de limpiar el área de vello con los dedos o con un palillo.
8. Antes de comenzar, visualice primero. Para hacer de 6 a 8 trenzas que terminarán pareciendo un sol de dibujos animados con el punto objetivo en el medio, haga cada trenza, pensando en la esfera de un reloj: primero las trenzas a las 6 en punto, luego las 12 en punto y luego las trenzas a las 8 y las 10 en punto. Termine con el trenzado a las 2 y a las 4 en punto. Esto dará como resultado seis trenzas.
9. Si se necesitan ocho trenzas, comience con las 6 en punto y las 12 en punto; Luego, trenza a las 9 horas, entre las 7 y las 8 horas, y entre las 10 y las 11 horas. Finalice con todas las filas que faltan.
   NOTA: La principal diferencia entre el trenzado y el trenzado es que seguirá agregando cabello a su 'mechón' inicial. "Adherirás" la trenza al cuero cabelludo, reduciendo así la altura y la incomodidad del cerebro. Visualice esto antes de comenzar a trenzar.
10. Para iniciar la primera hilera, desde cualquier lado del punto marcado, separe una pequeña sección. Trate de estimar una cantidad de cabello que sería 1/8 o 1/6 del cabello necesario para trenzar. Esta debe ser una cantidad pequeña que sea fácil de manipular: el grupo inicial.
11. Use ambas manos para dividir este grupo inicial en tres secciones. Haz que las secciones sean iguales en términos de la cantidad de cabello.
12. Con la sección izquierda en la mano izquierda y la sección derecha en la mano derecha, sostenga la sección central con uno o ambos dedos índices.
13. Si se hace correctamente, la sección derecha ahora está en el medio y lo que era la sección central ahora está a la derecha.
14. Toma la sección más a la izquierda y levántala. Colócalo entre las secciones central y derecha. Si lo hiciste correctamente, esta sección está en el medio y la sección que estaba en el medio ahora está a la izquierda.
15. Ahora toma la sección derecha y repite el paso 2.6 mientras agregas un poco de cabello nuevo y adicional del cuero cabelludo que está debajo de la pieza.
    NOTA: Agregar el cabello se sentirá como un movimiento de barrido. Esto es lo que hará trenzas en lugar de trenzas.
16. Continúa agarrando una pieza a la vez mientras agregas cabello a lo largo de la sección.
17. Continúa haciendo trenzas hasta el final de ese mechón de cabello.
18. Haz esto 6-8x para crear una forma de 'sol'.

5. Umbral motor en cabello trenzado

1. Aplique TMS ahora. Asegúrese de que la superficie de la bobina en el punto de estimulación máxima quede a ras de la piel.
2. Usando un soporte de bobina, un sistema de montaje o a mano, presione firmemente contra la piel con el plástico de la bobina según las normas TMS.
   NOTA: Estos métodos son apropiados para una bobina en forma de 8 de 70 mm.
3. Mida los MEP mediante electrodos e inspección visual. Los dedos objetivo deben moverse visiblemente.
4. Trenza cualquier área objetivo adicional (p. ej., corteza prefrontal lateral dorsal izquierda) de manera similar.
   NOTA: Puede tener varios sitios preparados simultáneamente utilizando más de un trenzador entrenado.

Para todas las sesiones de estimulación se empleó un dispositivo TMS de pulso único con una bobina en forma de 8 mm. Los eurodiputados se adquirieron utilizando amplificadores estándar y software instalado en un ordenador local. Todos los MEP se obtuvieron mediante la conexión de tres electrodos dirigidos al músculo abductor corto del pulgar (APB). La principal hipótesis probada fue que el método Sol produciría mayores amplitudes y AUC en comparación con el cabello sin trenzar. Para ello, se utilizaron ANOVAs utilizando pruebas separadas de 2 x 9 (Pre/Post x Sujeto). Predijimos mayores amplitudes y AUC después del trenzado en comparación con ningún trenzado. También examinamos la variabilidad en los 30 ensayos de cada participante y predijimos que el método Sol disminuiría la variabilidad.

Primero ejecutamos un ANOVA de medidas repetidas de 2 x 9 utilizando Pre/Post y Sujeto como factores sobre el muestreo de 30 pulsos TMS a 1.000 Hz para un disparo de 100 ms después de TMS. Se observa que la muestra es pequeña y se debe tener precaución al interpretar estos resultados. Se encontró utilizando una prueba de Kolgoromov-Smirnov que los datos se distribuyeron normalmente (todas las p > .05). Para la Amplitud Máxima, se encontró que no hubo interacción general (F(8,232) = 1.82, p = 0.08). A continuación, examinamos el efecto principal de Pre/Post y encontramos que había una diferencia significativa (F(1,29) = 8,70, p = 0,006) siendo la amplitud de la publicación un 116,99% superior a la Pre. Si bien el sujeto fue significativo (F(8,232) = 2,41, p = 0,016), nos interesaba el número de sujetos en los que el trenzado marcaba la diferencia. Se encontró que la Amplitud aumentó en 7/9 Sujetos, y en 3, la diferencia Pre/Post fue significativa (t(8), p's por Sujeto= 0.01, 0.01, 0.02, 0.12, 0.55, 0.60, 0.71, 0.76, 0.81; Figura 5).

Ejecutamos un ANOVA similar de 2 x 9 para AUC (Figura 5). No hubo interacción (F(8,232) = 1,30, p = 0,24). Hubo diferencia significativa Pre/Post (F(1,29) = 7,39, p = 0,01). El AUC Post fue 108,12% mayor que el AUC Pre. También hubo una diferencia significativa entre los sujetos (F(8,232) = 2,47, p = 0,01). En 7/9 hubo un aumento en el AUC, y en 2, la diferencia Pre/Post fue significativa (t(8), p's por Sujeto = 0.01, 0.04, 0.10, 0.11, 0.48, 0.71, 0.86, 0.87, 0.96).

Al analizar la variabilidad en Amplitud, se encontró que hubo interacción no significativa (F(8,232) = 1,41, p = 0,19; Figura 5). Hubo una tendencia a una menor variabilidad al observar las puntuaciones Pre/Post (F(1,29) = 2,81, p = 0,10). Tras el trenzado, la variabilidad se redujo un 10,36%. No hubo efecto significativo para el sujeto (F(8,232) = 1,26, p = 27). Se analizó la variabilidad del AUC y no hubo interacción significativa (F(8,232) = 1,28,p = 0,25). Pre/Post (F(1,29) = 0,98, p = 0,33) y los sujetos (F(8,232) = 1,06, p = 0,39) tampoco fueron significativos. Estos datos indican una serie de hallazgos y tendencias importantes y significativos. El aumento de la amplitud y el AUC demuestran que el umbral del motor (es decir, el nivel de TMS necesario para inducir un MEP) probablemente se reduciría con el trenzado adecuado. El trenzado también aumentó la fiabilidad, ya que la variabilidad disminuyó (aunque no significativamente). Por último, se aumenta la intensidad de la señal, lo que puede hacer que las aplicaciones clínicas sean más eficaces, aunque esta afirmación es muy especulativa.

Figura 1: Cribado. Cribado típico utilizado para garantizar la seguridad del paciente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. 

Figura 2: Efectos secundarios. Supervise los posibles problemas antes y después de TMS. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Comparación de diferencias en curvas. La muestra de la izquierda representa una curva más ancha, un diámetro más largo. Esto da como resultado una menor densidad general del cabello. A la derecha, el 'más apretado; La curva tiende a dar como resultado una cabellera más gruesa en general. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: El método del Sol. (A) Las hebras manejables se separan del punto objetivo. (B-D) Se presenta una trenza progresiva para que surja un patrón claro. Para lograr mejores potenciales evocados motores y (E) un objetivo desocupado, es vital trenzar de modo que el cabello quede plano en el cuero cabelludo (esto es una trenza). Comenzando desde el punto de marca en cualquier lado del cabello, separe un mechón de cabello. Usando esa sección, separa el cabello tres veces más verticalmente y comienza a trenzar. Para trenzar, coloque la sección de cabello izquierda en la mano izquierda y la sección derecha en la mano derecha. Deje que la sección central quede plana sobre el cuero cabelludo, pero con los dedos índices de una o ambas manos, presione la sección central. Agarra el mechón de cabello de la sección derecha y repasa la sección central, y colócalo entre las secciones central e izquierda. Luego, haz lo mismo con la sección izquierda y repasa la sección central. Continúa agarrando secciones del cabello una a la vez, pasando por la sección central. Mientras lo haces, también agrega mechones de cabello junto a la sección dividida que baja por el cuero cabelludo. Continúe haciéndolo hasta que la sección del cabello esté lista, asegurándose de que el cabello se adhiera al cuero cabelludo. Continúe con el mismo método de separar la sección de cabello y trenzar, rodeando el punto marcado del cabello hasta que se cree un "Sol". Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 5: Amplitud, área bajo la curva y tres potenciales evocados pre/post motor de muestra. Los datos de los nueve participantes se presentan antes y después del trenzado con el método Sol. Se presentan los 30 pulsos TMS entregados a M1. La línea que conecta Pre/Post es la media de cada muestra. Abreviatura: TMS = simulación magnética transcraneal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 6: Ejemplos de diputados al Parlamento Europeo. Tras el trenzado, los diputados al Parlamento Europeo deben ser coherentes y sólidos. Abreviatura: MEPs = potenciales evocados motores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Los autores no tienen conflictos de intereses que declarar.