Transcraneal directa Estimulación actual y Resonancia Magnética Funcional simultánea

El objetivo general del siguiente experimento es ilustrar la implementación de la estimulación transcraneal de corriente continua o TDCS durante la resonancia magnética funcional simultánea. Para evaluar cómo afecta la estimulación a las funciones del cerebro humano, el primer paso consiste en reunir el equipo necesario, que incluye resonancia magnética, cables compatibles, electrodos y cajas de filtros. Como segundo paso, el equipo TDCS debe configurarse dentro y fuera del escáner.

A continuación, el participante es examinado y preparado para el TDCS intraescáner. Una vez que el participante ha sido trasladado al orificio del escáner, se enciende la estimulación y comienza el experimento FMRI. En última instancia, los resultados de los participantes escaneados durante A-T-D-C-S se comparan en un diseño dentro de los sujetos con los resultados obtenidos durante una sesión separada de TDCS simulada para revelar el impacto de la estimulación en la actividad cerebral funcional.

La principal ventaja de la intraenfermedad en comparación con los protocolos de TS puramente conductuales es que permite estudiar el mecanismo neuronal que subyace a los efectos de la simulación. Además, en comparación con otras técnicas de neuroimagen como E-E-G-F-M-R-I, ofrece una resolución espacial superior y también permite la verificación de la posición del electrodo en la teca. El uso combinado de FMRI y TDCS puede ayudar a desentrañar los mecanismos neuronales asociados con la acción de TDCS en el cerebro sano, y también en una serie de condiciones patológicas diferentes como el accidente cerebrovascular o la demencia.

Comprender cómo funciona el TDCS en el cerebro puede, con el tiempo, mejorar las aplicaciones clínicas de esta técnica, ya que una serie de pasos críticos deben ejecutarse en el orden correcto de una manera sensible al tiempo. Es necesaria una buena planificación y familiarización con estos pasos para una implementación exitosa. Si se ejecuta correctamente, la técnica representa un riesgo mínimo para los participantes.

Sin embargo, los investigadores deben asegurarse de seguir las pautas de seguridad establecidas para la resonancia magnética y la TDCF. El diseño experimental consta de dos segmentos FMRI realizados durante una secuencia de estado de reposo de cinco minutos T-D-C-S-A y una tarea de generación de palabras semánticas abiertas de 11 minutos. Los 20 minutos en TDCS comienzan aproximadamente uno o dos minutos antes de las exploraciones, cubren toda la duración de las dos exploraciones funcionales y también breves descansos e instrucciones entre exploraciones.

adquieren exploraciones estructurales adicionales después de las resonancias magnéticas de reposo y de tarea F. La sesión de estimulación simulada consiste en 30 segundos de TDCS antes del estado de reposo FMRI sin TDCS durante el resto del protocolo para la tarea de lenguaje, utilice software de presentación de estímulos para proyectar una imagen visual de varias categorías semánticas a una pantalla dentro del escáner. La proyección se realiza a través de un proyector y un sistema de espejos conectados al ordenador.

Se utiliza un micrófono compatible con resonancia magnética para la transmisión de respuestas verbales manifiestas. Para configurar el programa del dispositivo TDCS, el dispositivo suministra una corriente continua constante de un miliamperio durante 20 minutos para garantizar que el estimulador esté suficientemente cargado. De lo contrario, puede apagarse durante el experimento, ensamblar todo el equipo, cables y electrodos necesarios para el TDCS como se describe en el protocolo de texto.

En la sala de control de resonancia magnética, coloque la caja de filtro exterior cerca del tubo de filtro de RF que se utiliza para pasar los cables a la sala de escáneres. Tenga en cuenta que la caja del filtro exterior está claramente etiquetada. La caja de filtro interior y exterior no deben mezclarse.

A continuación, conecte el estimulador a la caja exterior mediante el cable del estimulador. Mida la longitud del cable de la caja necesaria para conectar las cajas de filtro internas y externas, permitiendo que pase suficiente cable a lo largo de las paredes de la sala del escáner. Inserte el cable de la caja en el tubo del filtro de RF y conéctelo a la caja del filtro exterior en la sala del escáner.

Coloque la caja de filtro interior dentro del extremo trasero del orificio del escáner y use cinta adhesiva para mantenerla en su lugar. Fije el cable de la caja a las paredes con cinta adhesiva y conéctelo a la caja de filtro interior del escáner, evitando cualquier bucle en los cables, ya que pueden inducir calentamiento por RF. Minuciosamente. Evalúe a los participantes para detectar contraindicaciones de resonancia magnética y TDCS, como marcapasos, parte media del cuerpo y claustrofobia.

Después de explicar el procedimiento, infórmese como con las configuraciones convencionales de TDCS para prepararse para la colocación de electrodos. Inspeccione la piel del participante en busca de lesiones preexistentes y retire el cabello. Luego limpie la piel con alcohol para mejorar la condición de la piel.

Después de remojar las bolsas de esponja con solución salina, inserte los electrodos compatibles con la resonancia magnética en las bolsas con un bolígrafo que deje rastros magnéticos no faro. Primero, marque la intersección de T tres F tres y F siete C3 en la cabeza del sujeto, y luego marque el punto medio entre F siete y F tres. Ahora marque el centro de una línea que conecte esos dos puntos y coloque el ánodo en este punto.

A continuación, coloque el cátodo sobre la posición supraorbital derecha y fije ambos electrodos con una banda elástica. Después de una última comprobación de seguridad fuera del escáner, guíe al participante dentro de la sala del escáner y luego acérquelo al escáner para conectar el cable del electrodo a la caja de filtros interior. A continuación, encienda el estimulador y pruebe la impedancia, por ejemplo, presionando el botón superior derecho e inferior izquierdo del estimulador simultáneamente.

Las impedancias suelen ser más altas durante este procedimiento en comparación con los protocolos estándar T DS S debido a la mayor resistencia de la longitud del cable y las cajas de filtros, por lo que es fundamental probar las impedancias antes de comenzar el escaneo. Si se alcanzan los límites de impedancia, el estimulador se detiene automáticamente si esto ocurre. Los posibles remedios incluyen asegurarse de que los electrodos tengan contacto con el cuero cabelludo, limpiar la piel, nuevamente, aplicar más solución salina a las esponjas.

Coloque al participante en el pórtico del escáner. Asegúrese de que los electrodos sigan en la posición correcta. A continuación, pase el cable del electrodo a través de la parte inferior izquierda de la bobina principal y asegure el cable para asegurarse de que no se enganche en el pórtico.

A medida que se mueve el pórtico. Cierre la bobina principal después de eso y entregue el botón de emergencia al participante. A continuación, deslice el participante en el escáner.

A continuación, alcance el cable del electrodo del extremo trasero del escáner y conéctelo a la caja de filtro interna y salga de la habitación. Utilice el intercomunicador del escáner para informar al participante sobre el inicio de la sesión de escaneo. Inicie el escaneo del localizador estructural utilizando la consola de escaneo una vez finalizado el período de adquisición.

Inspeccione el escaneo del localizador en busca de artefactos de alta frecuencia haciendo doble clic en el escaneo del localizador y ajustando el contraste manteniendo presionado el botón derecho del mouse mientras mueve el mouse hacia la izquierda y hacia la derecha. Utilice el intercomunicador del escáner para comunicar al sujeto que comenzará la estimulación y que podría sentir una sensación de hormigueo en el cuero cabelludo durante un breve periodo de tiempo. A continuación, repita las instrucciones para el primer escaneo funcional.

Para la exploración en estado de reposo, indique al participante que mantenga los ojos cerrados durante la exploración de cinco minutos. Moverse lo menos posible y no pensar en nada en particular. Además, asegúrese de que el proyector esté apagado manualmente.

Inicie el TDCS aproximadamente uno o dos minutos antes del inicio de la exploración funcional en estado de reposo. Utilice la consola del escáner para cargar la secuencia de estado de reposo. Haga doble clic en la secuencia del estado de reposo para abrir el campo de visión y ajustar la posición para cubrir todo el cerebro y alinearla aproximadamente con la comisura anteroposterior.

Ahora, comience el primer escaneo. Monitoree la impedancia a lo largo del experimento utilizando un segundo investigador cuando realice estudios doble ciego mientras se ejecuta la secuencia de estado de reposo. Cargue la segunda secuencia de imágenes funcionales, que es la tarea de lenguaje, y ajuste el campo de visión como antes utilizando la consola del escáner para reducir el tiempo necesario entre exploraciones.

Una vez finalizada la secuencia de estado de reposo, encienda el proyector para permitir la visualización de los estímulos experimentales durante la tarea de lenguaje. Haga doble clic en el icono del software de presentación y cargue el paradigma del lenguaje. Utilice el intercomunicador del escáner para repetir las instrucciones para el paradigma de FMRI relacionado con la tarea y comience con la tarea al final del experimento de estimulación y FMRI.

Continúe con los escaneos estructurales planificados. Al final del experimento, desconecte el cable del electrodo de la caja de filtro interna antes de sacar al participante del orificio del escáner. A continuación, separe la bobina del cabezal y pida al participante que se siente y retire los electrodos con cuidado.

Los estudios de RMF durante una tarea de generación de palabras semánticas mostraron una actividad reducida en la porción ventral de la circunvolución frontal inferior tanto en adultos jóvenes como en adultos mayores que recibieron A-T-D-C-S en comparación con cuando se escaneó a los mismos sujetos durante la estimulación simulada. No se encontraron diferencias significativas en la circunvolución frontal inferior dorsal izquierda y en la RMF. La exploración del estado de reposo realizada durante A-T-D-C-S, en comparación con una exploración en estado de reposo adquirida en los mismos 18 participantes durante una sesión de TDCS simulada separada, ilustra las regiones del cerebro que muestran una conectividad mejorada durante A-T-D-C-S indicadas en rojo y las regiones que muestran una conectividad reducida indicadas en azul.

En el futuro, esta nueva técnica puede utilizarse en poblaciones clínicas para mejorar la eficacia de las intervenciones existentes o para desarrollar nuevos protocolos con base científica. Para mejorar nuestra comprensión de los efectos subyacentes de la TT CS, esta técnica podría complementarse con otras técnicas como el EEG TT S con el fin de explotar la resolución temporal superior de estas técnicas. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de los requisitos técnicos, la implementación y las consideraciones de seguridad del uso combinado de TDCS y MRI.