Efectos de la corriente alterna la estimulación transcraneal en la corteza de Motor primaria por Online enfoque combinado con la estimulación magnética transcraneal

El objetivo general de este procedimiento es evaluar la modulación de los efectos continuos de la estimulación transcraneal con corriente alterna mediante la estimulación magnética transcraneal de trayecto único en un nuevo enfoque combinado en línea. La estimulación transcraneal eléctrica es una técnica neuromoduladora que afecta los estados neuronales a través de diferentes formas de onda de corriente. Se utiliza comúnmente en neurociencia para investigar las funciones motoras y cognitivas del cerebro.

Los enfoques más utilizados se basan en la estimulación con corriente continua, ruido aleatorio y estimulación con corriente alterna, que son capaces de inducir cambios en la actividad neuronal. Tanto en el interior como en el exterior de las neuronas, provocando alteraciones en el potencial de membrana en reposo y, en consecuencia, modificando la eficiencia sináptica neuronal. La EACS nos permite aplicar un potencial oscilatorio externo sinusoidal dentro de un rango de frecuencia específico.

Al inducir el denominado efecto de sincronización sobre la actividad oscilatoria endógena. Aquí presentamos un nuevo método que combina TACS y CMS de un solo pulso durante la estimulación continua de la corteza motora primaria. El método nos permite evaluar en tiempo real los efectos de la estimulación con corriente alterna sobre la corteza motora primaria mediante el potencial motor evocado inducido por TMS de un solo pulso.

Vamos a mostrar un conjunto completo de equipos necesarios para realizar un protocolo combinado en línea de TACS-TMS mediante la estimulación de la corteza motora primaria. La lista de equipos incluye un dispositivo de estimulación eléctrica capaz de generar corriente alterna eléctrica, por ejemplo BrainStim, conectado mediante dos electrodos superficiales de esponja empapados en solución salina de cinco a siete centímetros de tamaño.

Con el fin de minimizar la sensación en la piel, los electrodos se saturan completamente con la solución salina para mantener la impedancia por debajo de 10 kiloOhm durante toda la sesión de estimulación. El electrodo objetivo se coloca sobre el cuero cabelludo correspondiente al punto caliente del córtex motor primario utilizando correas elásticas específicas, mientras que el electrodo de referencia se coloca sobre el hombro ipsilateral mediante cinta adhesiva, en lo que se conoce como una configuración monopolares. En humanos, las oscilaciones en diferentes frecuencias reflejan distintos comportamientos y procesos cognitivos que subyacen a diferentes estados de actividad de la red neuronal.

Como se mide típicamente mediante encefalografía o magnetoencefalografía. Las oscilaciones en el cerebro humano varían desde oscilaciones ultra-lentas hasta oscilaciones ultra-rápidas. Por lo general están presentes simultáneamente y pueden modularse e interactuar entre sí.

Sin embargo, la relación entre la actividad oscilatoria y los procesos cerebrales siempre se ha establecido mediante métodos correlacionales. Por lo tanto, la cuestión de si las oscilaciones cerebrales reflejan directamente mecanismos fundamentales en el procesamiento cortical de la información o simplemente son un epifenómeno aún no ha sido resuelta. Mediante el uso de TACS, podemos modular causalmente las oscilaciones cerebrales de manera específica según la frecuencia y, a su vez, influir en la actividad neuronal fisiológica relacionada con los estados de reposo, así como con los procesos perceptuales y cognitivos.

Para configurar el protocolo de TCS utilizando el dispositivo BrainStim, primero verifique el estado de la batería. Luego, los parámetros de estimulación se manipulan mediante nuestro software especializado: frecuencia, duración y forma de la corriente.

y transferido al dispositivo mediante conexión Bluetooth. Mediante el uso del software, abra una nueva sesión y configure un nuevo protocolo o estimulación. Por ejemplo, el protocolo se denominará Beta.

Establezca la frecuencia de estimulación; en nuestro caso será de 20 Hz, ajuste la forma de onda a senoidal y fije la duración total del protocolo de estimulación, por ejemplo 600 segundos. Finalmente, establezca la intensidad de la estimulación en 1 miliamperio, mientras que el desplazamiento, la aparición progresiva, la desaparición progresiva y el fundido se ajustan a cero. Luego, cuando se active la función Bluetooth en el dispositivo, cargue el protocolo desde el software al estimulador.

Luego, proceda a verificar si el protocolo se ha transferido correctamente al dispositivo. Ahora pase a la parte de la EMS. Coloque primero los electrodos para un EMG de superficie con el fin de medir los potenciales del bloque motor mediante un pulso único de EMS.

Limpie la piel utilizando un gel limpiador debajo de todos los electrodos para lograr una baja impedancia cutánea, inferior a 10 kiloohmios. En este caso, tomamos un músculo interóseo dorsal primero y utilizamos una montura bipolar tendón-bellido. Coloque el electrodo activo sobre el músculo, el electrodo de referencia sobre el hueso, dos centímetros distalmente, y el electrodo de tierra más proximalmente en el brazo.

Los potenciales de bloqueo motor se miden mediante electrodos de argento, cloruro de argento conectados al amplificador BrainAmp DC mediante una caja de conexión. Estamos utilizando el sistema de navegación TMS sin marco LocalEye TMS navigator para lograr la colocación adecuada de la bobina TMS. Primero colocamos los sensores de seguimiento en la parte frontal del participante.

Para la estimulación con TMS, estamos utilizando un estimulador magnético en un régimen bifásico y una bobina de estimulación en forma de H de 75 milímetros. Luego, utilizando el video de la resonancia magnética estructural T1 del participante, se realiza una ilustración actual del cabezal del participante en el modelo tridimensional del cráneo basado en resonancia magnética mediante un sistema de navegación. Después, se posiciona con precisión la bobina sobre la zona motora primaria de la cabeza, la denominada región del botón motor.

Luego comience a probar los potenciales de bloqueo motor del TMS de un solo paso. Una vez que se encuentre un punto óptimo de máxima actividad para la representación cortical del modelo de mano estudiado, marque esta ubicación para la colocación posterior del electrodo objetivo de la TCS. Ajuste cuidadosamente la primera correa elástica en la cabeza con respecto a la posición del centro de la cabeza.

Luego, tome la posición del electrodo objetivo con la segunda franja. Una vez colocados los electrodos de ETC tanto en el cráneo como en el hombro ipsilateral, proceda a conectarlos al estimulador. Antes de iniciar la sesión de estimulación, asegúrese visualmente de que la posición del electrodo objetivo esté centrada sobre el punto caliente marcado.

Luego coloque la bobina de EMS sobre los electrodos de ECTC reajustando la intensidad y la orientación mediante neuro-navegación para volver a encontrar el punto caliente. En esta etapa, establezca el método del umbral en reposo para esta nueva montura combinada de ECTC-EMS teniendo en cuenta el grosor del electrodo objetivo. Establezca la intensidad de estimulación durante el experimento al 110% de su umbral motor en reposo.

La mayoría de los estudios sobre TCS mostraron efectos destacados en línea, al mismo tiempo que aún no existe evidencia clara sobre los efectos duraderos del TCS tras la interrupción de la estimulación. Solo unos pocos estudios en la literatura mostraron efectos posteriores débiles e imprecisos en comparación con los que utilizaron TCS en línea. La evidencia EG tampoco es clara respecto a los efectos posteriores del TCS.

Se demostró in vivo que el aumento de la actividad se sincroniza con diferentes frecuencias de conducción, lo que sugiere que la descarga neuronal puede ser sincronizada por campos aplicados eléctricamente. Así, en modelos animales, la TCS sinusoidal débil sincroniza la frecuencia de descarga del impulso neuronal cortical ampliamente distribuido. En humanos, evidencia reciente mostró que la TCS en línea puede inducir un efecto de sincronización en la firma de EG.

Sin embargo, el enfoque de EG-TCS aún es cuestionable, en primer lugar debido a los artefactos inducidos por la CA y, en segundo lugar, porque no es prácticamente posible capturar directamente la señal de EG del área estimulada. Esta montura combinada de TCS-TMS permite observar, especialmente en el sistema sensoriomotor, los efectos en línea específicos de frecuencia de la TCS sobre la salida cortical espinal mediante el uso de pulsos simples de TMS en el cortex motor primario como sonda. Por lo tanto, inicie el protocolo de estimulación eléctrica de 20 Hz mientras aplica pulsos simples de TMS en línea intercalados con intervalos aleatorios, de tres a cinco segundos.

Por ejemplo, podemos mostrar el aumento de las amplitudes del potencial de bloqueo motor durante la TCS en línea a 20 Hz en comparación con la estimulación a 10 Hz o simulada. En esta imagen puede observarse un ejemplo del diseño experimental en el que la bobina de la EMS se coloca sobre el electrodo objetivo de la TCS. En este experimento, los electrodos rojos objetivo se colocan sobre la corteza motora izquierda y la corteza parietal derecha.

El electrodo de referencia azul se coloca en la línea media correspondiente a la posición PZ del sistema internacional 1020 de EG. La bobina se mantiene sobre el electrodo de esponja colocado encima de la corteza motora izquierda. La corteza motora humana abordada presenta una actividad de aproximadamente 20 Hz.

Colaboradores frecuentes proporcionaron la evidencia crucial de la actividad a 20 Hz en reposo en humanos, mostrando el aumento en línea de la excitabilidad corticoespinal mientras se aplicaba la estimulación a 20 Hz. En la gráfica, el eje Y representa la amplitud media del PAM medida mediante un pulso único de TMS durante la estimulación TCS. El eje X representa diferentes frecuencias de estimulación.

Solo la ETC administrada a 20 Hz en la corteza motora aumentó la salida corticoespinal. Mientras que no hubo efecto de la estimulación a otras frecuencias ni de la estimulación de la corteza parietal. Esta fue la primera evidencia de un efecto en línea específico de la frecuencia de la ETC sobre la corteza motora, medido mediante un enfoque combinado de EACT y EMS.

La razón para combinar el uso de TMS y TACS radica en la diferente información que proporcionan. Al registrar potenciales motores evocados en la mano contralateral a la corteza motora primaria, podemos verificar los efectos libres de artefactos de la TCS en curso. Esto nos permite monitorear con precisión los cambios en la excitabilidad cortical mediante potenciales motores evocados durante la estimulación eléctrica aplicada a diferentes frecuencias, de manera libre de artefactos.

Este nuevo enfoque puede utilizarse para probar el efecto en línea de cualquier otra forma de estimulación eléctrica transcraneal.