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 de corriente alterna mediante la estimulación de trayectoria magnética transcraneal de vía única en un nuevo enfoque combinado en línea. La estimulación eléctrica transcraneal es una técnica neuromoduladora que afecta a los estados neuronales a través de diferentes formas de onda actuales. Se usa comúnmente en neurociencia para investigar las funciones motoras y cognitivas del cerebro.

Los enfoques más utilizados se basan en la estimulación de corriente continua, el ruido aleatorio y la estimulación de corriente alterna, que son capaces de inducir cambios en la actividad neuronal. Tanto dentro como fuera de las neuronas, provocando alteración del potencial de membrana en reposo y en consecuencia modificando la eficiencia sináptica neuronal. Los TACS nos permiten entregar un potencial oscilatorio externo sinusoidal en un rango de frecuencia específico.

Induciendo el llamado efecto de arrastre sobre la actividad oscilatoria endógena. Aquí presentamos un método novedoso que combina TACS y CMS de vía única durante la estimulación continua de la corteza motora primaria. El método nos permite probar en línea los efectos de la estimulación de corriente alterna en la corteza motora primaria por medio del potencial evocado motor inducido por TMS de pulso único.

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

Con el fin de minimizar la sensación de la piel, los electrodos están completamente saturados con la solución salina para mantener la impedancia por debajo de los 10 kiloohmios durante toda la sesión de estimulación. El electrodo objetivo se coloca sobre el cuero cabelludo correspondiente al punto caliente de la corteza motora primaria mediante el uso de correas elásticas específicas, mientras que el electrodo de referencia se coloca sobre el hombro ipsilateral mediante el uso de cinta adhesiva en un montaje llamado monopolo. En los seres humanos, las oscilaciones en diferentes frecuencias reflejan diferentes procesos cognitivos y de comportamiento que subyacen a diferentes estados de actividad de la red neuronal.

Por lo general, se mide por encefalografía o por magnetoencefalografía. Las oscilaciones en el cerebro humano van desde las ultralentas hasta las ultrarrápidas. Por lo general, están presentes simultáneamente y pueden modularse e interactuar entre sí.

Sin embargo, el vínculo 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 un mecanismo fundamental en el procesamiento de la información cortical, o si es solo un epifenómeno, aún no está resuelta. Mediante el uso de TACS podemos modular causalmente las oscilaciones cerebrales de una manera específica de frecuencia y, a su vez, influir en la actividad neuronal fisiológica relacionada con el estado de reposo, los procesos perceptivos y cognitivos.

Para configurar el protocolo TCS utilizando el dispositivo BrainStim, primero verifique el estado de la batería. A continuación, los parámetros de estimulación son manipulados por nuestro software especial. Frecuencia, duración, forma de la corriente.

Y se transfiere al dispositivo mediante conexión Bluetooth. Mediante el uso del software, abra una nueva sesión y gestione 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 como sinusoidal y establezca la duración total del protocolo de estimulación, por ejemplo 600 segundos. Finalmente, establezca la intensidad de la estimulación en 1 miliamperio mientras que la compensación, el fundido de entrada, el desvanecimiento de salida y el desvanecimiento se establecen en cero. Luego, cuando la función Bluetooth esté activada en el dispositivo, cargue el protocolo del software al estimulador.

A continuación, proceda a comprobar si el protocolo se ha transferido correctamente al dispositivo. Ahora vaya a la parte de TMS. Electrodos de primer lugar para un EMG de superficie para medir los potenciales de bloqueo del motor mediante TMS de un solo pulso.

Limpie la piel con un exfoliante limpiador debajo de todos los electrodos para lograr una impedancia cutánea baja, por debajo de 10 kiloOhm. Aquí tomamos un primer músculo interressus dorsal y usamos y usamos un montaje de tendón abdominal bipolar. Colocar electrodo activo en el músculo, electrodo de referencia en el hueso, dos centímetros distalmente y electrodo de tierra más proximalmente en el brazo.

Los potenciales de bloqueo del motor se miden mediante electrodos de cloruro argentum y argentum conectados al amplificador de CC BrainAmp mediante una caja de conectores. Estamos utilizando el sistema de navegación TMS sin marco LocalEye TMS navigator para lograr el posicionamiento adecuado de la bobina TMS. Primero colocamos los sensores de seguimiento en la parte delantera del participante.

Para la estimulación TMS utilizamos un estimulador magnético en régimen bifásico y una bobina de estimulación roja oscilante de 75 milímetros en forma de H. Luego, usando el video de la resonancia magnética estructural T-one del participante, y realice una ilustración actual de la cabeza del participante en el modelo de cabeza de resonancia magnética 3D mediante el sistema de navegación. Después de eso, coloque con precisión la bobina sobre el área motora primaria de la cabeza, la llamada región de la perilla del motor.

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

A continuación, tome la posición del electrodo objetivo con la segunda franja. Una vez colocados los electrodos TCS tanto en el cráneo como en el hombro ipsilateral, se procede a conectarlos al estimulador. Antes de comenzar la sesión de estimulación, asegúrese de que la posición del electrodo objetivo esté centrada sobre el punto caliente marcado mediante inspección visual.

A continuación, coloque la bobina TMS sobre los electrodos TCS reajustando la intensidad y la orientación mediante la neuronavegación para volver a encontrar el punto caliente. En esta etapa, el método del umbral del modelo de reposo para este nuevo montaje combinado TCS-TMS teniendo en cuenta el espesor del electrodo objetivo. Establezca la intensidad de la estimulación a lo largo del experimento en el 110% de su umbral motor en reposo.

La mayoría de los estudios de TCS mostraron efectos prominentes en línea, al mismo tiempo, todavía no hay evidencia clara sobre los efectos duraderos de TCS después del cese de la estimulación. Solo unos pocos estudios en la literatura mostraron secuelas débiles e inciertas con respecto a aquellos que utilizaron TCS en línea. La evidencia de EG tampoco es clara acerca de los efectos secundarios del TCS.

In vivo, se demostró que el pico de actividad se sincroniza con diferentes frecuencias de conducción, lo que sugiere que la activación neuronal puede ser arrastrada por campos aplicados eléctricamente. Así, en modelos animales, el TCS sinusoidal débil arrastra la frecuencia de descarga del pulso cortical-neuronal generalizado. En humanos, evidencia reciente mostró que el TCS en línea puede inducir un efecto de arrastre en la firma EG.

Sin embargo, el enfoque TCS EG sigue siendo cuestionable, en primer lugar debido a los artefactos inducidos por AC y, en segundo lugar, porque no es prácticamente posible capturar directamente la señal EG del área estimulada. Este montaje combinado TCS-TMS permite observar, especialmente para el sistema sensoriomotor, los efectos del TCS específico de frecuencia en línea sobre el gasto espinal cortical utilizando como sonda la EMT de un solo paso de la corteza motora primaria. Por lo tanto, inicie el protocolo de estimulación eléctrica de 20 Hz mientras administra pulsos únicos TMS en línea intercalados por intervalos aleatorios, de tres a cinco segundos.

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

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

Los colaboradores frecuentes proporcionaron la evidencia crucial de la actividad de 20 Hz en reposo en humanos al mostrar el aumento en línea de la excitabilidad cortico-espinal mientras la estimulación se aplicaba a 20 Hz. En el gráfico, el eje Y representa la amplitud media de MEP medida por TMS un solo pulso mientras la estimulación TCS estaba en curso. El eje X representa diferentes frecuencias de estimulación.

Solo el TCS administrado a 20 Hz en la corteza motora aumentó el gasto corticoespinal. Mientras que no hubo ningún efecto de la estimulación sobre otras frecuencias u otra estimulación de la corteza parietal. Esta fue la primera evidencia de un efecto específico de frecuencia en línea de TCS en la corteza motora medido por el enfoque combinado de TACS, TMS.

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

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