Estímulo magnético de Transcranial combinado y electroencefalograma (EEG) de la corteza Prefrontal Dorsolateral

El protocolo presentado aquí es para estudios de EEG de TMS utilizando paradigmas de diseño de test-retest de excitabilidad intracortical. El propósito del protocolo es producir medidas de excitabilidad cortical confiable y reproducible para evaluar funcionamiento neurofisiológico relacionados con las intervenciones terapéuticas en el tratamiento de enfermedades neuropsiquiátricas como depresión mayor.

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en los campos de la neurología, la neurofisiología clínica y la psiquiatría mediante la determinación de señales neurofisiológicas que pueden servir como predictores de la respuesta a las intervenciones terapéuticas. Si se realiza correctamente, esta técnica puede monitorizar, de forma fiable y reproducible, los cambios en la excitabilidad cortical debidos a estas intervenciones terapéuticas. Stacey Shim, analista de investigación de nuestro laboratorio, demostrará el procedimiento.

Para empezar, primero elige una gorra que se ajuste bien a la cabeza del participante. Coloque el electrodo Cz en el vértice a medio camino entre la línea que conecta el nasian y el inian. Asegúrese de que todos los electrodos estén en contacto con el cuero cabelludo y funcionen.

A continuación, ajuste la punta roma de una jeringa y llénela con gel electroconductor. Coloque la punta dentro del orificio del electrodo y luego presione ligeramente el émbolo hasta que haya algo de pasta en la piel. Luego, frote el cuero cabelludo con la punta roma y asegúrese de que la pasta no se derrame por la parte superior para evitar puentes.

Prepare primero los electrodos de tierra y de referencia. Compruebe que la impedancia sea inferior a cinco kiloohmios para todos los electrodos. La preparación de electrodos determina la calidad de la señal cerebral registrada y minimiza la necesidad de métodos de procesamiento de señales que pueden eliminar tanto el ruido como la señal cerebral, cruciales para su estudio.

Ahora coloque dos electrodos de disco EMG desechables con un diámetro de unos 30 milímetros sobre el músculo abductor corto del pulgar derecho, o APB, para un montaje vientre-tendón. Coloque también el electrodo de tierra de acuerdo con las pautas del fabricante. Conecte los electrodos al amplificador EMG.

Comience cargando una resonancia magnética ponderada en T1 en el sistema de navegación y eligiendo los puntos cardinales para el registro. Utilice las coordenadas MNI o de Talairach de la corteza prefrontal dorsolateral. A continuación, coloque el rastreador de cabeza de forma que no se mueva durante la sesión de estimulación y permita que la bobina TMS se mueva libremente.

A continuación, pida al participante que se inserte tapones para los oídos y, a continuación, alinee la cabeza del participante con el modelo de resonancia magnética 3D. Para ello, toque la cabeza del participante con el bolígrafo digitalizador en los puntos cardinales seleccionados en la resonancia magnética. Ahora valide la inscripción colocando el bolígrafo digitalizador en la cabeza del participante y verificando la representación en la computadora.

Si es necesario, calibre la bobina TMS conectando los rastreadores a la bobina. Luego coloque una esponja de poliuretano debajo de la bobina para minimizar la vibración de la bobina sobre los electrodos durante los pulsos TMS. Coloque la bobina en el bloque de calibración para que todos los rastreadores sean visibles desde la cámara.

Luego presione el botón de calibración en la pantalla de la computadora y mantenga la bobina en la posición de calibración durante cinco segundos. En este punto, indique al participante que descanse y permanezca cómodo con la espalda, las manos y las piernas relajadas. Luego, para encontrar el punto caliente, comience apuntando a la perilla motora como el punto de referencia inicial de la representación cortical de APB y la corteza motora primaria, y mueva la bobina hasta que haya el movimiento muscular correspondiente.

Utilice intensidades TMS que evoquen umbrales evocados por el motor o MEP de alrededor de 500 microvoltios sobre APB. Optimice la orientación de la bobina cambiando su ángulo e inclinación para evocar la mayor respuesta sobre el punto caliente. Guarde este posicionamiento de la bobina en el software del neuronavegador y reduzca la intensidad de salida en pasos de 2-3%Luego dé 10 pulsos, y si se obtienen más de cinco de 10 respuestas MEP superiores a 50 microvoltios, continúe reduciendo la intensidad.

Cuando se evocan menos de cinco de cada 10 respuestas, comience a aumentar la intensidad en pasos de 1-2%El umbral del motor se representa como la intensidad que produce MEP mayores de 50 microvoltios cinco de cada 10 veces. El intervalo interestímulo, ISI, para el umbral motor debe ser superior a un segundo, generalmente de tres a cinco segundos. A continuación, ajuste la intensidad comenzando en el 120% del umbral del motor para producir MEP sobre la corteza del motor primario de 500 a 1500 microvoltios.

Registre 10 pulsos con esta salida, aumentando o disminuyendo la intensidad en pasos de 1-2% hasta alcanzar un promedio de un microvoltio. El ajuste de la intensidad de la bobina es crucial para dirigirse a la población neuronal que se está investigando, pero también para la calidad de las señales. En este punto, coloque la bobina sobre la corteza prefrontal dorsolateral y estimule unas cuantas veces.

Si se generan artefactos significativos, ajuste la ubicación de la bobina alejándola ligeramente de esta ubicación. Ahora digitalice los electrodos de EEG para que su posición quede registrada en la anatomía del cerebro. Luego, reemplace los tapones para los oídos con auriculares de audio neumáticos para reproducir el enmascaramiento de audio de ruido blanco, si lo desea.

Y agregue auriculares sobre ellos para protegerlos los oídos. En este punto, monte la bobina en el soporte de la bobina y asegúrese de que la bobina no se mueva ni presione los electrodos debajo de ella. Por último, se lleva a cabo el experimento incluyendo la EMT de pulso único y la EMT de pulso emparejado para la inhibición intracortical corta, la facilitación intracortical y la inhibición intracortical larga, en un orden aleatorio para cada participante.

Esta figura muestra los grandes promedios de las respuestas EEG evocadas por TMS de los electrodos de la región de interés de la corteza prefrontal dorsolateral después de la estimulación. Esto incluye TMS de pulso único, inhibición intracortical corta, facilitación intracortical e inhibición intracortical larga. Aquí vemos los valores de potencial evocado de N100 trazados topográficamente en todos los electrodos para cada condición de estimulación.

Al intentar este procedimiento, es importante preparar los electrodos con precisión, elegir el objetivo de estimulación correcto y ajustar correctamente la intensidad de la estimulación y la orientación de la bobina. Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la neurociencia, la neurología, la neurofisiología clínica y la psiquiatría, exploraran la excitabilidad corticocortical y la conectividad en varios estados cerebrales, tanto para voluntarios sanos como para pacientes.