Técnica actualizada para la estimulación eléctrica transcraneal confiable, fácil y tolerada, incluida la estimulación de corriente directa transcraneal
3 de enero de 2020
Al administrar la estimulación de corriente directa transcraneal (tDCS), la preparación y colocación de electrodos reproducibles son vitales para una sesión tolerada y eficaz. El propósito de este artículo es demostrar procedimientos de configuración modernos actualizados para la administración de tDCS y técnicas de estimulación eléctrica transcraneal relacionadas, como la estimulación de corriente alterna transcraneal (tACS).
El propósito de este video es demostrar los procedimientos de configuración actualizados para administrar la estimulación de corriente directa transcraneal, tDCS, y técnicas de estimulación eléctrica transcraneal relacionadas, tales como estimulación de corriente alterna transcraneal, tACS. En esto, demostramos tDCS utilizando montajes comúnmente aplicados destinados a la corteza motora y estimulación de la corteza prefrontal dorsolateral. La técnica moderna tDCS explicada aquí evita la medición de cinta para determinar la colocación de electrodos, pasos de inserción de caucho de carbono engorrosos, procedimientos tediosos de esponjas de electrodos humectantes y uso de bandas de goma como arnés.
Este proceso se optimiza mediante el uso de un arnés especializado y un electrodo de conector de presión presaturado. Para cada montaje, hay un arnés específico. Mientras que algunos materiales dependerán del protocolo específico del estudio o tratamiento, hay elementos básicos que son generales en todas las aplicaciones tDCS modernas.
Antes de la sesión tDCS, asegúrese de que todos los materiales necesarios sean útiles. Para los ensayos de investigación, antes de que comience el estudio, el sujeto debe dar su consentimiento para participar en el estudio. El formulario de consentimiento incluye detalles sobre el protocolo de investigación, los riesgos y los beneficios del estudio.
Este formulario está destinado a revelar la información apropiada a los sujetos para que puedan tomar una decisión voluntaria para aceptar o rechazar el tratamiento. Se origina en los derechos legales y éticos, ya que los sujetos tienen que ser conscientes de lo que le sucede a su cuerpo, y también de las responsabilidades éticas de un investigador para conseguir que los participantes participen en su bienestar físico y mental. Se debe recoger un consentimiento por escrito de los participantes antes de iniciar la estimulación.
La configuración comienza midiendo primero la circunferencia de la cabeza del sujeto para determinar el tamaño adecuado del arnés que se va a utilizar. Hay diferentes tamaños de arnés dependiendo del montaje del electrodo. Consulte el manual de usuario de su arnés para seleccionar el tamaño adecuado en función de las medidas.
Inspeccione la piel donde se espera que se coloque el electrodo. Si observa alguna lesión visible, no administre tDCS. Si es posible, exponga el cuero cabelludo partiendo el cabello con los dedos para asegurarse de que la solución salina se filtra a través del cabello en el cuero cabelludo, para mejorar la calidad de contacto entre el electrodo y el cuero cabelludo.
Estamos empleando un electrodo de esponja de presión premontado de un solo uso. Retire dos electrodos de esponja de cinco centímetros por cinco centímetros de la bolsa. Los electrodos utilizados en tDCS son generalmente electrodos de caucho conductor encerradas en una esponja saturada de solución de electrolitos, en su mayoría salinas.
Los electrodos presaturados y nuevos se utilizan para mejorar la fiabilidad. El arnés de posición fija se utiliza para asegurar los electrodos sobre el objetivo cerebral. Para colocar con precisión los electrodos de esponja sobre la región cerebral M1SO, coloque primero el anillo que representa nasion de la correa, situado en la parte inferior de la correa, sobre el nasion.
El nasion es la porción anterior al cerebro, situada entre la frente y la nariz. A continuación, ajuste la parte superior de la correa para que sea perpendicular a la parte inferior de la correa. La parte superior de la correa está diseñada para sentarse aproximadamente por encima de la oreja, colocada simétricamente a ambos lados de la cabeza.
La parte elástica posterior de la correa debe colocarse sobre la inión, el punto más prominente del hueso occipital. Asegúrese de que el arnés esté ajustado pero no incómodamente apretado. Conecte el cable de conexión de cátodo negro al controlador negro de entrada correspondiente del dispositivo tDCS.
Repita esto para el cable de conexión de ánodo rojo para su ubicación respectiva en el dispositivo tDCS. Asegúrese de que la polaridad de conexión sea correcta, ya que los efectos de tDCS se consideran específicos de la polaridad. En el contexto del tDCS y la estimulación eléctrica en general, el ánodo es el terminal positivo donde la corriente positiva entra en el cuerpo, y el cátodo es el terminal negativo donde la corriente positiva sale del cuerpo.
En el contexto de tACS, no existe un concepto de ánodo y cátodo, ya que ambos terminales actuarán ánodo y cátodo alternativamente. Antes de iniciar la sesión tDCS, asegúrese de que el sujeto esté cómodo y despierto. Confirme que el dispositivo está encendido, que los cables estén correctamente conectados y que el arnés y el electrodo estén correctamente situados.
El medidor de impedancia es un método secundario para garantizar un buen contacto, pero no reemplaza la necesidad de asegurarse de que todos los pasos del protocolo se siguen correctamente. Compruebe la calidad del contacto en el medidor de impedancia. Si la calidad de contacto general del sujeto es anormalmente baja, esto puede indicar una configuración incorrecta del electrodo, lo que resulta en una alta impedancia.
Si la calidad del contacto sigue siendo baja después de ajustar el arnés y/o complementar juiciosamente la solución salina, puede presionar Pre-Stim Tickle, si está disponible en su dispositivo, para lograr una mejor calidad de contacto. Programe la duración de la sesión tDCS, la intensidad o, si corresponde a su dispositivo, la configuración de condición falsa. Tenga en cuenta que se recomienda encender algunos estimuladores antes de realizar el contacto entre los electrodos y la piel.
Si utiliza un dispositivo tES para la sesión tDCS, asegúrese de seleccionar la configuración de forma de onda tDCS. Inicie el tDCS pulsando el botón Inicio. Con el fin de reducir los efectos adversos, algunos dispositivos incluyen rampa de corriente automática al inicio de la estimulación, en la que el dispositivo aumenta la corriente lentamente durante 30 segundos.
Al principio de la estimulación, los sujetos a menudo percibirán una sensación de picazón y/o hormigueo debajo de los electrodos, que luego se desvanece en la mayoría de los casos. Algunos sujetos pueden experimentar molestias durante el período inicial de TDCS. En tales casos, la corriente puede disminuir moderadamente durante un período temporal a medida que el sujeto se ajusta.
A continuación, aumente gradualmente la corriente hasta el nivel deseado. Esta función puede depender del dispositivo que se esté utilizando y del protocolo. Los electrodos no deben deshidratarse durante la estimulación para garantizar una buena calidad de contacto.
Si los electrodos se deshidratan, puede utilizar una jeringa para agregar gradualmente más solución salina a los electrodos. Si la adición de solución salina no mejora la calidad del contacto, confirme la sensación cutánea del sujeto. Al final de la sesión de estimulación, el dispositivo se reducirá de la intensidad del tratamiento a cero mA.
Retire el arnés cargado con los electrodos del cuero cabelludo del sujeto. Finalmente, apague el dispositivo. En esta tabla se compara la diferencia general entre los métodos de aplicación tDCS tradicionales y los métodos tDCS actualizados, como se explica en este vídeo.
Además, llevamos a cabo un experimento en el que medimos los tiempos de configuración utilizando los métodos tDCS tradicionales y modernos. Para ello, reclutamos expertos y novatos en ambos métodos y medimos cuánto tiempo tardó cada participante en llevar a cabo la configuración. La configuración se repitió cinco veces, y cada prueba se cronometó individualmente.
Los resultados muestran que el método moderno requería significativamente menos tiempo de configuración tanto para los participantes expertos como para los principiantes que para el método tradicional. Utilizando el método tDCS tradicional, el tiempo medio de configuración que tomó el experto fue de aproximadamente ocho minutos. Usando el método tDCS tradicional, el tiempo medio de configuración tomado por el principiante fue de aproximadamente 10 minutos y medio.
Los principiantes cometieron errores de configuración y generalmente no pudieron lograr una configuración sin errores, incluso después de cinco sesiones. Usando el método moderno tDCS, el tiempo medio de configuración tomado por los expertos fue de poco más de un minuto. Usando el método moderno tDCS, el tiempo medio de configuración tomado por los principiantes fue de aproximadamente 2 minutos y medio.
Los principiantes fueron generalmente capaces de lograr una configuración libre de errores para la quinta sesión, y cualquier error fue menor. El método moderno tDCS permite la colocación de electrodos con una precisión comparable a la de un operador experto que mide las posiciones tradicionales de EEG 10-10. Para el operador o la autoacono aplicación, el método moderno tDCS es altamente confiable.
El enfoque tDCS moderno explicado aquí aumenta la fiabilidad de la configuración mientras disminuye el tiempo de configuración de la estimulación.
Descripción general
Este artículo demuestra procedimientos actualizados de configuración para administrar la estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) y técnicas relacionadas como la estimulación transcraneal con corriente alterna (tACS). La preparación y colocación adecuadas de los electrodos son cruciales para sesiones efectivas.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Electrofisiología
- Estimulación eléctrica transcraneal
Antecedentes
- La estimulación cerebral no invasiva con corriente directa (tDCS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva.
- La colocación de los electrodos afecta la eficacia de la estimulación y la comodidad del sujeto.
- Las técnicas modernas buscan simplificar el proceso de configuración.
- Las consideraciones éticas requieren el consentimiento informado de los participantes.
Objetivo del estudio
- Proporcionar una guía clara para configurar la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) y la estimulación transcraneal de corriente alterna (tACS).
- Mejorar la fiabilidad de la colocación de los electrodos.
- Incrementar la comodidad del participante durante las sesiones de estimulación.
Métodos Utilizados
- Medición de la circunferencia craneal para el ajuste del arnés craneal.
- Uso de electrodos con conectores de enclavamiento pre-saturados.
- Arnés craneal específico para diferentes montajes de electrodos.
- Supervisión de la impedancia para evaluar la calidad del contacto.
Resultados principales
- Demostró técnicas efectivas de colocación de electrodos.
- Explicó la importancia de la comodidad y el consentimiento del participante.
- Proporcionó un enfoque simplificado para la configuración de la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS).
- Destacó la importancia del manejo adecuado del equipo.
Conclusiones
- Los procedimientos modernizados mejoran la eficacia de la estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS).
- Un montaje adecuado es esencial para obtener resultados confiables.
- La seguridad y comodidad del participante son primordiales en la investigación.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Los métodos de estimulación eléctrica transcraneal (tES), como la tDCS, la tACS y la tRNS, se utilizan cada vez más en investigaciones preclínicas y de descubrimiento temprano para modular circuitos neuronales y evaluar la participación del objetivo en sistemas relevantes para la enfermedad. Son esenciales protocolos de estimulación confiables, estandarizados y bien tolerados para generar datos reproducibles en flujos de trabajo de validación de objetivos y cribado fenotípico. La técnica actualizada descrita reduce la variabilidad del montaje y los errores dependientes del operador, favoreciendo una aplicación consistente en las etapas de biología del descubrimiento y desarrollo de ensayos.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite una neuromodulación precisa y repetible de objetivos corticales para investigar sus roles causales en fenotipos relacionados con enfermedades.
- Valor operativo: El equipo para la cabeza estandarizado y los electrodos preensamblados reducen el tiempo de preparación y los errores de colocación, mejorando el rendimiento en ensayos de validación de objetivos.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Valor científico: Proporciona lecturas neurofisiológicas cuantificables cuando se combina con EEG o ensayos conductuales, lo que apoya estudios de respuesta a la dosis y de mecanismo de acción.
- Valor operativo: La monitorización de impedancia y los electrodos pre-saturados garantizan una calidad de contacto estable, reduciendo la variabilidad de los datos en aplicaciones de cribado de alto rendimiento.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Apoya la modelización de sistemas relevantes para enfermedades al permitir la estimulación cortical no invasiva en especies preclínicas o modelos derivados de humanos para evaluar la modulación de dianas.
- Valor operativo: La adaptabilidad a formas de onda tACS y tRNS permite un diseño de protocolo flexible para la neuromodulación específica de frecuencia en estudios mecanicistas de reducción de riesgos.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
El método se encaja dentro del continuo de biología de descubrimiento a identificación de candidatos, donde la modulación neural confiable apoya la prueba de hipótesis y la aclaración de vías en la validación temprana de dianas.
- Biología del Descubrimiento: Permite la perturbación controlada de circuitos neuronales para evaluar la participación de dianas en fenotipos relevantes para la enfermedad.
- Selección: La configuración estandarizada y el monitoreo de impedancia permiten una administración reproducible de la estimulación en placas de ensayo o cohortes de sujetos.
- Análisis: Facilita la recopilación de lecturas electrofisiológicas o conductuales que ayudan a comparar condiciones de estimulación y efectos de compuestos.
- Investigación Traducional: Aporta continuidad desde modelos in vitro o in vivo hasta la modulación cortical relevante para humanos cuando los mecanismos de la enfermedad implican una disregulación cortical.
- Reutilización Empresarial: El sistema de montura fija y electrodos de acoplamiento rápido permite la estandarización entre estudios y sitios para programas de neuromodulación multiproyecto.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Confianza predictiva en la modulación del blanco mediante la administración confiable de estimulación con baja variabilidad.
- Valor operativo: La reducción del tiempo de configuración y de las tasas de error aumenta la eficiencia operativa en los procesos de descubrimiento centrados en neurociencia.
- Valor estratégico: Una mejor reproducibilidad de los datos respalda decisiones más sólidas de avance o interrupción en la priorización de blancos y la identificación de compuestos líderes.
- Impacto en la cartera: Las decisiones de avance ajustadas al riesgo se mejoran al reducir el ruido biológico en ensayos basados en neuromodulación.
Consideraciones de Implementación
- Capacitación en neuroanatomía y selección de montajes de electrodos para una correcta localización cortical.
- Acceso a dispositivos de estimulación eléctrica transcraneal con formas de onda programables (tDCS, tACS, tRNS) y monitoreo de impedancia.
- Normalización de tamaños de accesorios para la cabeza y protocolos de colocación de electrodos entre centros de investigación.
- Consideraciones de adaptación para diferentes poblaciones de sujetos, incluyendo modelos pediátricos o con neurodegeneración.
- Las limitaciones incluyen la dependencia de una adecuada preparación de la piel y saturación con solución salina para lograr un contacto óptimo entre el electrodo y el cuero cabelludo.
