Aplicación simultánea de estimulación transcraneal de corriente continua durante la exposición a la realidad virtual
18 de enero de 2021
Este manuscrito describe un protocolo novedoso para permitir la aplicación simultánea de la estimulación transcraneal de corriente directa durante la exposición a señales relacionadas con el trauma de la zona de guerra utilizando la realidad virtual para veteranos con trastorno de estrés postraumático.
La combinación de la estimulación cerebral no invasiva con la realidad virtual presenta un enfoque novedoso para aumentar el aprendizaje emocional y la habituación para las personas que buscan tratamiento para el estrés postraumático y la ansiedad. Este es un enfoque altamente inmersivo pero portátil arraigado en la neurociencia. La técnica podría ser terapéuticamente efectiva y se puede adaptar al paciente individual.
Este método no invasivo puede ayudar a los pacientes con estrés postraumático a aprender que las situaciones que previamente provocan ansiedad pueden ser seguras. Demostrando el procedimiento estará Sydney Brigido, un asistente de investigación de mi laboratorio. Sydney ayudará con los diversos pasos del protocolo.
Para preparar a un participante para la estimulación transcraneal de corriente continua, después de colocar la correa de la cabeza en el participante, párese detrás del participante para establecer la ubicación del electrodo catódico utilizando el 10% de circunferencia de la cabeza previamente calculado y mida esta distancia desde la inión de la cabeza hacia la derecha. Coloque el electrodo catodal de acuerdo con las mediciones de tal manera que esté aproximadamente detrás de la oreja derecha en el proceso mastoideo. Para establecer la ubicación del electrodo anodal, mida el 10% de la circunferencia de la cabeza previamente calculado desde la nacisión hacia arriba y el 5% de la circunferencia de la cabeza previamente calculada a la derecha.
Coloque el electrodo anodal y verifique que el ánodo esté tocando las ubicaciones de 10 a 20 electrodos EEG AF3FP1. Cuando se hayan colocado los electrodos, encienda el dispositivo tDCS y conecte los electrodos. Para cargar la configuración A, presione el botón superior derecho para salir del modo de estudio y use los botones superior e inferior izquierdo para ingresar el código maestro del dispositivo.
Haga clic en Aceptar y asegúrese de que la flecha apunta al disparador. Use el botón superior derecho para moverse por la configuración hasta que aparezca la configuración de carga. Use las flechas izquierdas para desplazar la flecha a la parte inferior de la pantalla usando la flecha superior derecha para moverse a través de todas las configuraciones de regreso a la configuración A y haga clic en la flecha superior izquierda para cargar la configuración A.Presione los botones superior derecho e inferior izquierdo juntos para verificar la impedancia y confirmar que hay un contacto adecuado entre los electrodos tDCS y el cráneo del participante.
Comience la estimulación y registre la impedancia antes, durante y después de la estimulación. Al finalizar la estimulación, retire los electrodos del dispositivo antes de apagarlo. Coloque dos parches de electrodos de actividad electrodérmica desechables autoadhesivos en la región tenar de la mano no dominante del participante y abra el software de adquisición de datos de respuesta galvánica de la piel de actividad electrodérmica.
Abra la plantilla de adquisición de datos generada anteriormente y haga clic en crear registro para crear un nuevo experimento. Para calibrar la señal de actividad electrodérmica, conecte un electrodo a un parche de electrodo y siga las instrucciones del software para calibrar un electrodo a la vez. Cuando ambos electrodos hayan sido calibrados, pídale al participante que respire profundamente y que lo mantenga durante 10 segundos antes de exhalar para garantizar una señal de respuesta galvánica adecuada de la piel.
Para administrar el tDCS, haga que un asistente encienda el sistema de realidad virtual y abra el programa de solicitud del paciente. Compruebe que la resolución de la pantalla está establecida en 1280 por 720 y haga clic en reproducir. Abra el programa de controlador clínico y seleccione el escenario de conducción en función de la escena que sea más relevante para la implementación del participante.
En la ventana del avatar del paciente, seleccione la posición del conductor y ajuste el volumen del sonido al 65% del máximo. Con la ayuda del participante, haga que el asistente coloque la pantalla montada en la cabeza del participante, cuidando que la pantalla no disloque los electrodos y verifique la comodidad. Haga que el asistente coloque los auriculares en la cabeza del participante y verifique la comodidad.
Indique al participante que se siente en silencio durante dos minutos para permitir que se recopilen los datos de actividad electrodérmica basal y presione F1 para marcar el comienzo del período de referencia. Después de dos minutos, presione F3 para marcar el final del período de referencia. Después de completar la recolección de actividad electrodérmica basal, encienda el dispositivo tDCS y vuelva a enchufar los electrodos.
El dispositivo debe estar en modo de estudio para configurar B.Haga clic en Aceptar para confirmar que el ajuste B está programado y para aplicar una intensidad de dos miliamperios, un total de 25 minutos con una rampa de 30 segundos hacia arriba y una rampa de 30 segundos hacia abajo. Introduzca el código de aleatorización específico del participante recuperado del software de aleatorización y haga clic en Aceptar. Presione el botón superior izquierdo para indicar que sí para iniciar la estimulación y haga clic en desactivar para iniciar la unidad. Asegúrese de que cada drive-through comience con al menos 30 segundos de conducción solo en el entorno de realidad virtual.
Para la primera sesión, guíe al participante a través de la ocurrencia de eventos de realidad virtual utilizando un mensaje verbal durante el primer drive-through, como, Adelante, habrá una emboscada en la carretera en tres, dos, uno, vaya. Vas a ver una emboscada en el camino por delante en tres, dos, uno. Mientras selecciona la escena adecuada en el menú VR.
Administre cada evento de realidad virtual con un mínimo de 10 segundos de conducción entre cada evento. Mientras se administran los eventos de realidad virtual, haga que un asistente presione F2 en el teclado cada vez que se administre un evento de realidad virtual para monitorear la adquisición de datos de conductancia de la piel. Según la inspección visual de los rastros de conductancia de la piel, el participante A parece mostrar signos de habituación entre sesiones desde la primera sesión de realidad virtual hasta el punto medio del protocolo durante la tercera sesión de realidad virtual hasta la sexta sesión de realidad virtual final.
La inspección visual del rastreo de conductancia de la piel cruda para el participante B parece indicar la habituación dentro de la sesión al comparar el primer drive-through con el tercer drive-through. La inspección visual de los datos de conductancia de la piel cruda para el participante C parece mostrar un perfil de habituación menos marcado en comparación con el participante A.Sin embargo, el participante C demuestra tanto entre como dentro de la sesión habituación. Además, y al igual que el participante A, el nivel de conductancia de la piel es numéricamente más alto durante la primera sesión de realidad virtual en comparación con las cinco sesiones restantes.
Los datos brutos de conductancia de la piel del participante D demuestran un nivel de conductancia de la piel que puede considerarse demasiado bajo para un análisis adecuado con una ausencia de respuestas de conductancia de la piel visualmente detectables. Incluso con la persistencia de artefactos y la pérdida de señal de electrodo, los niveles persistentemente bajos de conductancia de la piel y la ausencia de respuestas de conductancia de la piel visualmente detectables siguen siendo evidentes para este individuo. En el protocolo, los pasos críticos son garantizar que los electrodos tDCS permanezcan en la posición correcta, que la impedancia esté dentro de valores aceptables y vigilar la incomodidad de los participantes por seguridad.
tDCS se puede optimizar individualizando el montaje, incluida la ubicación de los electrodos y la dosificación basada en la resonancia magnética anatómica. La resonancia magnética se puede utilizar además para evaluar los cambios neuronales a lo largo del tiempo.
Descripción general
Este estudio presenta un protocolo novedoso que integra la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) con realidad virtual para ayudar a veteranos que padecen trastorno de estrés postraumático (PTSD). El enfoque inmersivo tiene como objetivo facilitar el aprendizaje emocional y la habituación frente a estímulos relacionados con el trauma.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Neurociencia
- Psicología
- Tratamiento del Trauma y la Ansiedad
Antecedentes
- El TEPT es un problema significativo entre los veteranos, que a menudo requiere enfoques terapéuticos innovadores.
- La combinación de la ECTr con realidad virtual podría mejorar los resultados terapéuticos.
- El protocolo está diseñado para crear un entorno seguro para la exposición a escenarios que provocan ansiedad.
- Este método ofrece una opción de tratamiento portátil y adaptada al paciente.
Objetivo del estudio
- Desarrollar un procedimiento para la aplicación simultánea de estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) y exposición a realidad virtual.
- Mejorar el aprendizaje emocional y la habituación en pacientes con trastorno de estrés postraumático (TEPT).
- Evaluar la eficacia de esta combinación no invasiva en la terapia.
Métodos Utilizados
- El protocolo implica la aplicación de estimulación cerebral con corriente continua transcraneal (tDCS) a los participantes mientras interactúan con entornos de realidad virtual.
- Los participantes se preparan con una colocación cuidadosa de los electrodos y se monitorean mediante la actividad electrodérmica.
- Se programan configuraciones específicas de intensidad y duración de la estimulación en el dispositivo de tDCS.
- La recopilación de datos se realiza durante la exposición a escenarios de realidad virtual diseñados para imitar estímulos traumáticos.
Resultados principales
- La inspección visual de los datos de conductancia cutánea indica signos de habituación a lo largo de múltiples sesiones.
- Los participantes mostraron distintos grados de habituación entre sesiones y dentro de cada sesión.
- El uso de estimulación cerebral con corriente directa transcraneal (tDCS) junto con realidad virtual (VR) contribuye a un mejor procesamiento emocional de las señales relacionadas con el trauma.
Conclusiones
- Este estudio demuestra un enfoque terapéutico prometedor para el TEPT mediante la combinación de estimulación cerebral no invasiva con corriente continua transcraneal y realidad virtual.
- Los hallazgos sugieren mejoras potenciales en la regulación emocional y el procesamiento del trauma.
- En general, este método podría mejorar las estrategias de tratamiento para los trastornos relacionados con la ansiedad.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
La combinación de neuromodulación no invasiva con realidad virtual inmersiva ofrece una estrategia novedosa para abordar trastornos de ansiedad resistentes al tratamiento, dirigiéndose a los circuitos neuronales que subyacen a la extinción del miedo. Este enfoque facilita la reducción de riesgos mecanicistas en las fases iniciales del descubrimiento, al permitir lecturas objetivas y cuantificables de la habituación fisiológica durante la exposición controlada. La integración de la estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) con realidad virtual (VR) proporciona una plataforma trasladable para evaluar la interacción con el objetivo y el potencial terapéutico en indicaciones neuropsiquiátricas.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite investigar la modulación del córtex prefrontal ventromedial como un objetivo mecanicista para la regulación del miedo y el aprendizaje emocional.
- Valor operativo: Facilita la comprobación de hipótesis específicas mediante la administración simultánea de neuromodulación y estímulos estandarizados relacionados con el trauma en un entorno controlado.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Valor científico: Genera lecturas cuantitativas de la actividad electrodérmica que sirven como biomarcadores farmacodinámicos de la activación y la habituación.
- Valor operativo: Establece un diseño reproducible, intra-sujeto, para evaluar las relaciones dosis-respuesta entre los parámetros de estimulación y la respuesta fisiológica.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Valor Científico: Conecta el descubrimiento con la aplicación clínica mediante un sistema relevante para la enfermedad (veteranos con TEPT) para evaluar cambios mediados por el objetivo en la hiperactivación.
- Valor Operativo: Facilita las decisiones de continuar o interrumpir al proporcionar datos longitudinales basados en sesiones sobre las tendencias de habituación tras múltiples exposiciones.
Integración de la canalización y flujo de trabajo
El método se integra en el continuo de descubrimiento, desde la validación del blanco hasta la optimización del fármaco líder, al proporcionar una plataforma para evaluar la modulación funcional del blanco y las correlaciones conductuales de la intervención terapéutica.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la reducción de riesgos mecanicistas mediante el aislamiento del efecto de la estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) prefrontal sobre las respuestas autónomas a estímulos relacionados con amenazas.
- Detección: Permite la preparación del ensayo mediante escenarios estandarizados de realidad virtual y monitoreo en tiempo real de la conductancia cutánea como lectura cuantitativa.
- Análisis: Genera datos fisiológicos en series temporales que permiten comparar los cambios intra- e inter-sesión en la activación.
- Investigación Translacional: Conecta los efectos de la neuromodulación con resultados clínicos mediante cambios medibles en las respuestas psicofisiológicas durante la exposición a indicios de trauma.
- Reutilización Empresarial: El marco tDCS+RV puede adaptarse a diversos modelos indicativos de ansiedad mediante la modificación de escenarios virtuales y montajes de estimulación.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Proporciona confianza predictiva en la validación del objetivo al vincular la neuromodulación con reducciones medibles en la activación fisiológica.
- Valor operativo: Garantiza la reproducibilidad mediante la colocación estandarizada de electrodos, el monitoreo de impedancia y parámetros de estimulación fijos (2 mA, 25 min).
- Valor estratégico: Reduce el riesgo biológico en programas neuropsiquiátricos al permitir una evaluación temprana del compromiso del objetivo en un contexto relevante para humanos.
- Impacto en la cartera: Informa decisiones de avance ajustadas al riesgo al cuantificar la habituación como un biomarcador de la respuesta terapéutica.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en seguridad de la neuromodulación, colocación de electrodos y sincronización del sistema de realidad virtual.
- Depende de hardware de estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) capaz de entregar corriente con precisión y realizar un seguimiento de la impedancia, además de sistemas de adquisición de actividad electrodermal (EDA).
- Necesita estandarización entre equipos de neurociencia, clínicos y de análisis de datos para una ejecución coherente del protocolo.
- La adaptación a diferentes modelos requiere validación de las configuraciones de electrodos y de la relevancia de los escenarios de realidad virtual respecto al fenotipo de ansiedad objetivo.
- Las limitaciones prácticas incluyen la variabilidad interindividual en las respuestas de conductancia cutánea y la necesidad de un control riguroso de artefactos durante la recopilación de datos.
