TMS-EEG guiado por neuroimagen para el mapeo de redes corticales en tiempo real

Estamos desarrollando protocolos de neuromodulación reproducibles y totalmente personalizados, integrando morfología cortical, conectividad estructural y funcional, así como neurofisiología para mejorar la especificidad de TMSEG para el descubrimiento de biomarcadores clínicos.

Nuestro protocolo permite un acceso confiable a potenciales de evocación de TMS tempranos que reflejan la reactividad cortical inmediata del área objetivo. Estas señales suelen estar oscurecidas por artefactos y una mala calidad de los datos en enfoques no personalizados.

Nuestro objetivo es automatizar el mapeo cortical utilizando algoritmos en tiempo real, TMS multilocus y robótica. El objetivo es mejorar la precisión en la investigación de la neuromodulación y mejorar la eficacia en aplicaciones clínicas.

[[Instructor] Para comenzar: Siente al sujeto en una silla colocada lo suficientemente cerca como para que los cables de la tapa se conecten al sistema de electroencefalografía. Mida la circunferencia de la cabeza de los sujetos para seleccionar una gorra de electroencefalografía adecuada. Coloque la gorra comenzando desde la frente mientras mantiene el cabello debajo de la gorra. Mida la distancia del nasion al inion y del trago de izquierda a derecha. Luego, ajuste la posición de la tapa para asegurarse de que CZ esté centrado a medio camino entre estos puntos de referencia anatómicos. Con toallitas con alcohol y cinta abrasiva, limpie la piel del hueso mastoideo y cigomático opuesto al lado de estimulación para mejorar la conductividad. Coloque el electrodo de tierra en el hueso cigomático y el electrodo de referencia en la mastoides utilizando arandelas de electrodos anulares. Aplique una pasta abrasiva en los sitios de electrodos rectificados y frote ligeramente la piel con una aguja roma. Luego llene cada electrodo con gel conductor. Confirme que las ranuras de las orejas estén colocadas correctamente para el acceso al oído durante la neuronavegación y la colocación de los auriculares. Ahora, asegure la tapa en su lugar con cierres de velcro debajo de la barbilla. Para preparar los electrodos de la tapa, aplique gel abrasivo y use una aguja roma para limpiar el cabello debajo de cada electrodo hasta que la piel sea visible. Llene el electrodo con gel conductor mientras lo presiona suavemente hacia abajo para asegurarse de que se aplique un gel adecuado pero no excesivo. Si la impedancia es alta después de la preparación inicial, use una aguja roma o un hisopo de algodón para frotar la piel dentro del electrodo nuevamente y evitar el desplazamiento del cabello. Luego vuelva a llenar el electrodo con gel conductor y verifique los niveles de impedancia repitiendo hasta que todos estén por debajo de los cinco kiloohmios. Limpie cada sitio del electrodo con toallitas con alcohol. Rasca ligeramente la piel con cinta abrasiva y vuelve a limpiar con alcohol antes de dejar que se seque. Coloque el electrodo activo en el vientre muscular. Típicamente el abductor corto derecho o primer interóseo dorsal. Coloque el electrodo de referencia sobre el tendón muscular y el electrodo de tierra en el dorso de la mano. Para la preparación de la neuronavegación, coloque al sujeto cómodamente en la silla, asegurándose de que el cuello, las manos y las piernas estén relajados. Ahora, asegure el rastreador de cabeza y asegúrese de que esté estable durante la estimulación. Identifique los puntos cardinales, incluidos los puntos nasion y preauricular en la resonancia magnética del sujeto. Y con un bolígrafo digitalizador, marque los puntos cardinales correspondientes en la cabeza del sujeto para ver la oreja y los puntos de referencia de la nación. Digitaliza puntos adicionales en la superficie del cráneo para reducir los errores de registro. Prepare el enmascaramiento de ruido utilizando una pista de audio en bucle de ruido blanco mezclado con clics de bobina grabados de la bobina específica utilizada. Asegúrese de que el sujeto coloque correctamente las puntas de los auriculares con enmascaramiento de ruido en los canales auditivos. Luego coloque la bobina aproximadamente cinco centímetros por encima de la cabeza del sujeto. Administre pulsos de alta intensidad con un intervalo interestímulo fluctuante y aumente gradualmente el volumen de la PC entre un 1 y un 2% hasta que el sujeto indique que ya no escucha el clic. Entregue de 20 a 30 pulsos mientras monitorea la visualización de potenciales evocados transcraneales en tiempo real. Si se observa un potencial evocado auditivo, aumente el volumen del ruido de enmascaramiento en incrementos del 2% hasta que el componente desaparezca. Para determinar el umbral motor en reposo, indique al sujeto que mantenga los músculos relajados con la palma hacia arriba. Coloque la bobina de estimulación magnética transcraneal sobre la perilla del motor con el campo eléctrico perpendicular al surco. Comience con aproximadamente el 30% de la producción máxima del estimulador y aumente la intensidad hasta que se vea una activación muscular localizada. Ajuste la ubicación y orientación de la bobina hasta que se observe una respuesta específica del abductor corto del pulgar. Usando la ubicación guardada, aplique algoritmos automatizados en el sistema para determinar el umbral motor en reposo Para el mapeo cortical, superponga las parcelaciones anatómicas y los mapas de conectividad funcional de la resonancia magnética en el software de neuronavegación. Defina al menos dos o tres objetivos de estimulación basados en una conectividad estructural y funcional prometedora. Comience la estimulación al 100 al 110% del umbral motor en reposo con el enmascaramiento de ruido activo. Promedio de 20 pulsos por serie y monitoree los potenciales evocados transcraneales resultantes. Ajuste la intensidad en incrementos máximos de salida del estimulador del 2% hasta que la amplitud de respuesta temprana supere los seis microvoltios. Monitoree la señal en busca de artefactos de desintegración reconocibles por su naturaleza exponencial, así como artefactos musculares bipolares. Si los artefactos musculares duran más de 15 milisegundos, intente girar la bobina para minimizarlos. Proceda hasta lograr un componente temprano limpio por encima de los seis microvoltios. Si la rotación de la bobina no mejora la calidad de la señal, intente cambiar la ubicación de la estimulación unos milímetros y repita el proceso mapeando las respuestas corticales a través del área cortical. Si los artefactos persisten, proceda a investigar el siguiente objetivo cortical predefinido. Cuando el objetivo de estimulación y los parámetros están optimizados, mida la impedancia del electrodo antes de iniciar el registro de datos TMSCEG. Si la impedancia supera los cinco kilo ohmios, agregue gel conductor para reducirla. Si aún es demasiado alto, repita la preparación y agregue más gel solo si es necesario. El sitio de estimulación inicial seleccionado del grupo FMRI mostró anticorrelación con la corteza cingulada anterior subgenual y la tractografía, lo que indica principalmente conexiones colosales e ipsilaterales cruzadas con el polo frontal contralateral. Se observa una respuesta potencial similar a la de TEP en los electrodos F3, F1 y FC3. El electrodo AF3 exhibe un artefacto de timbre de gran amplitud, mientras que F5 se ve afectado por un pequeño artefacto muscular reconocible por el pico de alta frecuencia y alta amplitud justo después del pulso TMS. El preprocesamiento confirmó que la respuesta F3 no se vio afectada por artefactos que preservaron la amplitud del componente inicial. Cambio a una orientación de bobina posterior-anterior, aumento de los artefactos musculares y molestias con artefactos fuertes visibles en todos los canales. El uso de una orientación lateral de la bobina medial produjo un TEP limpio de gran amplitud en el electrodo F3 con un pico de 12 microvoltios en 20 milisegundos. El objetivo de estimulación final con orientación de la bobina medial lateral ubicado cerca del inicial exhibió una conectividad estructural más amplia que los objetivos anteriores. Después de un preprocesamiento mínimo y nueve microvoltios, se detectó un componente temprano entre 17 y 35 milisegundos en el electrodo F3, libre de artefacto muscular. El preprocesamiento completo del conjunto de datos de prueba de 300 preservó la forma de onda mostrando una respuesta temprana reducida de seis microvoltios entre 20 y 40 milisegundos.