A administração de transcraniana de correntes elétricas para o cérebro (tES) tem sido usada por décadas para estudar a função do cérebro e para modificar o comportamento. Mais recentemente, a aplicação direta de correntes, ou menos frequentemente correntes alternas (TAC e tRNS), canaliza através do crânio intacto pelo uso de dois ou mais eletrodos (anode(s) e cathode(s)) ganhou interesse científico e clínico. Em particular, tDCS tem sido utilizado em mais de 33.200 sessões em indivíduos saudáveis e pacientes com doenças neuropsiquiátricas e emergiu como um seguro e fácil, econômica aplicação de cabeceira, com possível potencial terapêutico, bem como de longa duração efeitos comportamentais1. Isto claramente rendeu a maior necessidade e o interesse científico em estudos mecanicistas, incluindo aspectos de segurança. Este artigo enfoca a forma mais comumente utilizada de estimulação, tDCS.
Em toda a espécie, tDCS modula a excitabilidade cortical e plasticidade sináptica. Alterações de excitabilidade foram relatadas como dependente da polaridade alteração da taxa de disparo neuronal espontânea em ratos e gatos2,3,4, ou alterações no motor amplitudes de potenciais evocados (MEP) em humanos e ratos ( ambos aumentaram após anodal e diminuição após tDCS cathodal da: humano5,6; rato.7). DCS anodal aumentou a eficácia sináptica de motor cortical ou hippocampal sinapses em vitro durante várias horas após a estimulação ou potenciação de longo prazo (LTP), quando aplicado co com uma entrada sináptica fraca específica ou quando dado antes uma plasticidade induzindo a estimulação8,9,10,11,12. Em conformidade, os benefícios da estimulação na sucesso treinamento motor ou cognitivo, muitas vezes são revelados apenas se tDCS é co aplicada com formação de8,13,14,15. Enquanto estas conclusões anteriores são atribuídas principalmente às funções dos neurônios, note-se que células não-neuronais (glia) podem também contribuir para efeitos funcionais das tDCS. Por exemplo, os níveis de cálcio intracelular hamartomas aumentaram durante tDCS anodal em ratos alerta16. Da mesma forma, tDCS anodal em densidades de corrente abaixo do limiar para a neurodegeneração induzida uma ativação dependente da dose de micróglia17. No entanto, a modulação da interação neurônio-glia por tDCS precisa de maiores investigações específicas.
Tomados junto, animal pesquisa avançada claramente nossa compreensão do efeito moduladora da tDCS na excitabilidade e plasticidade. No entanto, há um observável "lacuna de translação inversa" no aumento exponencial nas publicações de estudos tDCS humana em contraste com o lento e pequeno aumento em investigações sobre os mecanismos subjacentes de tES em vitro e in vivo modelos animais. Além disso, modelos de roedores tES são realizados com alta variabilidade em laboratórios de pesquisa (variando de transdermal a estimulação sub-fascial) e procedimentos de estimulação relatado muitas vezes não são totalmente transparentes, dificultando a comparabilidade e replicabilidade de dados de pesquisa básica, bem como a interpretação dos resultados.
Aqui, descrevemos em detalhe a implementação cirúrgica de uma configuração de estimulação transcraniana cérebro visando o córtex motor primário, que permite a tradução da condição humana tDCS minimizando a variabilidade e permite a estimulação repetida sem dificultando o comportamento. É fornecido um protocolo passo a passo para tES subsequentes em ratos alertas. Aspectos metodológicos e conceituais da aplicação segura de tES em roedores alertas são discutidos.