Transcraniana direto Estimulação atual e simultânea Ressonância Magnética Funcional

O objetivo geral do experimento a seguir é ilustrar a implementação da estimulação transcraniana por corrente contínua ou TDCS durante a ressonância magnética funcional simultânea. Para avaliar como a estimulação afeta as funções do cérebro humano, o primeiro passo envolve a montagem do equipamento necessário, que inclui ressonância magnética, cabos compatíveis, eletrodos e caixas de filtro. Como segunda etapa, o equipamento TDCS precisa ser configurado dentro e fora do scanner.

Em seguida, o participante é rastreado e preparado para TDCS intra-scanner. Depois que o participante foi movido para o orifício do scanner, a estimulação é ativada e o experimento FMRI começa. Em última análise, os resultados dos participantes escaneados durante o A-T-D-C-S são comparados em um, dentro do projeto dos sujeitos com os resultados obtidos durante uma sessão separada de TDCS simulada para revelar o impacto da estimulação na atividade cerebral funcional.

A principal vantagem da intra-doença em comparação com os protocolos TS puramente comportamentais é que permite estudar o mecanismo neuronal subjacente aos efeitos da simulação. Além disso, em comparação com outras técnicas de neuroimagem, como E-E-G-F-M-R-I, oferece resolução espacial superior e também permite a verificação da posição do eletrodo no cal. O uso combinado de FMRI e TDCS pode ajudar a desvendar os mecanismos neurais associados à ação do TDCS no cérebro saudável e também em várias condições patológicas diferentes, como acidente vascular cerebral ou demência.

Compreender como o TDCS funciona no cérebro pode, eventualmente, melhorar as aplicações clínicas dessa técnica, porque várias etapas críticas precisam ser executadas na ordem correta de maneira sensível ao tempo. Um bom planejamento e familiarização com essas etapas são necessários para uma implementação bem-sucedida. Se executada corretamente, a técnica representa apenas um risco mínimo para os participantes.

No entanto, os pesquisadores devem seguir as diretrizes de segurança estabelecidas para ressonância magnética e TDCF. O desenho experimental consiste em dois segmentos de FMRI realizados durante a sequência de estado de repouso de cinco minutos do TDCSA e uma tarefa de geração de palavras semânticas abertas de 11 minutos. Os 20 minutos no TDCS começam aproximadamente um a dois minutos antes das varreduras, cobrem toda a duração das duas varreduras funcionais e também intervalos curtos e instruções entre as varreduras.

Varreduras estruturais adicionais são adquiridas após as ressonâncias magnéticas de repouso e tarefa F. A sessão de estimulação simulada consiste em 30 segundos de TDCS antes do FMRI em estado de repouso sem TDCS durante o restante do protocolo para a tarefa de linguagem, use o software de apresentação de estímulo para projetar uma imagem visual de várias categorias semânticas em uma tela dentro do scanner. A projeção é realizada por meio de um projetor e um sistema de espelhos conectados ao computador.

Um microfone compatível com ressonância magnética é usado para transmissão de respostas verbais abertas. Para configurar o programa do dispositivo TDCS, o dispositivo para fornecer uma corrente contínua constante de um miliamperes por 20 minutos garante que o estimulador esteja suficientemente carregado. Caso contrário, ele pode desligar durante o experimento, montar todos os equipamentos, cabos e eletrodos necessários para o TDCS, conforme descrito no protocolo de texto.

Na sala de controle de ressonância magnética, coloque a caixa de filtro externa perto do tubo de filtro de RF usado para passar os cabos para a sala do scanner. Observe que a caixa do filtro externo está claramente identificada. A caixa do filtro interno e externo não deve ser misturada.

Em seguida, conecte o estimulador à caixa externa usando o cabo do estimulador. Meça o comprimento do cabo da caixa necessário para conectar as caixas de filtro interna e externa, permitindo que cabo suficiente passe pelas paredes da sala do scanner. Insira o cabo da caixa no tubo do filtro de RF e conecte-o à caixa do filtro externo na sala do scanner.

Coloque a caixa do filtro interno dentro da extremidade traseira do orifício do scanner e use fita adesiva para mantê-la no lugar. Prenda o cabo da caixa às paredes com uma fita adesiva e conecte-o à caixa de filtro do scanner interno, evitando loops em qualquer cabo, pois eles podem induzir o aquecimento por RF. Completamente. Rastreie os participantes quanto a contraindicações de ressonância magnética e TDCS, como marca-passos, meio do corpo e claustrofobia.

Depois de explicar o procedimento, informe-se como nas configurações convencionais de TDCS para se preparar para a colocação do eletrodo. Inspecione a pele do participante em busca de lesões pré-existentes e afaste os pelos. Em seguida, limpe a pele com álcool para melhorar a condição da pele.

Depois de embeber as bolsas de esponja com solução salina, insira os eletrodos compatíveis com ressonância magnética nas bolsas usando uma caneta que deixe traços magnéticos não faro. Primeiro, marque a interseção de T três F três e F sete C3 na cabeça do sujeito e, em seguida, marque o ponto médio entre F sete e F três. Agora marque o centro de uma linha que conecta esses dois pontos e coloque o ânodo neste ponto.

Em seguida, coloque o cátodo sobre a posição supraorbital direita e prenda os dois eletrodos com um elástico. Após uma verificação final de segurança fora do scanner, guie o participante para dentro da sala do scanner e, em seguida, aproxime-se do scanner para conectar o cabo do eletrodo à caixa interna do filtro. Em seguida, ligue o estimulador e teste a impedância, por exemplo, pressionando o botão superior direito e inferior esquerdo do estimulador simultaneamente.

As impedâncias são normalmente mais altas durante este procedimento em comparação com os protocolos padrão T DS S devido à maior resistência do comprimento do cabo e das caixas de filtro, por isso é fundamental testar as impedâncias antes do início da varredura. Se os limites de impedância forem atingidos, o estimulador para automaticamente se isso ocorrer. As possíveis soluções incluem garantir que os eletrodos tenham contato com o couro cabeludo, limpar a pele, novamente, aplicar mais solução salina nas esponjas.

Posicione o participante no pórtico do scanner. Certifique-se de que os eletrodos ainda estejam na posição correta. Em seguida, passe o cabo do eletrodo pela parte inferior esquerda da bobina principal e prenda o cabo para garantir que ele não fique preso no pórtico.

À medida que o pórtico é movido. Feche a bobina do cabeçote depois disso e entregue o botão de emergência ao participante. Em seguida, deslize o participante para dentro do scanner.

Em seguida, pegue o cabo do eletrodo na extremidade traseira do scanner, conecte-o à caixa interna do filtro e saia da sala. Use o intercomunicador do scanner para informar o participante sobre o início da sessão de digitalização. Inicie a verificação do localizador estrutural usando o console de verificação após o final do período de aquisição.

Inspecione a varredura do localizador em busca de artefatos de alta frequência clicando duas vezes na varredura do localizador e ajustando o contraste segurando o botão direito do mouse enquanto move o mouse para a esquerda e para a direita. Use o intercomunicador do scanner para comunicar ao sujeito que a estimulação começará e que ele poderá sentir uma sensação de formigamento no couro cabeludo por um curto período de tempo. Em seguida, repita as instruções para a primeira verificação funcional.

Para a varredura em estado de repouso, instrua o participante a manter os olhos fechados durante a varredura de cinco minutos. Mover-se o mínimo possível e não pensar em nada em particular. Além disso, certifique-se de que o projetor esteja desligado manualmente.

Inicie o TDCS aproximadamente um a dois minutos antes do início da varredura funcional do estado de repouso. Use o console do scanner para carregar a sequência do estado de repouso. Clique duas vezes na sequência do estado de repouso para abrir o campo de visão e ajustar a posição para cobrir todo o cérebro e alinhar aproximadamente com a comissura ântero-posterior.

Agora, inicie a primeira varredura. Monitore a impedância durante todo o experimento usando um segundo pesquisador ao realizar estudos duplo-cegos enquanto a sequência de estado de repouso está em execução. Carregue a segunda sequência de imagens funcionais, que é a tarefa de idioma, e ajuste o campo de visão como antes de usar o console do scanner para reduzir o tempo necessário entre as digitalizações.

Após o término da sequência de estado de repouso, ligue o projetor para permitir a exibição visual dos estímulos experimentais durante a tarefa de linguagem. Clique duas vezes no ícone do software de apresentação e carregue o paradigma da linguagem. Use o intercomunicador do scanner para repetir as instruções para o paradigma FMRI relacionado à tarefa e comece com a tarefa no final do experimento de estimulação e FMRI.

Continue com as varreduras estruturais planejadas. No final do experimento, desconecte o cabo do eletrodo da caixa do filtro interno antes de mover o participante para fora do orifício do scanner. Em seguida, solte a bobina principal e peça ao participante para se sentar e remover os eletrodos com cuidado.

Estudos de FMRI durante uma tarefa de geração semântica de palavras mostraram atividade reduzida na porção ventral do giro frontal inferior em adultos mais jovens e mais velhos que receberam A-T-D-C-S em comparação com quando os mesmos indivíduos foram escaneados durante a estimulação simulada. Não foram encontradas diferenças significativas no giro frontal inferior dorsal esquerdo e na RMM. A varredura do estado de repouso realizada durante o A-T-D-C-S em comparação com uma varredura do estado de repouso adquirida nos mesmos 18 participantes durante uma sessão separada de TDCS simulada ilustra as regiões do cérebro que mostram conectividade aprimorada durante o A-T-D-C-S indicadas em vermelho e as regiões que mostram conectividade reduzida indicadas em azul.

No futuro, essa nova técnica pode ser usada em populações clínicas para aumentar a eficácia das intervenções existentes ou para desenvolver novos protocolos cientificamente fundamentados. Para aprofundar nossa compreensão dos efeitos subjacentes do TT CS, essa técnica pode ser complementada por outras técnicas, como o EEG TT S, a fim de explorar a resolução temporal superior dessas técnicas. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão dos requisitos técnicos, da implementação e das considerações de segurança do uso combinado de TDCS e MRI.