Estimulação magnética transcraniana combinada e Eletroencefalografia do córtex pré-frontal Dorsolateral

Este método pode ajudar a responder a questões-chave nos campos da neurologia, neurofisiologia clínica e psiquiatria, determinando sinais neurofisiológicos que podem servir como preditores de resposta a intervenções terapêuticas. Se realizada corretamente, essa técnica pode monitorar, de forma confiável e reprodutível, as alterações na excitabilidade cortical devido a essas intervenções terapêuticas. Demonstrando o procedimento estará Stacey Shim, analista de pesquisa de nosso laboratório.

Para começar, primeiro escolha um boné que caiba bem na cabeça do participante. Coloque o eletrodo Cz no vértice a meio caminho entre a linha que conecta o nasiano e o inian. Certifique-se de que todos os eletrodos estejam tocando firmemente o couro cabeludo e funcionando.

Em seguida, ajuste a ponta romba de uma seringa e encha-a com gel eletrocondutor. Coloque a ponta dentro do orifício do eletrodo e pressione levemente o êmbolo até que haja um pouco de pasta na pele. Em seguida, esfregue o couro cabeludo com a ponta romba e certifique-se de que a pasta não derrame por cima para evitar a formação de pontes.

Prepare primeiro os eletrodos de aterramento e referência. Verifique se a impedância está abaixo de cinco quiloohms para todos os eletrodos. A preparação do eletrodo determina a qualidade do sinal cerebral registrado e minimiza a necessidade de métodos de processamento de sinal que podem remover o ruído e o sinal cerebral cruciais para seu estudo.

Agora coloque dois eletrodos de disco EMG descartáveis com um diâmetro de cerca de 30 milímetros sobre o músculo abdutor curto do polegar direito, ou APB, para uma montagem do tendão da barriga. Coloque também o eletrodo de aterramento de acordo com as orientações do fabricante. Conecte os eletrodos ao amplificador EMG.

Comece carregando uma ressonância magnética ponderada em T1 no sistema de navegação e escolhendo os pontos cardeais para registro. Use as coordenadas MNI ou Talairach do córtex pré-frontal dorsolateral. Em seguida, coloque o rastreador de cabeça de forma que ele não se mova durante a sessão de estimulação e permita que a bobina TMS se mova livremente.

Em seguida, peça ao participante que insira tampões de ouvido e, em seguida, alinhe a cabeça do participante ao modelo de ressonância magnética 3D. Para fazer isso, toque a cabeça do participante com a caneta digitalizadora nos pontos cardeais selecionados na ressonância magnética. Agora valide o registro colocando a caneta digitalizadora na cabeça do participante e verificando a representação no computador.

Se necessário, calibre a bobina TMS conectando os rastreadores à bobina. Em seguida, coloque uma esponja de poliuretano sob a bobina para minimizar a vibração da bobina sobre os eletrodos durante os pulsos de EMT. Coloque a bobina no bloco de calibração para que todos os rastreadores fiquem visíveis da câmera.

Em seguida, pressione o botão de calibração na tela do computador e mantenha a bobina na posição de calibração por cinco segundos. Neste ponto, instrua o participante a descansar e permanecer confortável com as costas, mãos e pernas relaxadas. Em seguida, para encontrar o ponto de acesso, comece mirando no botão motor como o ponto de referência inicial da representação cortical do APB e do córtex motor primário e mova a bobina até que haja movimento muscular correspondente.

Use intensidades de TMS evocando limiares evocados por motor ou MEPs de cerca de 500 microvolts em APB. Otimize a orientação da bobina alterando seu ângulo e inclinação para evocar a maior resposta sobre o ponto quente. Salve este posicionamento da bobina no software neuronavigator e reduza a intensidade de saída em etapas de 2-3%Em seguida, dê 10 pulsos e, se forem obtidas mais de cinco em cada 10 respostas MEP acima de 50 microvolts, continue reduzindo a intensidade.

Quando menos de cinco em cada 10 respostas são evocadas, comece a aumentar a intensidade em etapas de 1-2%O limiar motor é representado como a intensidade que produz MEPs maiores que 50 microvolts cinco em cada 10 vezes. O intervalo interestímulo, ISI, para o limiar motor deve ser maior que um segundo, geralmente de três a cinco segundos. Em seguida, ajuste a intensidade a partir de 120% do limiar motor para produzir MEPs no córtex motor primário de 500 a 1500 microvolts.

Grave 10 pulsos com esta saída, aumentando ou diminuindo a intensidade em passos de 1-2% até atingir uma média de um microvolt. O ajuste da intensidade da bobina é crucial para atingir a população neuronal sob investigação, mas também para a qualidade dos sinais. Neste ponto, posicione a bobina sobre o córtex pré-frontal dorsolateral e estimule algumas vezes.

Se artefatos significativos forem gerados, ajuste o posicionamento da bobina movendo-o ligeiramente para longe desse local. Agora digitalize os eletrodos de EEG para que sua posição seja registrada na anatomia do cérebro. Em seguida, substitua os tampões de ouvido por fones de ouvido pneumáticos para reproduzir o mascaramento de áudio de ruído branco, se desejar.

E adicione fones de ouvido sobre eles para proteção auditiva. Neste ponto, monte a bobina no suporte da bobina e certifique-se de que a bobina não se mova ou pressione os eletrodos sob ela. Por fim, execute o experimento incluindo TMS de pulso único, bem como TMS de pulso emparelhado para inibição intracortical curta, facilitação intracortical e inibição intracortical longa, em ordem aleatória para cada participante.

Esta figura mostra as médias gerais das respostas de EEG evocadas por TMS da região do córtex pré-frontal dorsolateral dos eletrodos de interesse após a estimulação. Isso inclui TMS de pulso único, inibição intracortical curta, facilitação intracortical e inibição intracortical longa. Aqui vemos N100 valores de potencial evocado plotados topograficamente em todos os eletrodos para cada condição de estimulação.

Ao tentar este procedimento, é importante preparar os eletrodos com precisão, escolher o alvo de estimulação correto e ajustar a intensidade da estimulação e a orientação da bobina adequadamente. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da neurociência, neurologia, neurofisiologia clínica e psiquiatria, explorarem a excitabilidade e conectividade corticocortical em vários estados cerebrais, tanto para voluntários saudáveis quanto para pacientes.