Técnica atualizada para estimulação elétrica transcraniana confiável, fácil e tolerada, incluindo estimulação transcraniana de corrente direta
3 de janeiro de 2020
Ao administrar a estimulação transcraniana de corrente direta (tDCS), a preparação e a colocação de eletrodos reprodutíveis são vitais para uma sessão tolerada e eficaz. O objetivo deste artigo é demonstrar procedimentos modernos atualizados de configuração para a administração de tDCS e técnicas de estimulação elétrica transcraniana relacionadas, como estimulação transcraniana de corrente alternada (tACS).
O objetivo deste vídeo é demonstrar procedimentos atualizados de configuração para a administração de estimulação de corrente direta transcraniana, tDCS e técnicas relacionadas de estimulação elétrica transcraniana, como estimulação transcraniana de corrente alternada, tACS. Neste, demonstramos tDCS usando montagens comumente aplicadas destinadas ao córtex motor e estimulação pré-frontal dorsolateral. A técnica moderna de tDCS explicada aqui evita a medição de fita para determinar a colocação de eletrodos, passos de inserção de borracha de carbono complicados, procedimentos tediosos de molhar esponjas de eletrodos e uso de elásticos como capacete.
Este processo é otimizado usando um capacete especializado e um eletrodo de conector de snap pré-saturado. Para cada montagem, há um capacete específico. Embora alguns materiais dependam do protocolo específico do estudo ou tratamento, existem itens básicos que são gerais em todas as aplicações modernas do TDCS.
Antes da sessão tDCS, certifique-se de que todos os materiais necessários sejam úteis. Para os ensaios de pesquisa, antes do início do estudo, o sujeito deve dar consentimento para participar do estudo. O formulário de consentimento inclui detalhes sobre o protocolo de pesquisa, riscos e benefícios do estudo.
Este formulário destina-se a divulgar informações apropriadas aos sujeitos para que eles possam fazer uma escolha voluntária para aceitar ou recusar o tratamento. Ela se origina de direitos legais e éticos, pois os sujeitos devem estar cientes do que acontece com seu corpo, e também de responsabilidades éticas de um pesquisador para envolver os participantes em seu bem-estar físico e mental. Um consentimento por escrito deve ser coletado dos participantes antes do início da estimulação.
A configuração começa medindo primeiro a circunferência da cabeça do sujeito para determinar o tamanho apropriado do capacete a ser usado. Há diferentes tamanhos de capacete dependendo da montagem do eletrodo. Consulte o manual do usuário do capacete para selecionar o tamanho apropriado com base nas medidas.
Inspecione a pele onde se espera que o eletrodo seja colocado. Se observar alguma lesão visível, não administre tDCS. Se possível, exponha o couro cabeludo separando o cabelo com os dedos para garantir que a solução salina escoasse através do cabelo no couro cabeludo, para melhorar a qualidade de contato entre o eletrodo e o couro cabeludo.
Estamos empregando um eletrodo de esponja pré-montado. Remova dois eletrodos de esponja de cinco centímetros por cinco centímetros do saco. Eletrodos usados em tDCS são geralmente eletrodos de borracha condutores envoltos em uma esponja saturada com solução de eletrólitos, principalmente salina.
Eletrodos pré-saturados e novos são usados para aumentar a confiabilidade. O capacete de posição fixa é usado para fixar os eletrodos sobre o alvo cerebral. Para posicionar com precisão os eletrodos da esponja sobre a região cerebral M1SO, primeiro posicione o anel representante da correia, localizado na parte inferior da correia, sobre a nação.
A nação é a porção anterior ao cérebro, localizada entre a testa e o nariz. Em seguida, ajuste a porção superior da correia para que ela fique perpendicular à parte inferior da correia. A parte superior da correia destina-se a sentar-se aproximadamente acima da orelha, posicionada simetricamente em ambos os lados da cabeça.
A porção elástica posterior da correia deve ser posicionada sobre a inação, o ponto mais proeminente do osso occipital. Certifique-se de que o capacete está confortável, mas não desconfortavelmente apertado. Conecte o cabo de conexão do cátodo preto ao driver preto de entrada correspondente do dispositivo tDCS.
Repita isso para o cabo de conexão do ânodo vermelho para sua respectiva localização no dispositivo tDCS. Certifique-se de que a polaridade de conexão está correta, pois os efeitos do TDCS são considerados específicos da polaridade. No contexto do TDCS e da estimulação elétrica em geral, o ânodo é o terminal positivo onde a corrente positiva entra no corpo, e o cátodo é o terminal negativo onde a corrente positiva sai do corpo.
No contexto do TACS, não há conceito de ânodo e cátodo, pois ambos os terminais atuarão anodo e cátodo alternativamente. Antes de iniciar a sessão tDCS, certifique-se de que o assunto esteja confortável e acordado. Confirme se o dispositivo está ligado, os cabos estão devidamente conectados e o capacete e o eletrodo devidamente situados.
O medidor de impedância é um método secundário para garantir um bom contato, mas não substitui a necessidade de garantir que todas as etapas do protocolo sejam seguidas corretamente. Verifique se há qualidade de contato no medidor de impedância. Se a qualidade geral de contato do sujeito for anormalmente baixa, isso pode indicar configuração inadequada de eletrodo, resultando em alta impedância.
Se a qualidade de contato continuar baixa depois de ajustar o capacete e/ou complementar criteriosamente o soro fisiológico, você pode pressionar a Pre-Stim Tickle, se disponível em seu dispositivo, para obter uma melhor qualidade de contato. Programe a duração, intensidade ou, se aplicável ao dispositivo, a configuração de condição falsa. Observe que alguns estimuladores são recomendados para serem ligados antes que o contato entre os eletrodos e a pele seja feito.
Se estiver usando um dispositivo tES para a sessão tDCS, certifique-se de selecionar a configuração de forma de onda tDCS. Inicie o tDCS pressionando o botão Iniciar. A fim de reduzir quaisquer efeitos adversos, alguns dispositivos incluem rampa de corrente automática no início da estimulação, na qual o dispositivo aumenta a corrente lentamente por 30 segundos.
No início da estimulação, os sujeitos muitas vezes perceberão uma sensação de coceira e/ou formigamento sob os eletrodos, que então desaparece na maioria dos casos. Alguns sujeitos podem sentir desconforto durante o período inicial de TDCS. Nesses casos, a corrente pode ser moderadamente diminuída por um período temporário à medida que o sujeito se ajusta.
Em seguida, aumente gradualmente a corrente de volta para o nível desejado. Esse recurso pode depender do dispositivo que está sendo usado e do protocolo. Os eletrodos não devem ser desidratados durante a estimulação para garantir uma boa qualidade de contato.
Se os eletrodos ficarem desidratados, você pode usar uma seringa para adicionar gradualmente mais soro fisiológico aos eletrodos. Se a adição de soro fisiológico não melhorar a qualidade do contato, confirme a sensação da pele do sujeito. No final da sessão de estimulação, o dispositivo diminuirá da intensidade do tratamento para zero mA.
Remova o capacete carregado com os eletrodos do couro cabeludo do sujeito. Finalmente, desligo o dispositivo. Esta tabela compara a diferença geral entre os métodos tradicionais de aplicação tDCS e os métodos tDCS atualizados, como explicado neste vídeo.
Além disso, realizamos um experimento no qual medimos os tempos de configuração usando os métodos tDCS tradicionais e modernos. Para isso, recrutamos especialistas e novatos em ambos os métodos e medimos quanto tempo cada participante levou para realizar a configuração. A configuração foi repetida cinco vezes, e cada julgamento foi cronometrado individualmente.
Os resultados mostram que o método moderno exigia significativamente menos tempo de configuração para os participantes especialistas e novatos do que o método tradicional. Usando o método tDCS tradicional, o tempo médio de configuração tomado pelo especialista foi de aproximadamente oito minutos. Usando o método tDCS tradicional, o tempo médio de configuração tomado pelo novato foi de cerca de 10 minutos e meio.
Os novatos cometeram erros de configuração e geralmente não conseguiram realizar uma configuração sem erros, mesmo após cinco sessões. Usando o método tDCS moderno, o tempo médio de configuração tomado pelos especialistas foi de pouco mais de um minuto. Usando o método tDCS moderno, o tempo médio de configuração tomado pelos novatos foi de cerca de 2 minutos e meio.
Os novatos geralmente foram capazes de obter uma configuração sem erros até a quinta sessão, e quaisquer erros foram menores. O método moderno tDCS permite a colocação de eletrodos com precisão comparável a um operador especializado que mede as posições tradicionais do EEG 10-10. Para operador ou auto-aplicação, o método tDCS moderno é altamente confiável.
A abordagem moderna do TDCS explicada aqui aumenta a confiabilidade da configuração, diminuindo o tempo de configuração da estimulação.
Visão Geral
Este artigo demonstra procedimentos atualizados de configuração para aplicação de estimulação transcraniana por corrente contínua (tDCS) e técnicas relacionadas, como a estimulação transcraniana por corrente alternada (tACS). A preparação e colocação adequadas dos eletrodos são cruciais para sessões eficazes.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Eletrfisiologia
- Estimulação Elétrica Transcraniana
Antecedentes
- A estimulação cerebral não invasiva por corrente contínua é uma técnica de estimulação cerebral não invasiva.
- A colocação dos eletrodos afeta a eficácia da estimulação e o conforto do participante.
- As técnicas modernas visam simplificar o processo de configuração.
- Considerações éticas exigem o consentimento informado dos participantes.
Objetivo do Estudo
- Fornecer um guia claro para a configuração de tDCS e tACS.
- Aumentar a confiabilidade do posicionamento dos eletrodos.
- Melhorar o conforto do participante durante as sessões de estimulação.
Métodos Utilizados
- Medição da circunferência cefálica para ajuste do capacete.
- Uso de eletrodos com conectores de encaixe pré-saturados.
- Capacete específico para diferentes montagens de eletrodos.
- Monitoramento da impedância para avaliar a qualidade do contato.
Resultados Principais
- Demonstrou técnicas eficazes de colocação de eletrodos.
- Destacou a importância do conforto e consentimento do participante.
- Apresentou uma abordagem simplificada para a configuração da estimulação transcraniana de corrente contínua (tDCS).
- Enfatizou a relevância do manuseio adequado dos equipamentos.
Conclusões
- Procedimentos modernizados aumentam a eficácia da estimulação transcraniana de corrente contínua (tDCS).
- A configuração adequada é essencial para resultados confiáveis.
- A segurança e o conforto do participante são fundamentais na pesquisa.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Os métodos de estimulação elétrica transcraniana (tES), como tDCS, tACS e tRNS, estão sendo cada vez mais utilizados em pesquisas pré-clínicas e de descoberta inicial para modular circuitos neurais e avaliar o engajamento de alvos em sistemas relevantes para doenças. Protocolos de estimulação confiáveis, padronizados e bem tolerados são essenciais para gerar dados reprodutíveis em fluxos de trabalho de validação de alvos e triagem fenotípica. A técnica atualizada descrita reduz a variabilidade de configuração e os erros dependentes do operador, favorecendo uma aplicação consistente em todas as etapas da biologia de descoberta e desenvolvimento de ensaios.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite neuromodulação precisa e repetível de alvos corticais para investigar papéis causais em fenótipos relacionados a doenças.
- Valor Operacional: Equipamento padronizado e eletrodos pré-montados minimizam o tempo de preparo e erros de posicionamento, melhorando a produtividade em telas de validação de alvos.
Desenvolvimento de Triagem e Ensaios
- Valor Científico: Fornece leituras neurofisiológicas quantificáveis quando combinado com EEG ou ensaios comportamentais, apoiando estudos de resposta à dose e de mecanismo de ação.
- Valor Operacional: O monitoramento de impedância e os eletrodos pré-saturados garantem qualidade estável de contato, reduzindo a variabilidade dos dados em aplicações de triagem de alto rendimento.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Apoia a modelagem de sistemas relevantes para doenças ao permitir a estimulação cortical não invasiva em espécies pré-clínicas ou modelos derivados de humanos para avaliar a modulação de alvos.
- Valor Operacional: A adaptabilidade às formas de onda tACS e tRNS permite um design flexível de protocolos para neuromodulação específica por frequência em estudos mecanicistas de redução de riscos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se insere na continuidade entre biologia da descoberta e identificação de compostos líderes, na qual a modulação neural confiável auxilia na verificação de hipóteses e na clarificação de vias durante a validação inicial de alvos.
- Biologia da Descoberta: Permite a perturbação controlada de circuitos neurais para avaliar o envolvimento de alvos em fenótipos relevantes para doenças.
- Triagem: Configuração padronizada e monitoramento de impedância apoiam a aplicação reprodutível de estímulos em placas de ensaio ou coortes de indivíduos.
- Análises: Facilita a coleta de respostas eletrofisiológicas ou comportamentais que ajudam a comparar condições de estímulo e efeitos de compostos.
- Pesquisa Translacional: Apoia a continuidade desde modelos in vitro ou in vivo até o direcionamento cortical relevante para humanos, quando os mecanismos da doença envolvem disfunção cortical.
- Reutilização Corporativa: O sistema de acessório fixo e eletrodos de encaixe permite padronização entre estudos e locais para programas de neuromodulação com múltiplos projetos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Confiança preditiva na modulação de alvos por meio de entrega confiável de estimulação com baixa variabilidade.
- Valor Operacional: Redução do tempo de configuração e das taxas de erro aumenta a eficiência operacional em fluxos de descoberta com foco em neurociência.
- Valor Estratégico: Reprodutibilidade aprimorada dos dados sustenta decisões mais precisas de avanço ou interrupção na priorização de alvos e identificação de compostos líderes.
- Impacto no Portfólio: Decisões de avanço ajustadas ao risco são aprimoradas pela redução do ruído biológico em ensaios baseados em neuromodulação.
Considerações sobre a Implementação
- Treinamento em neuroanatomia e seleção de montagem de eletrodos para direcionamento cortical preciso.
- Acesso a dispositivos de estimulação elétrica transcraniana com formas de onda programáveis (tDCS, tACS, tRNS) e monitoramento de impedância.
- Padronização dos tamanhos de acessórios cranianos e protocolos de posicionamento de eletrodos entre os locais de pesquisa.
- Considerações de adaptação para diferentes populações de sujeitos, incluindo modelos pediátricos ou neurodegenerativos.
- As limitações incluem a dependência de preparo adequado da pele e saturação com solução salina para um contato ideal entre o eletrodo e o couro cabeludo.
