Estimulação transcraniana de corrente direta para jogadores on-line
9 de novembro de 2019
Apresentamos um protocolo e um estudo de viabilidade para a aplicação da estimulação transcraniana de corrente direta (tDCS) e avaliação de neuroimagem em jogadores on-line.
Nosso protocolo usa uma técnica de modulação cerebral não invasiva chamada estimulação transcraniana de corrente direta, ou tDCS, para reduzir o uso de jogos online. TDCS é simples, seguro e barato de administrar, em comparação com outras técnicas de estimulação cerebral. Também usamos neuroimagem para avaliar alterações cerebrais relacionadas à estimulação.
Depois de recrutar tanto indivíduos de jogo online quanto de jogos não online, explique a cada participante o objetivo do estudo, os principais procedimentos experimentais e quaisquer riscos potenciais associados à participação no estudo. Depois de responder a qualquer pergunta, obtenha consentimento por escrito. Faça com que cada participante preencha questionários, como o Teste de Dependência de Internet e A Escala de Autocontrole Breve;e peça aos participantes que informem as horas semanais médias gastas jogando.
Para realizar uma varredura FDG PET, injete cada participante com 185 a 222 megabecquerels de FDG;e faça com que os participantes descansem por 45 minutos, em uma posição supina, em uma sala escura e tranquila, com os olhos fechados, para permitir a absorção do FDG. Ao final do período de absorção, utilize um scanner PET/CT para adquirir imagens de emissão transaxial e imagens ct em cerca de 15 minutos, aplicando técnicas padrão de correção de atenuação, filtragem e reconstrução. Dentro de uma semana após a avaliação da linha de base, coloque o participante em uma cadeira na sala de exame, e defina os parâmetros do dispositivo tDCS para rampar até 2 milímetros ao longo de 30 segundos.
Permaneça nesta corrente por 29 minutos antes de retornar a zero miliamperes nos últimos 30 segundos. Coloque uma tampa de cabeça, construída de acordo com o sistema Internacional 10-20, na cabeça do participante, e marque o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo na F3, e o córtex pré-frontal dorsolateral direito na F4. Depois de remover a tampa da cabeça, coloque dois eletrodos de esponja nos suportes de borracha da bandana tDCS e mergulhe os eletrodos com solução salina. Remova qualquer maquiagem, sujeira ou suor do couro cabeludo onde os eletrodos serão aplicados, e coloque a faixa na cabeça da cabeça do participante, com o eletrodo anodal sobre f3, e o eletrodo catódal sobre F4. Em seguida, use o cabo para conectar os eletrodos ao dispositivo tDCS.
Ligue o dispositivo e peça ao participante que relate quaisquer efeitos adversos durante ou após a sessão tDCS. No final da estimulação de 30 minutos, desligue o dispositivo e remova os eletrodos do participante. Dentro de uma semana após a última sessão, administre os mesmos questionários e adquira uma varredura FDG-PET pós-tratamento.
Para pré-processamento dos dados de imagem, use um pacote de software apropriado para converter os arquivos DICOM em arquivos NIfTI e normalizar espacialmente todas as imagens PET para o modelo PET padrão. Depois de criar máscaras binárias para os cortices pré-frontal dorsolateral esquerdo e direito, use as máscaras para extrair a Taxa Metabólica Cerebral Regional de Glicose dos cortices pré-frontal dorsolateral esquerdo e direito. Em seguida, calcule o Índice de Assimetria da Taxa Metabólica Cerebral Regional de Glicose no córtex pré-frontal dorsolateral.
Um índice positivo indica uma direita maior que a assimetria esquerda do metabolismo da glicose. Nesta análise representativa, um total de 15 jogadores e 10 não-jogadores foram recrutados. As sessões do TDCS reduziram com sucesso a pontuação do Teste de Dependência de Internet e as horas semanais gastas jogando jogos, e melhoraram a pontuação da Escala de Autocontrole breve em jogadores.
Também foi encontrada correlação negativa significativa entre as mudanças no escore do Teste de Dependência de Internet e as alterações observadas na pontuação da Escala de Autocontrole Breve em jogadores. A análise pet revelou que o Índice de Assimetria do córtex pré-frontal Dorsolateral era significativamente diferente entre o grupo gamer e o grupo não-gamer na linha de base. Notavelmente, após as sessões do TDCS, o Índice de Assimetria do córtex pré-frontal Dorsolateral no grupo gamer foi significativamente reduzido.
Ao realizar este procedimento, é importante garantir que os parâmetros sejam definidos corretamente, e os eletrodos sejam posicionados com precisão sobre o local de estimulação. TDCS ativo pode ser comparado ao Sham tDCS para validar sua eficácia. Além disso, outros métodos de neuroimagem, como o FMRI, podem ser usados para avaliar as alterações cerebrais.
Esses protocolos podem ser adaptados para explorar novas opções de tratamento, ou outros distúrbios psiquiátricos ou neurológicos.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um protocolo para o uso da estimulação transcraniana de corrente contínua (tDCS) com o objetivo de reduzir o uso de jogos online, juntamente com avaliações por neuroimagem. A abordagem é não invasiva, simples e de baixo custo em comparação com outras técnicas de estimulação cerebral.
Principais Componentes do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Ciência Comportamental
- Neuroimagem
Contexto
- A estimulação cerebral direta transcraniana (tDCS) é uma técnica não invasiva de modulação cerebral.
- Demonstrou-se que a tDCS influencia funções cognitivas e comportamentais.
- A dependência de jogos online é uma preocupação crescente na sociedade moderna.
- A neuroimagem pode ajudar a avaliar alterações cerebrais associadas à estimulação.
Objetivo do Estudo
- Avaliar a viabilidade do uso de estimulação transcraniana de corrente contínua (tDCS) para reduzir o uso de jogos online.
- Avaliar as alterações cerebrais relacionadas à tDCS utilizando neuroimagem.
- Coletar dados sobre hábitos de jogo e níveis de dependência entre os participantes.
Métodos Utilizados
- Recrutamento de jogadores online e não online.
- Processo de consentimento informado, incluindo explicação dos objetivos e riscos do estudo.
- Aplicação de questionários como o Teste de Vício em Internet.
- Avaliações de neuroimagem para avaliar alterações cerebrais.
Resultados Principais
- Os participantes relataram suas horas médias semanais de jogos eletrônicos.
- Dados sobre os níveis de vício em jogos foram coletados por meio de questionários.
- Os resultados de neuroimagem indicaram alterações na atividade cerebral após a estimulação.
- A viabilidade da aplicação de tDCS neste contexto foi demonstrada.
Conclusões
- A estimulação cerebral não invasiva por corrente contínua de baixa intensidade (tDCS) é um método viável para reduzir o uso de jogos online.
- A neuroimagem pode avaliar efetivamente o impacto do tDCS no cérebro.
- O estudo fornece uma base para pesquisas futuras nesta área.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este protocolo demonstra uma abordagem de neuromodulação não invasiva com leituras por neuroimagem para avaliar o engajamento do alvo e os resultados comportamentais em um modelo de dependência digital. A integração da estimulação transcraniana de corrente contínua (tDCS) com a PET-FDG permite a medição quantitativa de alterações metabólicas cerebrais regionais, apoiando a redução de riscos mecanicistas na validação inicial de alvos para indicações neuropsiquiátricas. Os dados de viabilidade fornecem uma base para avaliar a tDCS como uma ferramenta para modular circuitos corticais pré-frontais implicados no controle de impulsos e no processamento de recompensa.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia e Farmácia
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Investigar o papel causal da assimetria do córtex pré-frontal dorsolateral em fenótipos comportamentais relacionados ao jogo por meio de neuromodulação direcionada.
- Valor Operacional: Permite o acompanhamento longitudinal de alterações neuroquímicas e clínicas utilizando índices padronizados de assimetria em PET com FDG.
- Valor Preditivo: Apoia o teste de hipóteses sobre alvos corticais pré-frontais para modular comportamentos compulsivos e déficits de autocontrole.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Estabelece um fluxo de trabalho reprodutível para quantificar a assimetria regional da taxa cerebral de metabolismo da glicose como um biomarcador farmacodinâmico.
- Escalabilidade: Utiliza posicionamento padronizado de eletrodos (F3/F4) e protocolos de FDG-PET passíveis de adaptação em múltiplos centros.
- Saída Quantitativa: Gera medições contínuas do índice de assimetria, permitindo comparação estatística entre os estados pré- e pós-intervenção.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para a Doença: Modela um fenótipo de dependência comportamental com paralelos clínicos aos transtornos do controle de impulsos, apoiando a validação de alvos em indicações neuropsiquiátricas.
- Continuidade Tradutacional: Relaciona os efeitos da neuromodulação a alterações mensuráveis no metabolismo cerebral, facilitando a extrapolação para estudos clínicos de dosagem e engajamento de alvos.
- Avanço com Base no Risco: Fornece dados de viabilidade para orientar decisões de continuidade ou interrupção em ensaios adicionais controlados por placebo em indicações relacionadas à dependência.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se insere na fase inicial da descoberta ao permitir a verificação de hipóteses sobre alvos por meio de neuromodulação e neuroimagem, apoiando a progressão da identificação de alvos até a otimização de compostos líderes no desenvolvimento de medicamentos para doenças neuropsiquiátricas.
- Biologia da Descoberta: Apoia a investigação da função do córtex pré-frontal dorsolateral na regulação do comportamento relacionado a jogos eletrônicos e do autocontrole por meio da modulação metabólica assimétrica.
- Triagem: Fornece leituras padronizadas e quantificáveis de neuroimagem (índice de assimetria na PET com FDG) adequadas para avaliar o engajamento do alvo em diferentes condições de intervenção.
- Análises: Gera cálculos do índice de assimetria que permitem comparação estatística das alterações metabólicas cerebrais regionais entre grupos e ao longo do tempo.
- Pesquisa Translacional: Conecta a neuromodulação do córtex pré-frontal aos desfechos comportamentais, apoiando a qualificação de biomarcadores para indicações neuropsiquiátricas.
- Reutilização Corporativa: Estabelece uma plataforma reutilizável de neuromodulação e neuroimagem aplicável a outros modelos de controle de impulsos ou comportamentos compulsivos.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Fornece uma compreensão mecanicista da disregulação cortical pré-frontal na dependência comportamental, reduzindo a ambiguidade na validação de alvos.
- Valor Operacional: Utiliza tECS segura e de baixo custo e FDG-PET amplamente disponível para estudos reprodutíveis e escaláveis de neuromodulação.
- Valor Estratégico: Permite a priorização de alvos baseada em dados ao associar neuromodulação a alterações mensuráveis no cérebro e no comportamento.
- Impacto no Portfólio: Apoia investimentos ajustados ao risco em alvos corticais pré-frontais ao demonstrar a viabilidade do engajamento do alvo e da modulação comportamental.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência na operação de dispositivos de neuromodulação, posicionamento de eletrodos segundo o sistema 10-20 e protocolos de imagem com FDG-PET.
- Depende do acesso a escâneres de PET/TC, produção de radiofármaco (FDG) e software padronizado de análise de imagem para o cálculo do índice de assimetria.
- Necessita padronização entre equipes distintas — de neurociência, imagem e avaliação comportamental — para execução consistente do protocolo.
- Envolve considerações de adaptação para diferentes populações-alvo, parâmetros de estimulação e desfechos de neuroimagem além do FDG-PET.
- Limitado pelo desenho aberto de viabilidade; estudos com grupo controle simulado são necessários para estabelecer eficácia e descartar efeitos placebo.
