Indução e avaliação padronizadas da plasticidade cortical semelhante à potenciação de longo prazo usando estimulação magnética transcraniana

Estudamos a corticoplasticidade para entender e medir mudanças sinápticas em distúrbios de saúde e neurológicos. A variabilidade na estimulação, posicionamento da bobina e o tempo de medição tornam os estudos de plasticidade reprodutíveis do iTBS desafiadores. Para começar, explique o objetivo da avaliação, os principais procedimentos experimentais e quaisquer potenciais fatores de risco associados ao estudo.

Solicite um reconhecimento do processo de consentimento e obtenha uma assinatura no formulário de consentimento informado. Use o sistema de neuronavegação para identificar o ponto de interesse motor funcional no córtex motor primário correspondente ao músculo alvo contralateral. Agora, gere um modelo de cabeça tridimensional.

Usando as ressonâncias magnéticas individuais, selecione e registre marcos anatômicos nos planos axial, sagital e coronal. Realize a segmentação da superfície do couro cabeludo para completar a geração do modelo tridimensional da cabeça. Após concluir o registro do modelo da cabeça, realize a calibração da bobina para garantir um rastreamento preciso em tempo real dentro do sistema de neuronavegação.

No software, navegue até Configurações, clique em Bobina TMS e selecione Calibrar Faces de Ferramenta. Calibre os pontos fiduciais na face da bobina, assim como o marcador de ponto de controle das bobinas. Coloque a bobina TMS com marcadores refletivos no bloco de calibração designado.

Após a calibração inicial, siga o indicativo do sistema para colocar a bobina sobre o bloco de calibração e confirmar sua posição para garantir a precisão. Depois, clique em Neuronavigation para validar single coil. Aceite apenas aquelas calibrações com erro espacial inferior a três milímetros.

Caso contrário, repita o processo de calibração. Peça ao participante que se sente em uma cadeira confortável com apoio para as costas e os braços para minimizar o movimento da cabeça e do corpo. Instrua o participante a manter ambas as mãos completamente relaxadas e imóveis durante todo o procedimento.

Coloque marcadores infravermelhos refletivos na testa do participante para permitir o acompanhamento da cabeça em tempo real durante a sessão e fixe os marcadores usando adesivos. Usando um ponteiro de trajeto, marque três marcos anatômicos no couro cabeludo do participante: a nasão, a incisura supratrágica esquerda e a incisura supratrágica direita. Confirme que os marcadores são reconhecidos pelo sistema de neuronavegação, indicado pela aparência verde na tela.

Usando o mesmo ponteiro, colete aproximadamente 200 a 300 pontos adicionais no couro cabeludo para melhorar a precisão do registro. Permitir que o software de neuronavegação gere automaticamente um modelo individualizado do formato da cabeça a partir desses pontos para otimizar o alinhamento entre as ressonâncias magnéticas e o sistema de coordenadas real. Em seguida, coloque eletrodos de superfície a dois centímetros de distância no abdutor do polegar curto em uma montagem ventre-tendão.

Posicione o eletrodo de referência distalmente, próximo à articulação interfalângica do polegar. Em seguida, administre a TMS de pulso único aproximadamente cinco centímetros laterais e de zero a um centímetro à frente do vértice, contralateral ao músculo alvo. Use isso para determinar as coordenadas primárias do córtex motor que elicitam a amplitude máxima de potencial evocado pelo motor para a localização do ponto quente motor.

Instrua o participante a manter a mão completamente relaxada para evitar contrações musculares voluntárias que possam afetar as medições. Oriente o cabo da bobina 45 graus atrás da linha média para direcionar a corrente eletromagnética perpendicularmente ao sulco central. Mova sistematicamente a bobina em passos de um centímetro ao redor da região do córtex motor em todas as direções, anterior, posterior, medial e lateral, em intervalos de cinco segundos.

Identifique o hotspot motor como o local que produz a maior amplitude potencial evocada pelo motor e a menor latência no músculo abdutor do polgar curto relaxado. Permitir que o sistema registre automaticamente parâmetros espaciais chave, incluindo a distância entre a bobina e o ponto alvo, o desvio de inclinação e o desvio de rotação. Use esses valores para garantir uma colocação precisa e reprodutível da bobina durante a estimulação.

Usando a mesma configuração e parâmetros de eletromiografia de superfície, meça a amplitude de pico a pico do potencial evocado por motores. Defina o limiar do motor em repouso, ou RMT, como a intensidade mínima do estímulo TMS que produz potenciais evocados pelo motor acima de 50 microvolts em pelo menos 5 de 10 testes de pulso único. Registre 20 potenciais evocados motores consecutivos em intervalos de cinco segundos a partir do ponto quente motor como medição de base.

Ajuste a intensidade de estimulação para 120% do RMT para evocar potenciais evocados pelo motor de aproximadamente um milivolt. Administre a estimulação usando um dispositivo TMS. Defina a intensidade da estimulação para 80% do RMT.

Aplique rajadas de três pulsos a 50 hertz, repetidas a cinco hertz. Aos 5, 10, 15 e 30 minutos após o iTBS, registre 20 potenciais evocados por motores usando a mesma intensidade de estimulação para avaliar a plasticidade. Calcule a amplitude média de pico a pico dos 20 potenciais evocados motores registrados no início e em cada ponto de tempo pós-estimulação para quantificar a excitabilidade cortical.

Expresse as amplitudes pós-estimulação como razões normalizadas em relação às medições de base a padronizadas entre sessões e indivíduos. Após a estimulação com iTBS, amplitudes potenciais evocadas motoramente foram registradas em múltiplos pontos temporais para avaliar a excitabilidade cortical ao longo do tempo. A amplitude média do potencial bruto evocado pelo motor aumentou após a estimulação, atingindo o pico aos 15 minutos e diminuindo aos 30 minutos.

A amplitude potencial normalizada evocada por motores mostrou uma tendência semelhante, aumentando acima da linha de base e diminuindo gradualmente por 30 minutos. A amplitude média normalizada do potencial evocado motorizado em todos os pontos de tempo pós-estimulação excedeu 1,1, classificando o participante como facilitado. Oferecemos protocolo iTBS padronizado guiado por neuronavegação para avaliação de plasticidade confiável e reprodutível.

Nosso protocolo utiliza neuronavegação, garantindo entrega precisa e confiável do iTBS e plasticidade robusta semelhante à LTP com melhor consistência. Eles possibilitam estudos reprodutíveis da plasticidade sináptica, apoiando o desenvolvimento terapêutico e estratégias de neuroreabilitação.