Summary
Estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) es una técnica para modular la excitabilidad cortical
Abstract
Estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) es una técnica que ha sido intensamente investigado en la última década, ya que este método ofrece una alternativa no invasiva y segura para cambiar la excitabilidad cortical 2. Los efectos de una sesión de tDCS puede durar varios minutos, y sus efectos dependen de la polaridad de la estimulación, como por ejemplo que la estimulación catódica induce una disminución de la excitabilidad cortical y la estimulación anódica induce un aumento de la excitabilidad cortical que puede durar más allá de la duración de estimulación 6. Estos efectos se han estudiado en la neurociencia cognitiva y clínica en una variedad de trastornos neuropsiquiátricos - especialmente cuando se aplica en varias sesiones consecutivas 4. Un área que ha atraído la atención de los neurocientíficos y médicos es el uso de tDCS de modulación del dolor relacionado con las redes neuronales 3,5. La modulación de dos grandes áreas corticales en la investigación del dolor ha sido explorada: la corteza motora primaria y corteza prefrontal dorsolateral 7. Debido al papel fundamental de los electrodos de montaje, en este artículo, nos muestran las diferentes alternativas para la colocación de los electrodos para los ensayos clínicos sobre el dolor tDCS, discutiendo las ventajas y desventajas de cada método de estimulación.
Protocol
1. Materiales
- Comprobar si tiene todos los materiales necesarios (Cuadro 1, Gráfico 1).
Dispositivos ETCD debe ser impulsados por batería y funcionan como un estimulador de corriente constante con una potencia máxima en el rango de miliamps. En algunos dispositivos, las baterías pueden ser de pago. De tensión constante (controlado por voltaje) estimuladores no son apropiados para tDCS. Utilizando los enchufes eléctricos para alimentar el dispositivo no es conveniente o apropiado como mal funcionamiento dispositivos pueden ofrecer grandes intensidades de corriente eléctrica sin previo aviso. - Electrodos utilizados para la tDCS consisten generalmente en una electrodos metálicos o de goma conductiva encerrado en una bolsa perforada esponja que está saturada con un electrolitos (líquido con sal). Otra posibilidad es el uso de electrodos de goma con gel conductor. Paso prolongado de corriente de corriente directa a través de electrodos metálicos (donde los electrones del estimulador se convierten en iones realizado a través del cuerpo 8) pueden producir productos no deseados electroquímicos tales como los cambios de pH. El bolsillo de esponja puede actuar para separar físicamente, y por lo tanto de amortiguamiento, la piel de los cambios electroquímicos.
- Por esta razón, los electrodos de metal o caucho nunca deben ser colocados en la piel durante tDCS. Del mismo modo durante la estimulación de usuario debe estar alerta frente a la deshidratación esponja y el movimiento. Una consideración adicional es la relacionada con la durabilidad y la reutilización de los electrodos tDCS. Nuestra experiencia es que, sobre todo cuando la polaridad de los electrodos se gira, y las condiciones adecuadas de estimulación mantenido, electrodos de goma y metal puede ser reutilizado. La elección de los electrolitos se analiza más adelante. De la experiencia operativa, se recomienda el uso de planos, y las esponjas perforada no demasiado gruesa, como la mejor absorción de la solución de electrolitos de la conducción y proporcionar contacto con la piel uniforme 8.
- Existe la posibilidad de aplicar anestésicos tópicos. Especialmente para los de corta duración, la estimulación, cuando la rampa no es posible, podría impedir la percepción somatosensorial y la sensación incómoda que surgen de la estimulación del TDC. Otra razón para utilizar la aplicación tópica de anestésicos locales es crear la mejor comparabilidad entre el simulacro y activa tDCS condiciones, ya que ningún sujeto se sentiría si la corriente está fluyendo o no y la situación óptima sería cegadora ser garantizada. Este enfoque es particularmente vulnerable al planear el uso mayor intensidad cegadora como podría ser menos eficaz en esta situación 7. A pesar de la sensación / el dolor y la irritación de la piel no siempre están correlacionados, el uso excesivo de anestésicos de uso tópico podría enmascarar los efectos adversos graves, como la quema.
En esta guía se ilustran los tDCS más típica puesta a punto para el tratamiento del dolor: el uso de electrodos de goma conductora, esponjas bolsillo tipo perforada, ambos colocados en la cabeza, sin anestesia tópica.
2. Mediciones
- Asegúrese de que el sujeto está sentado cómodamente.
- El área de estimulación se encontró a través de la medición del cuero cabelludo. Por lo general, la convención del sistema 10.20 El EEG se utiliza 7. El sitio de la estimulación depende de su enfoque experimental.
- Buscar la localización de los vértices (figura 2):
Medir la distancia del nasion al inion y marca de la mitad con un marcador de la piel.
Nasion - punto entre la frente y la nariz, en la unión de los huesos nasales (Figura 3).
Inion - punto más prominente del hueso occipital (Figura 3).
Medir la distancia entre los puntos de pre-auricular y marca a mitad de camino. Marca los dos puntos a mitad de camino para encontrar el vértice. - Para localizar la corteza motora primaria, o M1, el uso del 20% de la medición de auricular y el uso de esta medida a través del auricular Cz línea (al lado del vértice) (Figura 4). Este punto debe corresponder a C3/C4 ubicación EEG. Este método de localización es suficiente dada la focalidad de la tradicional tDCS electrodos grandes. Para tDCS más focal, otros métodos de localización cortical podría ser necesaria.
- Para localizar la corteza prefrontal dorsolateral (córtex prefrontal dorsolateral) 9,10: Un método práctico para medir cinco centímetros hacia adelante desde la ubicación M1 o utilizar el sistema de EEG 10/20. Este debe corresponder a la ubicación EEG F3 o F4, como se ve aquí (Figura 5). Este método de determinar el lugar de estimulación es suficiente cuando se utilizan electrodos tDCS tradicionales. Para tDCS más focal, otros métodos de localización cortical puede ser necesaria, como neuronavegación.
3. Preparación de la piel
- Inspeccione la piel para tratar la irritación de pre-salida, cortes o lesiones - evitar la estimulación sobre la piel dañada y sobre las lesiones del cráneo.
- Para aumentar la conductividad, mover el cabello lejos del lugar de estimulación y limpiar la superficie de la piel para eliminar cualquier signo de loción, polvo, etcdeje que se seque. Para los sujetos con el pelo grueso, el uso de gel conductor puede ser necesario.
- Si se utiliza electrodos reusables, inspeccionar las inserciones de goma y esponjas para el desgaste. Inspeccionar las inserciones de goma y esponjas para el desgaste. Si no hay ninguna evidencia de deterioro, tirar los componentes sucia y el uso de un nuevo electrodo.
4. Electrodos posición
- Después de encontrar el sitio de preparación de la estimulación y la piel se debe colocar una de las correas de la cabeza elástica o caucho alrededor de la circunferencia de la cabeza. La cinta para la cabeza elástica debe ser colocado bajo la inion como para evitar el movimiento durante la estimulación. Las correas elásticas deben ser de material no conductor (o van a funcionar como electrodos) y el material no absorbente (para evitar que las correas de absorber el líquido de las esponjas).
- Cada lado de las esponjas deben dejarse en remojo con una solución salina. Para una de 35 cm 2 de esponja, de aproximadamente 6 mL de solución por cada lado puede ser suficiente (un total de 12 ml por cada una esponja). Tenga cuidado de no absorber más de la esponja (no excesivamente húmedo no debe haber fugas de agua, pero también en seco como para no tener un contacto de los electrodos bueno). Evitar la pérdida de líquidos a través de la materia. Puede utilizar una jeringa para agregar más solución si es necesario.
Hay evidencia de que las soluciones electrolíticas con menores concentraciones de NaCl (15 mM) se perciben como más cómodo durante tDCS que las soluciones con altas concentraciones de NaCl (220 mM) 11,12. Desde la fuerza iónica del agua desionizada es mucho menor que la de todas las soluciones de NaCl, hay una tensión mucho mayor para llevar la corriente a través del electrodo y por la piel en comparación con las soluciones de NaCl. Por lo tanto, se recomienda el uso de soluciones de NaCl, en concentraciones moderadas, en el rango de 15 mm a 140 mm, como tDCS en estas concentraciones es más probable que se perciba lo más cómodo, requiere de tensión moderadamente inferior al tiempo que permite una buena conducción de los actuales 11. el uso de geles (adaptado de aplicaciones tales como EEG) también se ha considerado - una limitación principal es el aumento de problemas de set-up de limpieza después de la estimulación, sin beneficio comprobado con respecto a los resultados cuando se utilizan electrodos perforados esponja. - Conecte los cables al dispositivo.
Consulte con su manual de instrucciones estimulador sobre si el estimulador debe estar encendido antes o después de conectar los electrodos colocados en el estimulador. Utilizando todos los estimuladores, los electrodos no deben ser desconectados o conectados al flujo de corriente se ha iniciado. Asegúrese de que la polaridad de la conexión es correcta ya que los efectos de la polaridad tDCS son muy específicas (por lo general, el rojo indica el electrodo ánodo, y de color negro o azul indica que el electrodo de cátodo, lo que es la convención, pero consulte con su dispositivo). Tenga en cuenta que en el contexto de tDCS (y la estimulación eléctrica de manera más amplia en general), "Ánodo" siempre se indica el terminal positivo en relación positiva en los actuales flujos de introducción del cuerpo, mientras que "cátodo" indica el terminal negativo de la familia cuando la corriente positiva sale de la cuerpo. - Inserte el pasador de cable de conexión de forma segura en la abertura del recipiente en el recuadro de goma conductiva.
- Deslice el caucho conductor insertada en la esponja. La porción aislada de cable se salen de la abertura de esponja bolsillo. Asegúrese de que la goma de toda inserción conductora está cubierto por la esponja y que no hay ninguna parte de la pin cable de conexión es visible.
- Coloque un electrodo de esponja debajo de la cinta para la cabeza elástica. Asegura que el fluido excesivo no se ha expulsado de la esponja hasta el cuero cabelludo durante este proceso ya que esto se extienda el flujo de corriente a través del cuero cabelludo y agotan la esponja de líquido.
- Conecte la segunda correa elástica cabeza de la cinta para la cabeza elástica primero de acuerdo con el electrodo de montaje que desee utilizar (Tabla 2). Otras correas de la cabeza elástica puede ser utilizado.
- Coloque el electrodo segunda esponja en la cabeza en la cinta para la cabeza elástica segundos. Asegúrese de colocarla sobre el área marcada que desea estimular.
- El camino de la terminal de un dispositivo, a través de un electrodo, a través del cuerpo, a través del segundo electrodo, y de nuevo a la terminal del segundo dispositivo forma un circuito - la resistencia total de los cuales (suma de los electrodos y la resistencia del cuerpo) se puede medir. Si la resistencia total es anormalmente alta, esto puede indicar electrodos incorrecta puesta a punto. Si su resistencia a la medida del dispositivo - esto sería recomendable - el campo de indicación debe mostrar contacto de los electrodos adecuados. Idealmente, uno debe aspirar a que la impedancia en 5k Ohms. Algunos dispositivos indican el voltaje a través de la vía en lugar de la resistencia - en este caso la resistencia puede ser calculada simplemente usando la ley de ohmios (resistencia = Indicar voltaje / corriente aplicada). Muchos dispositivos de seguir proporcionando una indicación de la resistencia durante el curso de la estimulación, lo que proporciona una forma útil para detectar una situación de peligrosituación (por ejemplo, un electrodo de secado). En algunos casos, el dispositivo hará que cesen automáticamente estimulación o reducir la intensidad de la estimulación, si aumenta la resistencia más allá de un cierto umbral.
5. Inicio tDCS
- Antes de iniciar el procedimiento, los sujetos detectar cualquier tipo de contraindicaciones (véase la discusión).
- El tema debe ser relajado, cómodo y despierto durante el procedimiento. La interferencia no controlados con la actividad cortical actual en tDCS debe ser evitado. Para la estimulación de la zona de la corteza motora, que se ha demostrado que el esfuerzo intensivo cognitivo relacionado con la zona de destino, así como la activación masiva de la corteza motora por la contracción muscular prolongada elimina los efectos de tDCS 13.
- Ajustar la configuración del estimulador tDCS que desea estimular a, incluyendo la intensidad, el tiempo y, si corresponde a su dispositivo, la configuración de condiciones simulado (Figura 10). Tenga en cuenta que algunos estimuladores tienen que estar encendido antes de que el contacto entre los electrodos y la piel se hace para evitar descargas eléctricas.
- Ahora iniciar el tDCS. Para reducir los efectos adversos iniciar el flujo de corriente por el aumento gradual de la corriente. Muchos dispositivos comerciales incluyen características de la rampa actual de forma automática y fuera. Un punto que cabe señalar es que los sujetos por lo general siguen sintiendo cierta sensación local, incluso después de corriente se interrumpe.
- Algunos sujetos pueden experimentar molestias durante el período tDCS inicial. En estos casos, la corriente puede ser moderadamente disminuida por un período temporal, por ejemplo, en un 50%, como el sujeto se adapta, poco a poco aumentó de nuevo hasta el nivel deseado. Esta característica puede depender del dispositivo utilizado.
- Al principio de la estimulación, la mayoría de los sujetos perciben una sensación de picazón leve, que luego se desvanece en la mayoría de los casos. Del mismo modo, los cambios rápidos del circuito estimulante inmediato podría inducir a disparar los nervios periféricos. El tema se nota lo más breve fosfenos retina con electrodos cerca de los ojos. Estos efectos pueden evitarse en gran medida la actual rampa arriba y hacia abajo al principio y al final del tratamiento. Esto también podría prevenir el mareo o el vértigo reportado ocasionalmente cuando la corriente es de repente un aumento o disminución de 7.
- Después de la estimulación, el flujo de corriente debe estar fuera de rampa y Nota sobre la alta definición tDCS (HD-tDCS). ETCD con pequeños electrodos después de aproximadamente 2 cm 2 se llama HD-tDCS y con frecuencia utiliza gran variedad de electrodos (más de dos) para guiar la corriente a través del cerebro para aplicaciones específicas 14. Este trabajo se centró sólo en los métodos convencionales tDCS (con electrodos más grandes de esponja), y es importante hacer hincapié en que HD-tDCS requiere 15 electrodos específicos, preparación de la piel, y el hardware estimulador. No se recomienda aplicar tDCS con 1.2 mA de los electrodos de esponja 14,15.
6. Después del procedimiento
- Para evaluar la estimulación transcraneal DC regularmente y dejar constancia de la seguridad de esta técnica durante un largo período de tiempo, se recomienda el uso de un cuestionario de efectos adversos.
- Este cuestionario debe incluir los posibles efectos adversos asociados con tDCS. Los efectos adversos más frecuentes son hormigueo, picazón y ardor, dolor de cabeza y malestar. Usted puede encontrar un ejemplo de un cuestionario en el artículo de Brunoni et al. (2011) 16. También se recomienda recoger cuantitativos sobre los efectos adversos como un 1 a 5 o de 1 a 10 la escala de calificaciones.
- También se debe utilizar este cuestionario efectos adversos después de la condición de estimulación simulada para mostrar una mejor comparabilidad entre las dos situaciones de estimulación. Hay evidencia de que la estimulación falsa causa una cantidad comparable de picazón y sensación de hormigueo en la estimulación activa.
7. Los resultados representativos:
Con una configuración adecuada, el dispositivo tDCS debe mostrar que, o bien la corriente está fluyendo en situación tDCS activo o que el dispositivo debe mostrar el modo de farsa cuando se ejecuta un procedimiento de estimulación simulada (Figura 10).
Es de destacar que aún con el dispositivo que indica que la corriente fluye a través del sistema, en realidad podría ser corriente desviada a través de la piel. Con el fin de evitar este efecto, se recomienda tener una distancia suficiente entre los electrodos. De acuerdo con los estudios de modelización se recomienda que, para ser de al menos 8 cm cuando se utilizan electrodos de 5x7cm 17.
Además, se recomienda consultar los modelos de computadora de cabecera 14 y los estudios neurofisiológicos. Estos pasos adicionales se aseguraría de que un determinado montaje se asocia con cambios significativos en la excitabilidad cortical en el área que está siendo investigado.
Representante para la estimulación anódica es un iUMENTAR de la excitabilidad del cerebro, mientras que la estimulación catódica conduce a una reducción de la excitabilidad cortical. Pruebas sólidas de ello ha sido revelado en las pruebas dirigidas a la corteza motora primaria (Figura 6).
La variación del tamaño del electrodo provoca una variación de los efectos de coordinación. Con una disminución del diámetro del electrodo, una estimulación más focal se puede lograr. Esto puede ser demostrado mediante el uso de TMS en la corteza motora. Por otra parte por el tamaño del electrodo cada vez que es posible tener un electrodo funcionalmente ineficaz (Figura 8).
Con duración de la sesión de 20 minutos o más y con varias sesiones en días consecutivos, las secuelas de tDCS durará más tiempo. Ejemplo de esto es el tratamiento de los síndromes de dolor.
Un punto importante es la localización del electrodo de referencia. Si una posición extracephalic que se elija, el investigador debe ser consciente de la distribución actual como el electrodo de referencia podría desplazar el pico de corriente inducida y modificar los efectos de tDCS.
Figura 1. Materiales
Figura 2: posición de vértice. Las áreas corticales marcados de acuerdo con el sistema 10/20.
Figura 3: Posición Nasion y inion
Figura 4: Posición del motor corteza. Las áreas corticales marcados de acuerdo con el sistema 10/20.
Figura 5: Posición DLPFC. DLPFC = corteza prefrontal dorsolateral. Las áreas corticales marcados de acuerdo con el sistema 10/20.
Figura 6: Cambios en la excitabilidad cortical, debido a la polaridad actual y el montaje tDCS. Tabla: efectos inducidos por la estimulación del TDC en el tamaño de los potenciales evocados motores (MEP), evaluada mediante la estimulación magnética transcraneal (TMS). Amplitudes MEP después de la estimulación se dan en porcentaje de MEP sin estimulación. Tenga en cuenta que sólo la corteza motora (M1) - contralateral supraorbital (FP2) Marco de montaje conduce a un aumento significativo del tamaño del MEP después anódica y una disminución de la amplitud de MEP después de la estimulación catódica. No hay ningún efecto significativo sobre la amplitud del MEP en los montajes tDCS otros. Figura: colocación de electrodos 6 (modificado a partir de Nitsche 2000).
Figura 7: Medidas de electrodos
Figura 8: Disminuir el tamaño del electrodo produce un efecto más focal de tDCS. Los músculos de potenciales evocados (MEP) de la amplitud de los tamaños de abductor (ADM) y del músculo interóseo dorsal primero (IED) durante tDCS anódica o catódica. Utilizando la condición de 35 cm 2 electrodos, tDCS anódica y catódica influir en el tamaño de la amplitud del MEP de la ADM y la inversión extranjera directa en la misma medida. En este montaje, tanto en zonas músculo de la mano de representación se encuentran por debajo del electrodo de estimulación. En el caso de un electrodo más pequeño, que sólo se coloca sobre el área de representación de la ADM, los efectos de los cambios de amplitud de la cortical MEP representación de la IED no son reproducibles (ver columna amarilla) 18 (modificado a partir de Nitsche 2007).
Figura 9: Tejido-dependía de la densidad de corriente. Densidades de corriente calculado en diferentes tejidos. Magnitud de la densidad de corriente depende de la conductividad de los tejidos. Tenga en cuenta que aproximadamente el 10% de la densidad de corriente alcanza la materia gris 19 (modificado a partir de Wagner, 2007a).
Figura 10: Las diferentes condiciones de estimulación: activo vs placebo. Algunos dispositivos tDCS proporcionar configuraciones de activos y la condición simulada. Por lo general, la estimulación de aplicación, se indica con una señal luminosa.
| Material |
| ETCD dispositivo |
| Batería de 9V (2x) |
| Dos bandas de goma la cabeza |
| Dos electrodos de goma conductora |
| Dos electrodos de esponja |
| Cables |
| NaCl |
| Medición de la cinta |
Tabla 1. Materiales
| Colocación de los electrodos del ánodo | Colocación de los electrodos de cátodo | Observaciones | Advertencias |
| Primarias de la corteza motora (M1) | Supra-orbital | Este es el más utilizado montaje. Se ha demostrado que la excitabilidad cortical se puede cambiar hasta un 40% 6 (Figura 6). Resultados de la estimulación anódica en la despolarización neuronal y la excitabilidad neuronal aumentando mientras que la estimulación catódica tiene resultados opuestos 6. | Sólo una corteza motora se estimula - podría ser un problema para los síndromes de dolor bilateral. También el efecto de confusión del electrodo supra-orbital debe tenerse en cuenta. |
| Primarias de la corteza motora (M1) | Primarias de la corteza motora | - Enfoque interesante cuando hay un desequilibrio bi-hemisférica entre las cortezas motoras (como en el accidente cerebrovascular) - Puede ser utilizado con dos electrodos de estimulación anódica (ver sexta fila), donde se coloca electrodos catódica en el área supraorbital, por ejemplo. | Los electrodos pueden estar muy cerca de cada otro tema de la derivación. Una disminución de la superficie de los electrodos se incrementará el grado de maniobra a lo largo de la piel 19 Por lo tanto, la derivación podría estar relacionado no sólo a la colocación de electrodos, sino también para el tamaño del electrodo. La relativa resistencia de los tejidos depende de la posición de los electrodos y el tamaño de la resistencia global en la que fluye la corriente depende de las 19 propiedades de los electrodos. |
| La corteza prefrontal dorsolateral (córtex prefrontal dorsolateral) | Supra-orbital | Más utilizados para la estimulación DLPFC - los resultados positivos para el tratamiento de la depresión 20 y también el dolor crónico 3. | Sólo situación unilateral de estimulación DLPFC es posible con este montaje. |
| Corteza prefrontal dorsolateral | Corteza prefrontal dorsolateral | - Enfoque interesante cuando hay un desequilibrio bi-hemisférico. - Puede ser utilizado para una situación de estimulación dos anódico (ver sexta fila), donde se coloca electrodos catódica en el área supraorbital, por ejemplo. | Los electrodos pueden estar muy cerca de cada otro tema de derivación 19. (Favor de ver la segunda fila, cuarta columna). |
| Occipital | Vértice | Control de activos interesantes para los ensayos de dolor crónico o la modulación de la corteza visual. | Cuando se utiliza como control activo, los electrodos de referencia se colocan en diferentes lugares-problema de la comparabilidad entre los enfoques intra-e inter-experimental. |
| Dos electrodos anódica, por ejemplo, ambas corticales Motor | Supra-orbital | Cambio simultáneo en la excitabilidad cortical | Inhibición Transcallosal podría agregar un factor de confusión 21 |
| Un electrodo sobre un objetivo cortical, por ejemplo, la corteza motora primaria (M1) | Extra-craneal | Evitar el efecto de confusión de dos electrodos con polaridades opuestas en el cerebro 7. | En función de objetivo previsto, la distribución actual puede no ser óptimo y por lo tanto inducir la estimulación efectiva 22 |
Tabla 2. Colocación de los electrodos 7
Nota: Es posible que las diferencias entre las distintas posiciones de los electrodos podría ser la activación de diferentes poblaciones neuronales debido a las diferentes orientaciones del campo eléctrico.
Discussion
Los pasos críticos:
Aspectos a ser controlados antes de iniciar el procedimiento:
- En primer lugar, los pacientes deben ser examinados para saber si hay alguna contraindicación para tDCS - estas contraindicaciones pueden ser de aplicación específica. Esto incluye cuestiones como la presencia de dolor de cabeza intenso o frecuente, el trastorno crónico de la piel o reacciones adversas a un tratamiento tDCS anterior. Si él o ella tiene cualquier metal en la cabeza o un daño cerebral grave, los cambios anatómicos pueden modificar el flujo de corriente 23,24. La historia de la incautación, el embarazo y el historial de accidente cerebrovascular no suelen ser contraindicaciones estrictas - y, de hecho, podrían ser los criterios de inclusión en algunos ensayos clínicos.
- Compruebe si hay lesiones en el cuero cabelludo, además, los sujetos-debe ser específicamente entrevistados e inspeccionada por la existencia de enfermedades de la piel. Si se han producido lesiones, procedimiento tDCS Se debe evitar o, en su caso, aseguró que la estimulación no se llevará a cabo directamente sobre oa través de la lesión. La estimulación de un sitio diferente puede ser considerado. Se ha informado que repite todos los días tDCS causa irritación de la piel clínicamente significativos en los electrodos en unos 7 pacientes. Hay evidencia de tDCS lesiones inducidas de acuerdo con la integridad de la piel. Por ejemplo, se ha demostrado enrojecimiento extenso y marrón cambios intracutánea crujiente con formas redondeadas irregulares debido a la estimulación del PMS a una intensidad de 2 mA durante un período de 2 semanas, incluyendo cinco sesiones a la semana 25. Si tDCS es muy indicado o tiene que ser llevado a cabo, es posible tener en cuenta para estimular con una intensidad más baja como 0.5-1.0 mA, pero no se garantiza que esto evitará irritaciones de la piel o lesiones. Por lo tanto, la condición de la piel debajo de los electrodos deben ser inspeccionados antes y después de tDCS 7.
- Compruebe los conectores de cables para la electrólisis. Usar otro par si evidente. Se recomienda comprobar los cables después de aproximadamente dos meses de uso.
Durante los dos activos o simulacro tDCS-siempre preguntar si todavía sujeto se siente cómodo y es capaz de continuar el procedimiento.
Posibles modificaciones:
- Hay muchas variedades de colocación de los electrodos 7 (Tabla 2).
- Hay muchas variedades de tamaños de 26 electrodos (Figura 7). Para que una corriente aplicada, el tamaño del electrodo influye en la densidad de corriente de 18 años y las influencias de la focalidad del cerebro de la modulación (Figura 8). Los estudios clínicos sugieren que el menor sea el tamaño del electrodo cuanto mayor sea la densidad de corriente 26, sin embargo los estudios de modelización sugieren que la relación entre el tamaño del electrodo y el área de la modulación del cerebro puede ser más compleja 27. Además, los efectos de unos pequeños electrodos pueden diferir cualitativamente debido a la derivación de la corriente diferencial en el cuero cabelludo, y un mayor efecto de borde en relación con el área de los electrodos en general 7. Había drásticamente los niveles superiores de derivación para los tamaños pequeño electrodo informó que para los esquemas de electrodo más grande 19.
- De alta definición tDCS (HD-tDCS) es una tecnología que mejora la focalidad espacial, sino que requiere de hardware especial y los controles de procedimiento 15.
- El electrodo de montaje (posición de los electrodos y el tamaño), junto con la corriente aplicada determinar la fuerza generada campo eléctrico en el cerebro que, a su vez, determina la eficacia de tDCS. El uso de la densidad de electrodos sólo actual, definido por la relación entre la intensidad de la corriente y el tamaño del electrodo, se ha propuesto para normalizar los resultados clínicos -, pero los estudios de modelización sugieren que esto sólo se puede aplicar en un rango limitado y que en general el diseño de montaje de electrodos determina el resultado. En general, el aumento de intensidad de corriente (o la densidad de corriente) para cualquier resultado dado montaje de efectos más fuertes. Es importante tener en cuenta que la densidad de corriente en la superficie de la piel es mucho más alta que en el cerebro 19 (Figura 9).
- La posición del "retorno" ("de referencia") del electrodo puede influir en el patrón general de flujo de corriente a través del cerebro, y por lo tanto incluso influir en la modulación del cerebro en los electrodos activos 22. Así, la poción de los dos electrodos deben ser considerados.
- La duración de la estimulación depende de la finalidad del método experimental. Un aumento de la duración de la estimulación se asocia con la aparición y una mayor duración de las secuelas 3,4. Sin embargo, al menos un estudio informó una inversión de direcciones efectos cuando la duración del estímulo se incrementó, lo que sugiere que más intensidad no necesariamente se traduce en un resultado clínico más robusto. Aunque tDCS dentro de los parámetros publicados se considera seguro y bien tolerado, el potencial de efectos secundarios no deseados se incrementa con la intensidad creciente (tiempo, duratien, o tasa de repetición / número).
- La orientación del campo eléctrico: se define por las posiciones de electrodos y la polaridad. Estimulación catódica normalmente disminuye la excitabilidad cortical, mientras que la estimulación anódica normalmente aumenta la excitabilidad cortical 2,3.
- Placebo: Para simulada tDCS el mismo protocolo que anteriormente se utiliza. Sin embargo, la corriente se aplicará durante 30 segundos. Esta es una de las ventajas de tDCS en comparación con otros métodos no invasivos de estimulación cerebral. Puesto que las sensaciones que surgen como resultado de la activa-tDCS tienden a ocurrir sólo en las primeras etapas de aplicación, este método farsa hace que sea difícil para el paciente para distinguir el placebo de la aplicación tDCS activo. Esta estimulación inicial y breve es un método confiable de placebo 28.
- Tenga en cuenta que la técnica también se puede aplicar al utilizar otras terapias eléctrica transcraneal como los TAC de 29 o 30 tRNS.
Bases para el uso tDCS en el dolor crónico:
El hecho de que múltiples modalidades terapéuticas farmacológicas proveer un alivio modesto de pacientes con dolor crónico plantea la posibilidad de que la causa de la persistencia de esta enfermedad debilitante puede estar dentro de los cambios plásticos en el dolor redes neuronales relacionados. Curiosamente, la modulación de la actividad cortical se puede lograr de forma no invasiva por tDCS, como se describió anteriormente, que se ha informado a producir efectos duraderos terapéutico en el dolor crónico debido a los cambios en la plasticidad cortical.
Efecto clínico de tDCS en el dolor crónico:
Se ha demostrado que tDCS aplicado a la corteza motora los cambios en la excitabilidad cortical locales (Figura 6) 6. Más precisamente, los resultados de la estimulación anódica en un aumento de la excitabilidad neuronal, mientras que la estimulación catódica tiene resultados opuestos 6. De hecho, la aplicación tDCS anódica sobre M1 conduce a una mayor mejoría en la escala analógica visual (VAS) Calificaciones del dolor que tDCS farsa. Este efecto terapéutico en el dolor después de la estimulación M1, aunque transitorios, se reprodujo en varios grupos de pacientes con síndromes de dolor neuropático como la neuralgia del trigémino, síndrome de post-ACV dolor 31, el dolor de espalda y fibromialgia 32. Curiosamente, los ensayos clínicos en el dolor neuropático, debido a una lesión de la médula espinal, la estimulación de la corteza motora por tDCS mostró la mejoría del dolor y del efecto acumulado de analgésicos, que duró dos semanas después de la estimulación. También hay evidencia de su efecto analgésico en pacientes con fibromialgia 33, que sigue siendo significativa después de tres semanas de seguimiento para tDCS anódica de la M1, en comparación con la estimulación falsa, y así como la estimulación del córtex prefrontal dorsolateral 33. Aunque los efectos de tDCS anódica sobre DLFPC para la mejoría del dolor no se han explorado ampliamente, se ha demostrado que puede ser utilizado para modular el umbral del dolor en sujetos sanos 34. Sin embargo, la estimulación de esta área del cerebro es una técnica fiable para mejorar la memoria de trabajo 10, aumentando el rendimiento en tareas de memoria en la enfermedad de Alzheimer 9 y la reducción de cue-provocó deseo de fumar de manera significativa 35, por ejemplo, por lo que también es concebible que esto podría ser una estrategia útil para modular afectivo-emocional redes cognitivas asociadas con el procesamiento del dolor en pacientes con dolor crónico.
Disclosures
La Universidad de la Ciudad de Nueva York posee patentes sobre la estimulación cerebral, en el que Marom Bikson es un inventor. Marom Bikson es co-fundador de Soterix Medical Inc.
Acknowledgments
DaSilva AF recibió apoyo financiero de CTSA alta tecnología subvenciones, de la Universidad de Michigan para completar esta revisión. Volz MS es financiado por una beca beca de Fundación Charité.
References
- Fregni, F., Pascual-Leone, A. Technology insight: noninvasive brain stimulation in neurology-perspectives on the therapeutic potential of rTMS and tDCS. Nat Clin Pract Neurol. 3 (7), 383-383 (2007).
- Wagner, T., Valero-Cabre, A., Pascual-Leone, A. Noninvasive human brain stimulation. Annu Rev Biomed Eng. 9, 527-527 (2007).
- Fregni, F., Freedman, S., Pascual-Leone, A. Recent advances in the treatment of chronic pain with non-invasive brain stimulation techniques. Lancet Neurol. 6 (2), 188-188 (2007).
- Lefaucheur, J. P., Antal, A., Ahdab, R., Ciampi de Andra, D., Fregni, F., Khedr, E. M., Nitsche, M., Paulus, W. The use of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) and transcranial direct current stimulation (tDCS) to relieve pain. Brain Stimul. 1 (4), 337-337 (2008).
- Antal, A., Paulus, W. Transcranial magnetic and direct current stimulation in the therapy of pain. Schmerz Apr. 24 (2), 161-161 (2010).
- Nitsche, M. A., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 527 (Pt 3), 633-633 (2000).
- Nitsche, M. A., Cohen, L. G., Wassermann, E. M., Priori, A., Lang, N., Antal, A. Transcranial direct current stimulation: state of the art. Brain Stimul. 11, 642-642 (2008).
- Merrill, D. R., Bikson, M., Jefferys, J. G. Electrical stimulation of excitable tissue: design of efficacious and safe protocols. J Neurosci Methods. 141 (2), 171-171 (2005).
- Boggio, P. S., Khoury, L. P., Martins, D. C., Martins, O. E., de Macedo, E. C., Fregni, F. Temporal cortex direct current stimulation enhances performance on a visual recognition memory task in Alzheimer disease. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 80 (4), 444-444 (2009).
- Fregni, F., Boggio, P. S., Nitsche, M., Bermpohl, F., Antal, A., Feredoes, E., Marcolin, M. A., Rigonatti, S. P., Silva, M. T., Paulus, W., Pascual-Leone, A. Anodal transcranial direct current stimulation of prefrontal cortex enhances working memory. Exp Brain Res. 166 (1), 23-23 (2005).
- Dundas, J. E., Thickbroom, G. W., Mastaglia, F. L. Perception of comfort during transcranial DC stimulation: effect of NaCl solution concentration applied to sponge electrodes. Clin Neurophysiol. 118 (5), 1166-1166 (2007).
- Minhas, P., Datta, A., Bikson, M. Cutaneous perception during tDCS: Role of electrode shape and sponge salinity. Clin Neurophysiol. 11, (2010).
- Antal, A., Terney, D., Poreisz, C., Paulus, W. Towards unravelling task-related modulations of neuroplastic changes induced in the human motor cortex. Eur J Neurosci. 26 (9), 2687-2687 (2007).
- Datta, A. Gyri-precise head model of transcranial direct current stimulation: improved spatial focality using a ring electrode versus conventional rectangular pad. Brain Stimul. 2 (4), 201-201 (2009).
- Minhas, P., Bansal, V., Patel, J., Ho, J. S., Diaz, J., Datta, A., Bikson, M. Electrodes for high-definition transcutaneous DC stimulation for applications in drug delivery and electrotherapy, including tDCS. J Neurosci Methods. 190 (2), (2010).
- Brunoni, A. R. A Systematic Review on Reporting and Assessment of Adverse Effects associated with Transcranial Direct Current Stimulation. Int J Neuropsychopharmacol. , Forthcoming (2011).
- Wagner, T. Transcranial direct current stimulation: a computer-based human model study. Neuroimage. 35 (3), 1113-1113 (2007).
- Nitsche, M. A., Doemkes, S., Karaköse, T., Antal, A., Liebetanz, D., Lang, N., Tergau, F., Paulus, W. Shaping the effects of transcranial direct current stimulation of the human motor cortex. J Neurophysiol. 97 (4), 3109-3109 (2007).
- Wagner, T., Fregni, F., Fecteau, S., Grodzinsky, A., Zahn, M., Pascual-Leone, A. Transcranial direct current stimulation: a computer-based human model study. Neuroimage. 35 (3), 1113-1113 (2007).
- Boggio, P. S., Rigonatti, S. P., Ribeiro, R. B., Myczkowski, M. L., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. A randomized, double-blind clinical trial on the efficacy of cortical direct current stimulation for the treatment of major depression. Int J Neuropsychopharmacol. 11 (2), 249-249 (2008).
- Williams, J. A., Pascual-Leone, A., Fregni, F. Interhemispheric modulation induced by cortical stimulation and motor training. Phys Ther. 90 (3), 398-398 (2010).
- Lang, N., Nitsche, M. A., Rothwel, J. C., Williams, J. A., Lemon, R. N. Effects of transcranial direct current stimulation over the human motor cortex on corticospinal and transcallosal excitability. Exp Brain Res. 156 (4), 439-439 (2004).
- Bikson, M., Datta, A., Rahman, A., Scaturro, J. Electrode montages for tDCS and weak transcranial electrical stimulation: role of "return" electrode's position and size. Clin Neurophysiol. 121 (12), (1976).
- Bikson, M., Fregni, F. Transcranial direct current stimulation in patients with skull defects and skull plates: high-resolution computational FEM study of factors altering cortical current flow. Neuroimage. 52 (4), 1268-1268 (2010).
- Datta, A., Baker, J. M., Bikson, M., Fridriksson, J. Individualized model predicts brain current flow during transcranial direct-current stimulation treatment in responsive stroke patient. Brain Stimulation. , Forthcoming (2011).
- Palm, U., Keeser, D., Schiller, C., Fintescu, Z., Nitsche, M., Reisinger, E. Padberg Skin lesions after treatment with transcranial direct current stimulation (tDCS). Brain Stimul. 1 (4), 386-386 (2008).
- Datta, A., Elwassif, M., Bikson, M. Bio-heat transfer model of transcranial DC stimulation: comparison of conventional pad versus ring electrode. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. , 670-670 (2009).
- Miranda, P. C., Faria, P., Hallett, M. What does the ratio of injected current to electrode area tell us about current density in the brain during tDCS? Clin Neurophysiol. 120 (6), 1183-1183 (2009).
- Gandiga, P. C., Hummel, F. C., Cohen, L. G. Transcranial DC stimulation (tDCS): a tool for double-blind sham-controlled clinical studies in brain stimulation. Clin Neurophysiol. 117 (4), 845-845 (2006).
- Antal, A. Comparatively weak after-effects of transcranial alternating current stimulation (tACS) on cortical excitability in humans. Brain Stimul. 1 (2), 97-97 (2008).
- Terney, D. Increasing human brain excitability by transcranial high-frequency random noise stimulation. J Neurosci Methods. 28 (52), 14147-14147 (2008).
- Fregni, F., Boggio, P. S., Mansur, C. G., Wagner, T., Ferreira, M. J., Lima, M. C., Rigonatti, S. P., Marcolin, M. A., Freedman, S. D., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A. Transcranial direct current stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients. Neuroreport. 16 (14), 1551-1551 (2005).
- Antal, A., Terney, D., K hnl, S., Paulus, W. Anodal transcranial direct current stimulation of the motor cortex ameliorates chronic pain and reduces short intracortical inhibition. J Pain Symptom Manage. 39 (5), (2010).
- Fregni, F., Gimenes, R., Valle, A. C., Ferreira, M. J., Rocha, R. R., Natalle, L., Bravo, R., Rigonatti, S. P., Freedman, S. D., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A., Boggio, P. S. A randomized, sham-controlled, proof of principle study of transcranial direct current stimulation for the treatment of pain in fibromyalgia. Arthritis Rheum. 54 (12), (2006).
- Boggio, P. S., Zaghi, S., Lopes, M., Fregni, F. Modulatory effects of anodal transcranial direct current stimulation on perception and pain thresholds in healthy volunteers. Eur J Neurol. 15 (10), 1124-1124 (2008).
- Fregni, F., Liguori, P., Fecteau, S., Nitsche, M. A., Pascual-Leone, A., Boggio, P. S. Cortical stimulation of the prefrontal cortex with transcranial direct current stimulation reduces cue-provoked smoking craving: a randomized, sham-controlled study. J Clin Psychiatry. 69 (1), 32-32 (2006).
