Efectos de la corriente alterna la estimulación transcraneal en la corteza de Motor primaria por Online enfoque combinado con la estimulación magnética transcraneal
Summary
Estimulación transcraneal de corriente alterna (TAC) permite la modulación de la excitabilidad cortical en forma de frecuencia específicos. A continuación os mostramos un enfoque único que combina TAC en línea con pulso único estímulo magnético de Transcranial (TMS) con el fin de “sondeo” excitabilidad cortical mediante potenciales evocados Motor.
Abstract
Estimulación transcraneal de corriente alterna (TAC) es una técnica de neuromoduladoras capaces de actuar a través de formas de onda eléctricas sinusoidales de una frecuencia específica y a su vez modulan la actividad oscilatoria cortical permanente. Esta neurotool permite el establecimiento de un vínculo causal entre actividad oscilatoria endógena y el comportamiento. La mayoría de los estudios de TAC ha demostrado efectos en línea de TAC. Sin embargo, poco se sabe sobre los mecanismos subyacentes de la acción de esta técnica debido a los artefactos inducidos por la AC en señales de electroencefalografía (EEG). A continuación os mostramos un enfoque único para investigar en línea efectos fisiológicos de la frecuencia específica de TAC de la corteza motora primaria (M1) mediante el uso de pulso simple estímulo magnético de Transcranial (TMS) para cambios de excitabilidad cortical. En nuestra configuración, la bobina TMS se coloca sobre el electrodo de TAC mientras se recogen los potenciales evocados Motor (MEPs) para probar los efectos de los actual M1-TAC. Hasta ahora, este enfoque se ha utilizado principalmente para el estudio de los sistemas visuales y motor. Sin embargo, la configuración actual de la TAC-TMS puede allanar el camino para futuras investigaciones de funciones cognitivas. Por ello, ofrecemos un manual paso a paso y videos guías para el procedimiento.
Introduction
Estimulación eléctrica transcraneal (tES) es una técnica de neuromoduladoras que permite la modificación de Estados neuronales a través de diferentes de formas de onda actuales1. Entre los diferentes tipos de tES, transcranial estímulo de corriente alterna (TAC) permite la entrega de sinusoidales externos potenciales oscilatorios en un determinado rango de frecuencias y la modulación de la actividad fisiológica de los nervios subyacente perceptual, procesos motores y cognitivos2. Uso de TAC, es posible investigar posibles relaciones causales entre la actividad oscilatoria endógena y procesos cerebrales.
In vivo, se ha demostrado que clavar actividad neuronal está sincronizado en diferentes frecuencias conducción, sugiriendo que la leña neuronal puede ser arrastrada por campos eléctricamente aplicada3. En modelos animales, débil TAC sinusoidal arrastra la frecuencia de descarga neuronal cortical generalizada de la piscina4. En los seres humanos, TAC combinada con online electroencefalograma (EEG) permite la inducción del llamado efecto de “Arrastre” en la actividad oscilatoria endógeno interactuando con las oscilaciones del cerebro en una manera específica de frecuencia de5. Sin embargo, combinando TAC con métodos de neuroimagen para una mejor comprensión de los mecanismos en línea es aún cuestionable debido a artefactos inducidos por AC6. Además, no es posible grabar directamente la señal de EEG sobre el área estimulada sin utilizar un electrodo de anillo que es una cuestionable solución7. Por lo tanto, es la falta de estudios sistemáticos sobre este tema.
Hasta ahora, no hay ninguna evidencia clara sobre los efectos duraderos de TAC después de la cesación del estímulo. Sólo unos pocos estudios han demostrado efectos débiles y confusas de TAC el sistema de motor8. Por otra parte, evidencia de EEG todavía no está claro acerca de los efectos secundarios del TAC9. Por otro lado, la mayoría estudios de TAC demostraron efectos en línea prominente10,11,12,13,14,15,16 , 17 , 18, que son difíciles de medir a un nivel fisiológico debido a limitaciones técnicas. Así, el objetivo general de nuestro método es proporcionar una alternativa para probar efectos online y dependiente de la frecuencia de la TAC en la corteza de motor (M1) mediante la entrega de pulso simple estímulo magnético de Transcranial (TMS). TMS permite a los investigadores para “sondear” el estado fisiológico de la corteza motora humana19. Por otra parte, mediante el registro de potenciales evocados motores (MEP) en la mano contralateral del sujeto, podemos investigar los efectos de los TAC permanente11. Este enfoque nos permite exactamente monitor de cambios en la excitabilidad corticoespinal midiendo amplitud MEP durante la estimulación eléctrica en línea en diferentes frecuencias en una manera libre de artefactos. Además, este enfoque también puede probar en línea efectos de cualquier otra forma de onda de tES.
Para demostrar los efectos combinados de TAC-TMS, mostramos el protocolo mediante la aplicación alterna de 20 Hz de estimulación en la corteza motora primaria (M1) mientras neuronavigated en línea solo pulso TMS se entrega entremezclado por intervalos al azar de 3 a 5 s para probar M1 excitabilidad cortical.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este enfoque representa una oportunidad única para probar directamente en línea efectos de TAC de la corteza primaria del motor mediante la medición de salida corticoespinal a través de los diputados la grabación. Sin embargo, la colocación de la bobina TMS sobre el electrodo de la TAC representa un paso fundamental que debe realizarse con precisión. Por lo tanto, en primer lugar sugerimos experimentadores buscar un punto de destino de pulso simple TMS, luego marcan sobre el cuero cabelludo y, solamente después d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue apoyado por la Fundación rusa de la ciencia concesión (contrato número: 17-11-01273). Agradecimiento especial a Andrey Afanasov y colegas del centro multifuncional de la innovación técnica de televisión (Universidad Nacional de la investigación, escuela superior de economía, Moscú, Federación de Rusia) para grabación de vídeo y edición de vídeo.
Materials
| BrainStim, high-resolution transcranial stimulator | E.M.S., Bologna, Italy | EMS-BRAINSTIM | |
| Pair of 1,5m cables for connection of conductive silicone electrodes | E.M.S., Bologna, Italy | EMS-CVBS15 | |
| Reusable conductive silicone electrodes 50x50mm | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-PG970/2 | |
| Reusable spontex sponge for electrode 50x100mm | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-PG916S | |
| Rubber belts – 75 cm | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-ER-PG905/8 | |
| Plastic non traumatic button | E.M.S., Bologna, Italy | FIA-PG905/99 | |
| Brainstim | E.M.S., Bologna, Italy | ||
| MagPro X100 MagOption – transcranial magnetic stimulator | MagVenture, Farum, Denmark | 9016E0731 | |
| 8-shaped coil MC-B65-HO-2 | MagVenture, Farum, Denmark | 9016E0462 | |
| Chair with neckrest | MagVenture, Farum, Denmark | 9016B0081 | |
| Localite TMS Navigator – Navigation platform, Premium edition | Localite, GmbH, Germany | 21223 | |
| Localite TMS Navigator – MR-based software, import data for morphological MRI (DICOM, NifTi) | Localite, GmbH, Germany | 10226 | |
| MagVenture 24.8 coil tracker, Geom 1 | Localite, GmbH, Germany | 5221 | |
| Electrode wires for surface EMG | EBNeuro, Italy | 6515 | |
| Surface Electrodes for EEG/EMG | EBNeuro, Italy | 6515 | |
| BrainAmp ExG amplifier – bipolar amplifier | Brain Products, GmbH, Germany | ||
| BrainVision Recorder 1.21.0004 | Brain Products, GmbH, Germany | ||
| Nuprep Skin Prep Gel | Weaver and Company, USA | ||
| Syringes | |||
| Sticky tape | |||
| NaCl solution |
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