Emplear la estimulación magnética transcraneal en un entorno de recursos limitados para establecer relaciones cerebro-comportamiento
Summary
Se ha demostrado que la estimulación magnética transcraneal (EMT) y la EMT de baja frecuencia (lfTMS) son los principales contribuyentes a la literatura cerebral. Aquí destacamos los métodos para investigar los correlatos corticales del autoengaño utilizando TMS.
Abstract
La neuroimagen se percibe típicamente como una disciplina que exige recursos. Si bien este es el caso en ciertas circunstancias, las instituciones con recursos limitados históricamente han contribuido significativamente al campo de la neurociencia, incluida la neuroimagen. En el estudio del autoengaño, hemos empleado con éxito TMS de pulso único para determinar los correlatos cerebrales de las habilidades, incluida la sobreexplotación y la automejora. Incluso sin el uso de la neuronavegación, los métodos proporcionados aquí conducen a resultados exitosos. Por ejemplo, se descubrió que las disminuciones en la respuesta autoengañosa conducen a una disminución en el afecto. Estos métodos proporcionan datos que son confiables y válidos, y tales métodos proporcionan oportunidades de investigación que de otro modo no estarían disponibles. A través del uso de estos métodos, la base de conocimiento general en el campo de la neurociencia se amplía, brindando oportunidades de investigación a estudiantes como los de nuestra institución (montclair State University es un Instituto de Servicio Hispano) a quienes a menudo se les niegan tales experiencias de investigación.
Introduction
Hay una serie de desafíos para investigar los correlatos cerebro-comportamiento en instituciones de investigación con recursos limitados (a menudo denominadas “universidades de enseñanza”). Según los datos proporcionados por la National Science Foundation (NSF), casi toda la investigación académica es completada por un pequeño porcentaje de instituciones de educación superior en los Estados Unidos. Al examinar más de 4.400 instituciones que otorgan títulos postsecundarios, las 115 mejores universidades / institutos realizan y publican el 75% de todas las investigaciones1. En los Estados Unidos, hay 131 universidades de investigación 1 (R1: El nivel de estatus más alto que una universidad puede alcanzar en términos de clasificación de investigación) que reciben la mayor parte de los fondos federales.
Esta gran disparidad de financiación limita las opciones de investigación para muchos investigadores principales, así como para los estudiantes; por ejemplo, solo el 1.9% de las universidades R1 son institutos que sirven a los hispanos. Además, los institutos que no son R1 están limitados en términos de espacio de investigación, subvenciones otorgadas y tiempo disponible para la investigación, y estas escuelas a menudo no tienen afiliaciones a escuelas de medicina2. Dados estos obstáculos, proporcionamos los métodos que han permitido con éxito la investigación de las relaciones cerebro-comportamiento en el engaño en un entorno de recursos limitados. Si bien estos métodos son adecuados para cualquier instituto, creemos que aquellos en universidades más pequeñas / que enseñan intensivamente recibirán el máximo beneficio de estos métodos.
Nuestro laboratorio se ha centrado principalmente en las regiones del cerebro responsables de producir el autoengaño y la automejora. El establecimiento de la causalidad en términos de las regiones corticales subyacentes se puede lograr mediante una serie de técnicas, y estos datos ayudan a confirmar los métodos correlativos de neuroimagen y los ensayos experimentales de pacientes 3,4,5.
Para investigar el autoengaño con técnicas de neuroimagen causal, se han empleado una serie de métodos innovadores, principalmente con estimulación magnética transcraneal (EMT) de pulso único y EMT repetitiva (EMTr6; Figura 1). Si bien la tDCS (estimulación cortical directa transcraneal) se ha empleado con éxito7 y puede modificarse para replicar los métodos, procedimientos y resultados presentados aquí, la flexibilidad de tmS aún lo convierte en la opción óptima para la neuromodulación del autoengaño. En su implementación más común, los investigadores inhiben, excitan, interrumpen o miden la excitabilidad cortical (no se cubre aquí, pero vea la referencia8).
La corteza prefrontal medial (MPFC) parece estar involucrada en la respuesta autoengañosa9. Dado el papel de las Estructuras Corticales de Línea Media (CMS) en términos de autoconciencia en general10, no es sorprendente que el autoengaño se correlacione con la actividad de MPFC. Para determinar la causalidad en términos de regiones frontales, se confió en TMS para crear “lesiones virtuales” mientras se medían los episodios de autoengaño11. La medición del autoengaño se ha logrado a través de dos métodos principales: la automejora y la sobreexplotación6.
Hemos encontrado que la interrupción del MPFC conduce a la reducción del autoengaño 6,8,11,12,13. Además, hemos descubierto que tal reducción (es decir, la disminución del autoengaño) está relacionada con una disminución en el afecto de una persona (es decir, el estado de ánimo negativo aumenta y el estado de ánimo positivo disminuye).
Debido a que no se emplean neuro-navegación / resonancias magnéticas individuales (debido al gasto, la mayoría de los laboratorios no tienen estos recursos), se puede plantear la preocupación sobre el posicionamiento y la precisión en la orientación de TMS. Hemos compensado esto haciendo ocasionalmente procedimientos fiduciarios en los que se coloca un objetivo de contraste (por ejemplo, una tableta de vitamina E) en la tapa y los participantes se escanean posteriormente en una resonancia magnética estructural11,12. Estos métodos han confirmado la precisión de los métodos descritos aquí, y estamos apuntando al aspecto medial del MPFC en el borde de BA 10/9 que se encuentra por encima del giro frontal medial (0, ~ 40, ~ 30).
Claramente, se puede obtener una mayor resolución espacial utilizando otros métodos como la neuronavegación, sin embargo, estos métodos no se emplean sin inconvenientes que incluyen la deserción de los participantes, la exclusión de los participantes, el aumento de la duración experimental, la capacitación y la detección adicionales, los gastos adicionales y, a menudo, las visitas múltiples al sitio para los participantes. Por lo tanto, los métodos presentados aquí ofrecen una excelente alternativa a la neuronavegación en muchas circunstancias.
Protocol
Representative Results
Discussion
El protocolo (y las variaciones de) descritos aquí se han utilizado en más de 50 estudios en la Universidad Estatal de Montclair. Toda la configuración se puede crear por menos de $ 15,000 (US). Además, hemos encontrado que nuestras coordenadas coinciden bien con las estructuras cerebrales subyacentes utilizando procedimientos fiduciarios.
A menudo se utilizan variaciones de este método. Por ejemplo, las condiciones de control pueden incluir la estimulación de diferentes áreas del cereb…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
LSAMP (Louis Stokes Alliance for Minority Participation), Wehner y The Crawford Foundation, la Fundación Kessler son agradecidos por su apoyo.
Materials
| Android Samsung Tablet (for MEPs) | Samsung | SM-T500NZSAXAR | |
| Cloth Measuring Tape | GDMINLO | B08TWNCDNS(AMZ) | |
| Figure of 8 Copper TMS Coil | Magstim | 4150-00 | This is the current model |
| Lenovo T490 Laptop | Lenovo | 20RY0002US | |
| Magstim 200 Single Pulse | MagStim | Magstim200/2 | This is the current model |
| Magstim Standard Coil Holder | MagStim | AFC/SS | This is the current model |
| Speedo Swim Caps | Speedo | 751104-100 | |
| Testable.Org Account and Software | Testable | NA | |
| Trigno 2 Lead Sensor (for MEPs) | DelSys | SP-W06-018B | |
| Trigno Base and Plot Software (for MEPs) | DelSys | DS-203-D00 |
References
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