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Estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) es una técnica para modular la excitabilidad cortical 1,2. Se ha utilizado como herramienta de investigación en neurociencias, debido a sus efectos sobre la plasticidad cortical, de fácil operación, y el perfil de seguridad. Un área que tDCS ha mostrado resultados alentadores es el alivio del dolor 5.3.
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.
1. Materiales
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
3. Preparación de la piel
4. Electrodos posición
5. Inicio tDCS
6. Después del procedimiento
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.
Los pasos críticos:
Aspectos a ser controlados antes de iniciar el procedimiento:
Durante los dos activos o simulacro tDCS-siempre preguntar si todavía sujeto se siente cómodo y es capaz de continuar el procedimiento.
Posibles modificaciones:
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.
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.
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