Estimulación transcraneal de corriente directa neuronavegada focalizada administrada durante la resonancia magnética funcional

Resumen

Este protocolo describe el método de colocación de electrodos neuronavegados para la estimulación focal transcraneal de corriente directa (tDCS) administrada durante la resonancia magnética funcional (fMRI).

Resumen

La estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva que permite modular la excitabilidad y plasticidad del cerebro humano. Las configuraciones focalizadas de tDCS utilizan disposiciones específicas de electrodos para restringir el flujo de corriente a regiones cerebrales circunscritas. Sin embargo, la eficacia de la tDCS focalizada puede verse comprometida por errores de posicionamiento de los electrodos en el cuero cabelludo, lo que resulta en reducciones significativas de la dosis actual que llega a las regiones cerebrales objetivo para la tDCS. La colocación de electrodos guiada por neuronavegación basada en la anatomía de la cabeza y el cerebro del individuo, derivada de los datos de resonancia magnética (IRM) estructural, puede ser adecuada para mejorar la precisión del posicionamiento.

Este protocolo describe el método de colocación de electrodos neuronavegados para una configuración de tDCS focalizada, que es adecuada para la administración simultánea durante la resonancia magnética funcional (fMRI). También cuantificamos la precisión de la colocación de los electrodos e investigamos la deriva de los electrodos en un experimento simultáneo de tDCS-fMRI. Los pasos críticos incluyen la optimización de las posiciones de los electrodos en función del modelo actual que tiene en cuenta la anatomía de la cabeza y el cerebro del individuo, la implementación de la colocación de electrodos neuronavegados en el cuero cabelludo y la administración de tDCS optimizada y focal durante la resonancia magnética funcional.

La precisión regional de la colocación de los electrodos se cuantifica utilizando la norma euclidiana (norma L²) para determinar las desviaciones de las posiciones reales de los electrodos previstas durante un estudio simultáneo de tDCS-fMRI. Cualquier desplazamiento potencial de los electrodos (deriva) durante el experimento se investiga comparando las posiciones reales de los electrodos antes y después de la adquisición de fMRI. Además, comparamos directamente la precisión de la colocación de la tDCS neuronavegada con la lograda mediante un enfoque de focalización basado en el cuero cabelludo (un sistema de electroencefalografía (EEG) 10-20). Estos análisis demuestran una precisión de colocación superior para la neuronavegación en comparación con la colocación de electrodos basada en el cuero cabelludo y una deriva insignificante de los electrodos a lo largo de un período de escaneo de 20 minutos.

Introducción

La estimulación transcraneal de corriente directa (tDCS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva que permite modificar la cognición y las funciones fisiológicas del cerebro en contextos experimentales y clínicos ^1,2,3. La administración aguda de tDCS puede producir cambios transitorios en la excitabilidad neuronal, con secuelas que duran de minutos a horas después de la estimulación ^4,5. La corriente aplicada no induce potenciales de acción, sino que desplaza transitoriamente el potencial de membrana en reposo de la neurona hacia la despolarización o la hiperpolarización, lo que resulta en un aumento o disminución de la excitabilidad neuronal a nivel macroscópico utilizando protocolos estándar ^4,5,6. Además, con respecto a los efectos de plasticidad sináptica de la tDCS, los estudios en animales y humanos han demostrado que la tDCS induce procesos similares a la potenciación y la depresión a largo plazo (LTP y LTD) ^4,5.

En el sistema motor, la modulación de los potenciales evocados motores (MEPs) permite la evaluación directa de los efectos neurofisiológicos de la tDCS sobre la excitabilidad cortical local⁷. Sin embargo, este enfoque no puede cuantificar los efectos neuronales de la tDCS en las funciones cognitivas de orden superior respaldadas por redes cerebrales funcionales a gran escala⁸. Los efectos sobre las redes cerebrales pueden investigarse combinando la tDCS con técnicas modernas de imagen funcional ^9,10. Entre ellos, la resonancia magnética funcional (fMRI) se ha convertido en el enfoque más utilizado porque proporciona una excelente resolución espacial y temporal suficiente para revelar los mecanismos neuronales por los cuales la tDCS afecta la actividad cerebral local en el sitio de estimulación y las redes neuronales a gran escala 11,12,13,14.

Hasta ahora, los estudios combinados de fMRI-tDCS han empleado principalmente las llamadas configuraciones convencionales de tDCS, que utilizan electrodos de goma relativamente grandes de entre 25 y 35^cm2 (5 x 5 cm² y 5 x 7 cm²) insertados en bolsas de esponja empapadas en solución salina^15,16. Estas configuraciones proyectan la corriente entre dos electrodos que normalmente se conectan sobre (a) una región del cerebro objetivo para la tDCS y (b) un electrodo de retorno sobre regiones del cerebro no objetivo o áreas extracraneales (por ejemplo, el hombro). Esto da lugar a un flujo de corriente generalizado a través del cerebro, que afecta a regiones distintas de la región objetivo, lo que complica las suposiciones e interpretaciones causales sobre el origen neural de^{los efectos de} la tDCS.

Se puede lograr una focalización espacial más precisa mediante la tDCS¹⁸ focalizada. Estas configuraciones emplean matrices de electrodos más pequeños dispuestos muy cerca unos de otros o mediante el uso de un cátodo en forma de anillo colocado alrededor de un ánodo central para restringir el flujo de corriente a la región objetivo^18,19. Las simulaciones por computadora del flujo de corriente eléctrica sugieren que la tDCS focalizada puede resultar en una mayor precisión espacial del flujo de corriente a la región objetivo que los montajes convencionales²⁰. Además, los estudios conductuales han demostrado la modulación conductual regional y específica de la tarea utilizando configuraciones focalizadas 19,21,22. Sin embargo, solo unos pocos estudios han utilizado la tDCS focalizada durante la resonancia magnética funcional. Estos estudios han sido capaces de establecer la factibilidad de este enfoque y han proporcionado las primeras evidencias de la modulación neuronal específica de la región^19,23.

Sin embargo, debido a la entrega de corriente regionalmente precisa, las configuraciones focalizadas de tDCS pueden ser más sensibles a los errores de posicionamiento de los electrodos en el cuero cabelludo que los montajes convencionales. Por ejemplo, Seo et al. demostraron que los errores de posicionamiento de 5 mm en una configuración de corteza motora focalizada redujeron la polarización somática máxima en el pomo manual hasta en un 87%²⁴. Además, un reciente estudio de modelado computacional demostró que el desplazamiento del electrodo desde las posiciones previstas para la focal en comparación con las configuraciones convencionales dio lugar a reducciones significativas de la dosis de corriente en las regiones objetivo para la tDCS, que oscilaron entre el 26% y el 43%²⁵. Por lo tanto, se concluyó que los estudios futuros deben incluir de forma rutinaria métodos apropiados para la mejora del posicionamiento de los electrodos y la verificación del posicionamiento de los electrodos antes y después de la fMRI⁵.

En el presente estudio, describimos el método de posicionamiento de electrodos neuronavegados para una nueva configuración focal 3 x 1 tDCS compatible con fMRI (es decir, tres cátodos individuales que están dispuestos en un círculo alrededor de un solo ánodo central), que actualmente se está utilizando en un consorcio de investigación colaborativa financiado por la Fundación Alemana de Ciencias (DFG Research Unit 5429, https://www.memoslap.de). El consorcio investiga los efectos conductuales y neuronales de la tDCS focalizada en el aprendizaje y la memoria, así como los predictores de la respuesta a la estimulación en cuatro dominios funcionales (es decir, funciones visuales-espaciales, lingüísticas, motoras y ejecutivas). Los datos de resonancia magnética estructural ponderada en T1 y T2 de los participantes del estudio se adquieren durante una exploración inicial. Estos datos se utilizan para simulaciones de flujo de corriente^{individualizadas 26} para determinar las posiciones del cuero cabelludo de los electrodos que maximizan el flujo de corriente a la región objetivo en los participantes individuales del estudio. A modo de ejemplo, este protocolo describirá la focalización neuronavegada de posiciones de electrodos determinadas individualmente centradas en la corteza prefrontal dorsolateral derecha (rDLPFC) en un participante.

La sección de resultados representativos se basa en datos de imágenes estructurales adquiridos antes y después de la tDCS-fMRI concurrente en tres subproyectos de la Unidad de Investigación. Estos estudios se centraron en la corteza occipitotemporal derecha (rOTC), la corteza temporo-parietal izquierda (lTPC) y la rDLPFC. Los datos fueron adquiridos en el Departamento de Neurología de la Universidad de Medicina Greifswald. Con estos datos, nos propusimos lograr dos objetivos principales: (1) cuantificar la precisión espacial de la colocación de electrodos neuronavegados comparando las posiciones de electrodos "intencionadas" con las "reales" determinadas empíricamente²⁵, y (2) investigar el grado de desplazamiento de los electrodos en el transcurso de las sesiones de fMRI (es decir, la deriva del electrodo). Estos factores son cruciales para mejorar la precisión y fiabilidad de los efectos de la tDCS en estudios simultáneos de tDCS-fMRI²⁷. Además, la precisión de la focalización de la tDCS neuronavegada se compara con la de un enfoque basado en el cuero cabelludo utilizando datos de un estudio previo de tDCS-fMRI de nuestro grupo²⁵.

Protocolo

Todos los procedimientos experimentales presentados en este protocolo han sido revisados y aprobados por el comité de ética de la Universidad de Medicina de Greifswald. Todos los participantes dieron su consentimiento informado antes de la inclusión en el estudio y concedieron permiso para que sus datos se publicaran de forma anónima.

1. Detección de contraindicaciones y consideraciones generales

1. Antes de inscribirse en el estudio, se evaluó cuidadosamente a los participantes para detectar contraindicaciones en la resonancia magnética²⁸ y la tDCS²⁹ (p. ej., marcapasos, claustrofobia, antecedentes de convulsiones, migraña, enfermedad de la piel en el cuero cabelludo [p. ej., psoriasis/eccema]) mediante cuestionarios adecuados.
2. Explique los objetivos del estudio y todos los procedimientos planificados a los participantes y obtenga el consentimiento informado por escrito de acuerdo con los requisitos locales.
3. Siga los procedimientos generales para mejorar la presentación de informes y la reproducibilidad de los experimentos simultáneos de tDCS-fMRI y pruebe los posibles artefactos de imagen inducidos por el equipo actual y/o tDCS según lo recomendado por la lista de verificación de ContES³⁰.
4. Utilizar métodos apropiados para evaluar el cegamiento de los participantes y del investigador^31,32 y los posibles efectos adversos de la tDCS²⁹.

2. Resonancia magnética de referencia y modelado de corriente individualizado

1. Después de completar los controles de seguridad (es decir, retirar los objetos metálicos del participante, como monedas, collares, perforaciones, etc.), guíe al participante a la sala del escáner y colóquelo cómodamente en la mesa de examen de resonancia magnética. Coloque la parte superior de la bobina principal y mueva el participante dentro del orificio del escáner de resonancia magnética de acuerdo con las especificaciones del fabricante.
   NOTA: Utilizamos un escáner 3T equipado con una bobina de cuña de cabeza/cuello de 64 canales.
2. Registre al nuevo participante utilizando la interfaz del escáner haciendo clic en Menú principal | Examen | Registro de pacientes y rellene los campos obligatorios. Vaya a Elección de programa y recopile y seleccione el protocolo de imágenes planificado. Haga clic en Orientación del paciente y seleccione la opción de posición supina con la cabeza primero . En el menú desplegable Región de examen y lateralidad , elija cerebro y, a continuación, haga clic en Examen para acceder al menú de examen.
3. Siga las instrucciones en pantalla del protocolo de exploración predefinido (como ajustar el campo de visión, etc.) para adquirir secuencias de resonancia magnética ponderadas en T1 y T2. Interactuar con el participante a través del sistema de comunicación interno del escáner si es necesario.
   NOTA: Se requieren imágenes ponderadas T1 y T2 para el modelado de corriente individualizado. La imagen ponderada en T1 también es necesaria para que la neuronavegación identifique las posiciones planificadas y optimizadas de los electrodos en el cuero cabelludo de los participantes.
4. Utilice el script en https://github.com/memoslap/Greifswald y los datos de imágenes estructurales adquiridos durante la resonancia magnética de referencia para realizar un modelado de corriente individualizado (p. ej., usando SimNIBS²⁶). Siga los pasos del archivo Readme.md para aplicar el método de elementos finitos y las mallas de cabeza tetraédricas individualizadas generadas a partir de las imágenes estructurales ponderadas en T1 y T2 del participante (http://simnibs.org)26,33,34 Herramienta CHARM ³⁵ para la reconstrucción de la cabeza para determinar el campo eléctrico máximo para determinar las posiciones objetivo optimizadas para la colocación de electrodos tDCS sobre el rDLPFC. Consulte la Figura 1 para ver un ejemplo del resultado del procedimiento utilizado para este protocolo.
   NOTA: Son posibles métodos alternativos para la identificación de las coordenadas del cuero cabelludo para la focalización neuronavegada y dependen de los procedimientos específicos del estudio.

3. Neuronavegación

1. Pasos preparatorios
   1. Encienda el ordenador de control de Neuronavegación y el sistema de seguimiento.
   2. Pasos de montaje: Ensamble todo el equipo necesario para la neuronavegación (Figura 2; para obtener una descripción general de la configuración de la neuronavegación, consulte la Figura complementaria S1). El equipo de la Figura 2 consta de (1) un rastreador de sujetos, (2) un destornillador, (3) una varilla hexagonal, (4) gafas y (5) un puntero. Siga las instrucciones a continuación para completar el montaje.
      1. Afloje el tornillo debajo del rastreador de sujetos con el destornillador.
      2. Inserte el lado más largo de la varilla hexagonal en la tuerca montada en el rastreador de sujetos y apriete el tornillo.
      3. Afloje el tornillo en el lado izquierdo de las gafas (con las gafas colocadas como si miraran a través de ellas).
      4. Inserte el lado opuesto de la varilla hexagonal en la tuerca montada en el lado izquierdo de las gafas y apriete el tornillo de las gafas.
         NOTA: Tiene la opción de instalar el rastreador de sujetos en el lado izquierdo o derecho de las gafas. Esta elección depende del área objetivo en relación con la posición de la cámara del sistema de neuronavegación (que debe reconocer el puntero y el rastreador del sujeto) en relación con la posición del participante. En el presente ejemplo, el rastreador está conectado en el lado izquierdo para que la persona que realiza el rastreo no esté parada entre el rastreador y la cámara.
   3. Transfiera el archivo estructural ponderado en T1 (por ejemplo, como un archivo de la Iniciativa de Tecnología Informática de Neuroimagen (NIfTI)) del participante respectivo obtenido en el paso 2.3. al ordenador de control del sistema de neuronavegación.
   4. Abra el software de neuronavegación y elija Nuevo proyecto vacío.
   5. Cargue la imagen ponderada T1 del participante y guarde el proyecto seleccionando guardar proyecto.
   6. Para iniciar la reconstrucción de la cabeza en 3D, vaya a la sección Reconstrucciones en la ventana principal de la aplicación. Haga clic en Nuevo... | Skin, que abrirá otra ventana. Reconstruya la piel pulsando el botón correspondiente. Ajuste el umbral de piel/aire si se observan distorsiones en la reconstrucción de la cabeza.
      NOTA: Se sugiere verificar si toda la cabeza está correctamente reconstruida. Una buena reconstrucción de la nariz y las orejas es importante para detectar los puntos de referencia descritos en el siguiente paso.
   7. Configure cinco puntos de referencia: nasión, fosas nasales izquierda y derecha, y fosas preauriculares izquierda y derecha (LPA y RPA). Estos son necesarios para registrar al participante en la sección Puntos de referencia de la ventana principal de la aplicación (para obtener más detalles, consulte la Figura complementaria S2).
   8. Configure la posición del electrodo para el rDLPFC en la sección Objetivos insertando las coordenadas x, y y z de la posición del ánodo (proporcionadas por las simulaciones de flujo de corriente individualizadas descritas en el paso 2.4), haga clic en Agregar nuevo y escriba Ánodo como el nombre de la posición del electrodo. Repita el procedimiento para los tres electrodos de retorno.
2. Identificación neuronavegada de las posiciones de los electrodos
   1. Coloque al participante cómodamente en una silla frente a la cámara de seguimiento. Pídale que se ponga las gafas con el rastreador de sujetos adjunto.
   2. Indique a los participantes que no toquen las gafas durante todo el procedimiento de neuronavegación. Esto es crucial para un registro preciso de los puntos de referencia y la validación de las posiciones de los electrodos.
   3. Vaya a la pestaña Sesiones y, en la esquina izquierda, elija Sesión en línea en el menú desplegable Nuevo . Seleccione la pestaña Polaris y verifique la visibilidad del rastreador de sujetos y el puntero moviéndolos al campo de visión de la cámara. Ambos dispositivos se reconocen correctamente cuando las cruces rojas correspondientes cambian a las marcas de verificación verdes en el panel Herramientas (lado izquierdo de la ventana de la aplicación).
   4. Seleccione la sección Registro para registrar los cinco puntos de referencia predefinidos. Encuentre el punto de referencia respectivo colocando el puntero perpendicularmente a la cabeza del participante con los sensores apuntando a la cámara. A continuación, presione el pedal del sistema de neuronavegación para confirmar la posición. Asegúrese de que se vea una marca de verificación verde delante del nombre de cada punto de referencia.
   5. Navegue hasta la sección de validación y valide los puntos de referencia colocando la punta del puntero en los puntos de referencia registrados y verifique los dos índices de distancia; El primer índice muestra la distancia entre la cruz (punta de puntero virtual) y el punto de referencia registrado, el segundo índice muestra la distancia entre la cruz y la piel reconstruida.
      NOTA: Cuando se utilizan los parámetros predeterminados del sistema de neuronavegación, los índices inferiores a 5 mm indican suficiente precisión para pasar el paso de validación. Esto es aceptable para muchos contextos experimentales. Sin embargo, debido a la configuración focal optimizada utilizada en este protocolo, la validación de electrodos solo se acepta si la desviación de las coordenadas previstas es inferior a 1 mm (ver Figura 3).
   6. Mueva el puntero sobre el cuero cabelludo del participante y compruebe el punto de mira del cuero cabelludo reconstruido en el monitor de neuronavegación. Si el punto de mira permanece alineado con el cuero cabelludo reconstruido sin penetrar en él ni crear un espacio por encima de él, es aceptable, aunque no se recomienda, omitir el siguiente paso.
   7. Muestree puntos adicionales alrededor de ubicaciones de puntos extremos, incluidas las ubicaciones más a la izquierda, más a la derecha, más arriba, más atrás y más adelante. Para ello, haga clic en el botón Agregar en el panel de puntos de referencia de refinamiento para cada posición. A continuación, coloque el puntero en la superficie objetivo de la cabeza, asegurándose de que la punta del puntero toque suavemente el cuero cabelludo, y presione el pedal para registrar la posición. Repita este proceso hasta que la distancia entre el punto de mira y la piel reconstruida sea lo más baja posible.
      NOTA: Los diferentes sistemas de neuronavegación pueden utilizar una terminología diferente para referirse a este proceso (por ejemplo, registro de superficie).
   8. Seleccione la sección Realizar y mueva el puntero a la ubicación aproximada del DLPFC para encontrar la posición del ánodo central (según las coordenadas proporcionadas en la Figura 1D). Mientras mueve el puntero, observe la pantalla simultáneamente. Marque las posiciones de los electrodos cuando la punta del puntero se alinee con el centro de la cruz verde en la pantalla.
   9. Aleje el cabello del participante de la zona correspondiente del cuero cabelludo y marque las posiciones con un rotulador de piel/bolígrafo
   . Repita el proceso para las posiciones de los tres cátodos (ver Figura 1D).
   10. Aplique una pequeña cantidad de crema anestésica tópica en las posiciones previstas de los electrodos para reducir las sensaciones físicas en el cuero cabelludo durante la tDCS-fMRI.
       NOTA: Asegúrese de que pasen al menos 20 minutos entre la aplicación de la crema y el inicio de la tDCS.

4. TDCS-fMRI

1. Preparación para la tDCS-fMRI concurrente
   1. Prepare la focal 3 x 1 tDCS con un estimulador de corriente continua (CC) multicanal.
   2. Utilice el estimulador de CC multicanal³⁶ en modo normal (sin batería). Inserte el enchufe de alimentación del estimulador en la misma regleta que el escáner para mejorar la relación señal-ruido y reducir los artefactos de imagen (consulte también las notas de las especificaciones del fabricante).
   3. Asegúrese de que todos los materiales necesarios relacionados con la estimulación estén disponibles y limpios (Figura 4). Tenga especial cuidado de que los electrodos de goma y las plantillas 3D no contengan ninguna pasta de sesiones experimentales anteriores.
      NOTA: La configuración utilizada en este proyecto emplea electrodos personalizados y cajas de filtro desarrollados en colaboración con el fabricante del estimulador de CC para cumplir con los requisitos específicos de la Unidad de Investigación (ver Figura 4A). Sin embargo, también se pueden utilizar componentes estándar compatibles con la resonancia magnética.
      1. Utilice una ayuda de relleno de pasta de electrodos impresa en 3D (termoplástica) para estandarizar la aplicación de pasta de electrodos conductores antes de colocar los electrodos en el cuero cabelludo (Figura 4A (9),B).
      2. Utilice un espaciador impreso en 3D (termoplástico) para colocar los electrodos en el cuero cabelludo y asegurarse de que las distancias entre el ánodo y los cátodos se mantengan durante las sesiones de fMRI-tDCS (Figura 4A (10),C).
         NOTA: Se puede acceder a las plantillas personalizadas en 3D mediante el siguiente enlace: https://github.com/memoslap/Material
   4. Para configurar el estimulador de CC, conecte el estimulador de CC a la caja exterior (mediante el cable y el adaptador de la caja exterior). Conecte el cable de la caja interior a la caja interior y exterior (consulte la Figura 4).
   5. Aplique 1 mm de pasta conductora de manera uniforme sobre la superficie de todos los electrodos de la configuración focal-tDCS 3x1. Utilice la ayuda de relleno de electrodos para estandarizar el espesor de la pasta. Cubra solo la superficie del electrodo con la pasta y retire cualquier pasta adicional.
   6. Encienda el estimulador de CC y el Panel PC (en el orden dado). Haga doble clic en el icono de DC-Stimulator MC en el escritorio. Seleccione la secuencia de estimulación requerida en el menú desplegable de configuración de secuencia seleccionada . Haga clic en el botón calibrar estimulador para calibrar el estimulador sin carga eléctrica (es decir, el participante no está conectado al estimulador).
      PRECAUCIÓN: Si el participante está conectado al estimulador mientras calibra, la corriente eléctrica puede inducir sensaciones dolorosas.
   7. Coloque al participante cómodamente cerca del estimulador de CC fuera de la sala del escáner de resonancia magnética.
   8. Determine la parte más ancha de la cabeza del participante, desde la frente (justo por encima de las cejas) hasta el hueso occipital en la parte posterior de la cabeza, para elegir el tamaño óptimo del gorro de EEG para mantener los electrodos en su lugar durante la sesión de tDCS-fMRI.
   9. Coloque los electrodos en el espaciador para asegurar un espaciado uniforme de los cátodos alrededor del ánodo central y conecte los electrodos sobre las posiciones identificadas y marcadas del cuero cabelludo.
   10. Utilice el gorro de EEG de tamaño óptimo sin inserciones de plástico para mantener los electrodos en su lugar durante la tDCS-fMRI.
       NOTA: Asegúrese de que los electrodos no se desplacen mientras se coloca la tapa.
   11. Conecte los cables de los electrodos a la caja interior del estimulador de CC para realizar una comprobación de impedancia. Seleccione la secuencia de estimulación requerida en el menú desplegable de configuración de secuencia seleccionada . Inicie la verificación de impedancia presionando el botón de verificación de impedancia en el estimulador de CC. Asegúrese de que el modo MR esté marcado.
   12. Realice la verificación de impedancia presionando el botón respectivo en la interfaz del estimulador; si la impedancia es de ≤25 kΩ, vaya al siguiente paso (4.1.13). Si la impedancia es mayor para cualquier electrodo, presione suavemente los electrodos contra el cuero cabelludo, apriete la tapa y deje que la pasta conductora se caliente. Si es necesario, aplique más pasta.
   13. Desconecte la caja interior de la caja exterior e inserte la caja exterior en la guía de ondas del escáner.
   14. Guíe al participante a la sala del escáner mientras se sujeta a la caja interior y a los cables de electrodos conectados.
       NOTA: En cualquier momento, tenga mucho cuidado de que no haya tensión en los cables, lo que podría resultar en el desplazamiento del electrodo.
   15. Pida al participante que se siente en la mesa de examen de resonancia magnética y vuelva a conectar la caja interior a la caja exterior (que está insertada en la guía de ondas del escáner).
   16. Coloque al participante cómodamente en posición supina en la mesa de examen de resonancia magnética, con la cabeza colocada en la bobina de cabeza abierta. Use cojines inflables a ambos lados de la cabeza y un cojín adicional en la parte superior de la cabeza para estabilizarla.
       NOTA: Se prefieren los cojines inflables en los lados a los cojines de espuma para evitar el desplazamiento de los electrodos cuando se insertan los cojines de espuma.
   17. Conduzca los cables de los electrodos a través de la parte inferior de la bobina principal antes de conectar la parte superior de la bobina principal y bloquearla en su lugar.
   18. Coloque la caja interior junto al participante en la mesa de examen de resonancia magnética y mueva al participante al orificio del escáner.
   19. Salga de la sala del escáner e informe al participante sobre los próximos procedimientos a través de la interfaz de comunicación del escáner antes de cada secuencia de imágenes estructurales y funcionales, así como antes de la segunda verificación de impedancia dentro del escáner.
2. TDCS-fMRI concurrente
   1. En el panel PC del escáner , registre al nuevo participante haciendo clic en Menú principal | Examen | Registro de pacientes y completar los campos obligatorios necesarios. Vaya a Elección de programa y recopile y seleccione el protocolo de imágenes planificado. Haga clic en Orientación del paciente y seleccione la opción de posición supina con la cabeza primero . En el menú desplegable Región de examen y lateralidad , elija cerebro y haga clic en Examen para acceder al menú de examen.
   2. Siga las instrucciones en pantalla para adquirir las exploraciones planificadas (codificación puntual previa a la resonancia magnética funcional, reducción del tiempo con adquisición radial [PETRA], resonancia magnética funcional, PETRA posterior a la resonancia magnética funcional) en el orden que se muestra en los siguientes pasos de este protocolo.
      1. Adquirir un escáner PETRA que permita la verificación de las posiciones de los electrodos en la cabeza del participante.
      2. Informe al participante que se realizarán dos resonancias magnéticas funcionales en estado de reposo de 10 minutos y que debe mantener la mirada en una cruz de fijación (que se muestra a través de un proyector y espejos montados en la bobina del cabezal) durante todo el período de exploración (2 x 10 minutos).
      3. Inicie la estimulación tDCS presionando el botón de estimulación de inicio en el Panel PC. Haga clic en el botón de inicio y disparo para iniciar la estimulación con un aumento de 10 segundos antes de comenzar con las secuencias de imágenes funcionales. Administrar tDCS durante 20 min con 2 mA.
         NOTA: Son posibles otros protocolos de estimulación con diferentes períodos de rampa o intensidades o duraciones de estimulación.
      4. Una vez finalizados los escaneos funcionales y el período de estimulación, adquiera un segundo escaneo PETRA mientras los electrodos aún están conectados a la cabeza del participante.
         NOTA: En comparación con la exploración PETRA previa a la resonancia magnética funcional, esto permite determinar el movimiento potencial del electrodo a través del experimento tDCS-fMRI (es decir, deriva).
   3. Al finalizar la sesión de resonancia magnética, desconecte los cables de los electrodos de la caja exterior y apague el estimulador de CC, saque al participante del orificio del escáner, retire la tapa de la cabeza del participante y retire los electrodos.
   4. Inspeccione el cuero cabelludo del participante en busca de un posible enrojecimiento de la piel causado por la estimulación. Limpie el cuero cabelludo del participante donde se colocaron los electrodos.
   5. Al final del experimento, pida al participante que complete los cuestionarios de efectos adversos^{tDCS 29} y cegamiento^31,32.

Resultados

Se incluyeron los datos de 43 participantes jóvenes sanos (20 hombres y 23 mujeres, con edades comprendidas entre 24,74 ± 5,50 años). Los participantes completaron hasta cuatro sesiones de resonancia magnética funcional. La colocación neuronavegada de electrodos se llevó a cabo antes de cada sesión de resonancia magnética funcional. En total, se incluyeron en los análisis de datos 338 conjuntos de datos que representaban las posiciones de los ánodos centrales antes y después d...

Discusión

Pasos críticos, posibles modificaciones y solución de problemas del método
La colocación precisa de los electrodos es un factor técnico crucial en los experimentos de tDCS, y las desviaciones de las posiciones previstas en el cuero cabelludo o la deriva de los electrodos pueden afectar el flujo de corriente a las regiones cerebrales objetivo previstas^42,43. Esto es particularmente relevante para la tDCS f...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Brainsight neuronavigation system	Brainsight; Rogue Research Inc., Montréal, Canada
CR-5 Pro high temp 3D printer	CREALITY, Shenzhen, China
DC-STIMULATOR MC	NeuroConn GmbH, Ilmenau, Germany	https://www.neurocaregroup.com/technology/dc-stimulator-mc
EMLA Cream 5%	Aspen, Dublin, Ireland
MAGNETOM Vida 3T, syngo_MR_XA50 software	Siemens Healthineers AG, Forchheim, Germany
Polaris camera	Polaris Vicra; Northern Digital Inc., Waterloo, Canada
Ten20 conductive EEG paste	Weaver and Company, Aurora, USA
TPU 3D printer filament	SUNLU International, Hong-Kong, China
Example of alternatives
Ingenia 3.0T (MR-scanner)	Phillips, Amsterdam, Netherlands
Localite TMS Navigator (Neuronavigation equipment)	Localite, Bonn, Germany
Neural Navigator (Neuronavigation equipment)	Soterix, New Jersey, USA
PEBA 3D printer filament	Kimya, Nantes, France
PLA 3D printer filament	Filamentworld, Neu-Ulm, Deutschland
StarStim (Stimulator)	Neuroelectrics, Barcelona, Spain