O método de trança Sol para lidar com cabelos grossos durante a estimulação magnética transcraniana: um endereço para viés potencial na estimulação cerebral

Resumo

O tipo de cabelo comumente visto em minorias historicamente sub-representadas parece interferir na estimulação magnética transcraniana (EMT). Aqui descrevemos um método de trança de cabelo (The Sol Braiding Technique) que melhora a EMT.

Resumo

A Estimulação Magnética Transcraniana (EMT) é uma técnica frequentemente utilizada em neurociência para fins terapêuticos e de pesquisa. A EMT oferece serviços médicos críticos, como o tratamento da depressão maior, e é vital em quase todas as instalações de pesquisa. Como a EMT depende da colocação do couro cabeludo, acredita-se que o cabelo afete a eficácia porque varia a distância até o local alvo. Além disso, presume-se que as texturas e o comprimento do cabelo predominantemente vistos em pessoas minoritárias podem representar desafios significativos para a coleta de dados de alta qualidade. Aqui, apresentamos dados preliminares demonstrando que a EMT pode ser influenciada pelo cabelo, particularmente em grupos minoritários historicamente sub-representados.

A abordagem de trança Sol é apresentada aqui como uma técnica fácil de aprender e rápida de implementar que reduz a variabilidade no TMS. Em comparação com nove participantes, verificou-se que o método Sol aumentou significativamente a força e a consistência do potencial evocado motor (PEmáx) (p < 0,05). Ao remover a barreira capilar física que impede o contato direto da bobina com o couro cabeludo, a abordagem Sol melhora a entrega de EMT. Como resultado, a amplitude do pico de MEP e a área sob a curva (AUC) aumentaram como resultado. Embora preliminares, esses dados são um passo importante para abordar a diversidade na neurociência. Esses procedimentos são explicados para especialistas em não tranças.

Introdução

A pesquisa em neurociência, por sua própria natureza, envolve mudanças de paradigma e inovações para a compreensão da função cerebral, deficiências neurológicas e distúrbios psiquiátricos¹. Apesar de muito progresso, a disciplina da neurociência ficou aquém em alguns aspectos. Por exemplo, existem disparidades raciais, tanto no número de pesquisadores, mas também na representação de sujeitos e pacientes em pesquisa. Numerosas pessoas sub-representadas de grupos minoritários estão ausentes de experimentos e estudos clínicos². Apenas 5 publicações de 81 artigos de EEG baseados em couro cabeludo revisados por pares de setembro a outubro de 2019 indicaram especificamente ter uma amostra que incluía indivíduos minoritários. Além disso, estudos recentes demonstraram que indivíduos de grupos minoritários sub-representados eram frequentemente diagnosticados erroneamente ou não confiavam nos pesquisadores. Assari et al. descobriram que a comunidade de saúde, especificamente metade dos estudantes de medicina e residentes brancos, acreditava que os afro-americanos têm pele mais grossa do que os brancos, o que influenciou seu julgamento médico e estratégias de tratamento ^3,4. Devido à ausência de dados de participantes minoritários, os resultados da pesquisa são menos generalizáveis e mostram disparidades para populações minoritárias. Para garantir que a população do estudo seja representativa dos pacientes que usarão o medicamento ou medicamento e que os resultados sejam generalizáveis, os ensaios clínicos devem incluir um grupo diversificado de participantes⁵.

De interesse para a neurociência baseada no couro cabeludo é a forma, espessura, estilo e densidade distintos que são frequentemente vistos em cabelos minoritários sub-representados. O formato do folículo, por exemplo, é uma característica que torna o cabelo africano distinto. O cabelo africano vem de folículos menores, mais elípticos e planos, enquanto os folículos pilosos caucasianos e asiáticos são mais circulares e grandes⁶. Quando as minorias lavam o cabelo, ele se enrola, causando dificuldades para os pesquisadores em seus experimentos. Às vezes, os grupos minoritários são aconselhados a lavar e alisar o cabelo usando produtos capilares antes de fazer exames de imagem baseados no couro cabeludo, mas isso pode afetar a precisão dos dados. Os dados são distorcidos porque menos participantes de grupos minoritários se voluntariariam e os dados deles podem ser descartados por serem de qualidade inferior. Além disso, devido aos seus penteados típicos (como trancinhas e tranças), os indivíduos minorizados às vezes são percebidos como difíceis de recrutar e reter². Rosen et al. estudaram um homem de ascendência africana que usava dreadlocks, um estilo usado por indivíduos minoritários sub-representados, e apresentava disfluência na fala espontânea⁷. Ele queria receber tratamento usando imagens baseadas no couro cabeludo, pois tinha evidências emergentes de eficácia e era tolerável.

Uma das técnicas de imagem baseadas no couro cabeludo amplamente utilizada é a estimulação magnética transcraniana (EMT). A EMT é uma técnica de imagem baseada em superfície usada de forma não invasiva para induzir aumentos localizados na atividade cerebral. A capacidade de controlar a atividade neuronal no cérebro humano torna a EMT uma ferramenta crucial para a neurociência experimental e terapêutica⁸. Para definir recomendações de segurança padrão, quando representada como uma porcentagem do limiar motor (MT), a intensidade da EMT fornece um indicador generalizável de estimulação aplicada que pode ser usado com qualquer formato de bobina ou tipo de estimulador⁹. O potencial evocado motor (MEPs) usado na determinação do TM também pode ser uma medida de corticoexcitabilidade, que é eliciada pela EMT sobre o córtex motor humano 10,11,12,1,3,14,15,16. A EMT é entregue ao córtex motor, o que causa ativação nas regiões contralaterais. Normalmente, as regiões da mão são direcionadas, pois o alvo estimulante não é difícil de encontrar no córtex motor, e conectar eletrodos ou monitorar visualmente as respostas das mãos / dedos é simples. Os mecanismos que governam a saída motora podem ser compreendidos de forma mais completa usando MEPs. Como os MEPs são usados para medir diferenças individuais em MT, eles agora fazem parte de praticamente todos os aplicativos TMS. Em geral, é perigoso utilizar o TMS sem medir algum aspecto do MT. Se o TMS for administrado acima do TM apropriado, podem ocorrer convulsões. Se o TMS for administrado abaixo de MT, os resultados podem ser reduzidos ou ausentes (ou seja, os neurônios-alvo podem não ser despolarizados). O relato preciso de MT também é fundamental na comparação de estudos. Por exemplo, muitos dos estudos em nosso laboratório usam um valor de 90%, o que diz a outros pesquisadores que uma aplicação de 110% pode resultar em um efeito maior.

Stokes et al. examinaram diferentes distâncias entre a região alvo e a bobina de estimulação e, posteriormente, encontraram uma relação linear direta entre a distância e o TM dos indivíduos ^8,17. Portanto, grupos minoritários, alguns com cabelos naturais mais grossos, podem ter medições MTs/MEP menos precisas. Em uma pesquisa direcionada à comunidade TMS de autores publicados, descobrimos que quando fizemos perguntas abertas, como "o cabelo desempenha um papel na impedância?" especialistas da área responderam: "Aumenta os limites. Movendo o cabelo para o lado, comprimindo-o, etc.;" Tentamos usar gel para superar esse contato, mas não há muito que possa ser feito;" " Cabelos grossos também dificultam o contato; o mesmo que acima"; "Mais cabelo torna a estimulação mais difícil - especialmente se impedir um bom contato do couro cabeludo com a bobina¹⁸. O crescimento denso do cabelo torna difícil alcançar o contato entre a bobina TMS e o couro cabeludo, deixando pouco ou nenhum contato e impedindo o sinal. Pesquisas anteriores mostraram que trançar cabelos grossos e grossos reduz as impedâncias na imagem baseada no couro cabeludo⁶. Usando as características de cabelos grossos ou cacheados, Etienne et al. descobriram que trançar o cabelo de um participante em trancinhas mantém a integridade do sinal ao usar EEG.

Estamos introduzindo o método Sol "Sun" para oferecer uma solução para gerenciar o cabelo em minorias sub-representadas. Devido à espessura e aspereza de seus cabelos, previmos que o cabelo que normalmente é visto em minorias sub-representadas responderá melhor a esse procedimento, pois preservará o cabelo (ou seja, sem barbear) e permitirá a medição a longo prazo. Esses métodos são fáceis de ensinar, aprender e executar; não requerem equipamento adicional; não aumentem os riscos de segurança; honrar e respeitar o cabelo natural dos participantes; e promover o orgulho no participante (e pesquisadores) que podem ter se sentido anteriormente desencorajados pelas técnicas baseadas no couro cabeludo.

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Protocolo

A pesquisa apresentada aqui foi aprovada pelo comitê do Conselho de Revisão Institucional (IRB) da Montclair State University, iniciada em 2001 e atualizada anualmente até 2023. Todos os participantes foram tratados dentro das diretrizes éticas da American Psychological Association. Os procedimentos típicos de segurança foram seguidos. Por exemplo, recrutamos nove adultos da população geral da Montclair State University usando panfletos e boca a boca. Todos os indivíduos foram selecionados pessoalmente empregando as diretrizes da EMT estabelecidas por Wasserman¹⁹. Os participantes receberam uma compensação de US$ 25 por sua inscrição no estudo, e todos os indivíduos foram tratados dentro dos padrões estabelecidos pelo Conselho de Revisão Institucional (IRB) local e de acordo com a Declaração de Helsinque. O consentimento informado por escrito foi obtido de todos os participantes e de todos os indivíduos identificados como hispânicos ou afro-americanos.

1. Antecedentes e transferência 10/20

NOTA: Para TMS, nenhum equipamento adicional de qualquer nota será necessário (ou seja, os laboratórios devem facilmente ter todos esses suprimentos).

1. Participantes
   1. Antes de iniciar qualquer procedimento, certifique-se de obter uma Revisão do Comitê do IRB. Se este for um protocolo inicial, consulte pesquisadores experientes e prepare todos os formulários , como Consentimento, Triagem (Figura 1) e Efeitos Colaterais (Figura 2) e pratique sua apresentação.
      NOTA: Os formulários devem complementar e não substituir entrevistas diretas com os participantes sobre segurança.
   2. Certifique-se de que todos os membros da equipe sejam treinados em suas funções.
      NOTA: Cursos de treinamento estão disponíveis e quase todos os laboratórios de TMS compartilham livremente suas melhores práticas de segurança.
   3. Recrute participantes por meio de mídias sociais e panfletos.
      NOTA: O recrutamento fornece um incentivo monetário e uma breve descrição dos riscos.
   4. Administre a Lista de Verificação de Triagem antes da inscrição (Figura 1).
   5. Pague a todos os participantes por sua participação (US$ 25 neste estudo) e trate-os de acordo com as diretrizes do Internal Review Board e da American Psychological Association.
2. Execute o TMS usando os parâmetros apropriados para a instituição (veja a discussão).
3. A segurança e o conforto dos participantes são essenciais, portanto, pergunte e monitore os participantes verbal e visualmente durante todo o procedimento. Certifique-se de procurar nervosismo, que pode ser a norma e, em alguns casos, leva a resultados mais difíceis.

2. Manuseio de equipamentos TMS

1. Certifique-se de que a bobina em forma de oito de 70 mm usada para este experimento nunca atinja temperaturas perigosas / de desligamento. Mantenha as bobinas de backup prontas caso sejam necessárias como substituições.
2. Use inspeção visual (5/10 evocado Abdutor Curto do Polegar) ou eletromiografia (EMG) para determinar o limiar motor.

3. Limiar motor em cabelos não trançados

1. Marque a região CZ linha de násio/ânion e o ponto médio obtido usando um marcador mágico apagável. Meça os pontos do lóbulo da orelha ou pré-auriculares e marque esses pontos também.
2. Usando a linha do hemisfério direito, desça um terço (de dorsal para ventral) e encontre o local ideal para a ativação do Abdutor Curto do Polegar (APB). Acione o dispositivo TMS através do gatilho da bobina e do pedal e desengate a segurança da frente da máquina.
3. Oriente a bobina TMS a 45° para todas as buscas e entregas TMS.
4. Use o botão na frente da máquina para iniciar a saída de estimulação em 30% da saída total da máquina e aumente em incrementos de 2% até que um movimento seja notado. Certifique-se de mover o local com intensidade de estimulação crescente devido à interação cuidadosa entre o movimento da bobina e a intensidade da estimulação.
5. Uma vez identificado o local que fornece a resposta máxima do APB, determine o MT.
6. Para facilitar o posicionamento preciso antes de iniciar a determinação do MT, marque o local da ponta da bobina na touca de natação e trace toda a porção anterior da bobina usando um marcador mágico.
7. Para o método de inspeção visual, use o dial para começar com 20% da intensidade da máquina e aumentar para fornecer aproximadamente 20 pulsos para identificar o nível de estimulação que resulta em 5/10 (50%) respostas APB. Mova o dial com base no aumento ou diminuição dos movimentos dos dedos. Uma vez obtidas 5/10 respostas, registre a intensidade exibida na máquina como MT do indivíduo.
8. Para o método MEP (preferido), coloque eletrodos descartáveis no APB e no tendão do polegar e um aterramento (ao redor da parte de trás do pulso) e, em vez de usar inspeção visual, confirme se um MEP positivo é observado na unidade de registro.
   1. Defina uma resposta positiva de MEP como um MEP com amplitude pico a pico de ≥50 μV.
   2. Semelhante à inspeção visual, estimule até que 5/10 MEPs positivos sejam observados. Certifique-se de que os MEPs sejam maiores que 50 μV. Registre o MT quando 50% dos MEPs estiverem acima (e 50% abaixo) de 50 μV.

4. Sol

1. Pratique com diferentes pincéis, pentes e tintas, pois os pesquisadores se sentem de maneira diferente em relação a diferentes implementos.
   NOTA: O período de tempo para aperfeiçoar a técnica varia de acordo com a experiência. Embora não seja essencial documentar o cabelo do participante²⁰, nós os incluímos aqui (Figura 3).
2. Seja consistente em termos de critérios para trançar. Não existem padrões universais sobre quais indivíduos devem ser trançados antes da EMT. No entanto, certifique-se de declarar a intenção de usar um determinante, como a textura do cabelo, antes de qualquer estudo ou aplicação clínica.
3. Descreva os métodos para o participante e use fotografias durante o consentimento. Como a valorização do participante deve ser uma prioridade, use imagens e descreva a trança como parte da técnica.
   NOTA: Um incentivo potencial (ou seja, compensação) é a inclusão de trançar toda a cabeça após o experimento.
4. Conheça os pontos-alvo antes de começar a trançar.
5. Transfira 10/20 coordenadas (pontos-alvo relacionados ao motor) para o couro cabeludo para fornecer pontos-alvo de trança. Para conseguir isso com uma tampa ERP/EEG padrão, carregue uma seringa de gel típica e uma agulha romba com 1-5 mm de tinta verde fluorescente (GFP). Aplique a tampa e, nos pontos-alvo, insira a seringa como se estivesse aplicando gel e aplique ~ 0,05 mm de GFP (Figura 4A - E).
   NOTA: A quantidade de GFP varia de acordo com o número de eletrodos que precisam de marcação.
6. Deixe as pontas secarem por pelo menos 2 min.
7. Começando pelo ponto marcado na cabeça, puxe o cabelo para longe. Certifique-se de que uma mancha clara de pele seja vista ao redor da marca. Tente limpar a área do cabelo com os dedos ou uma palheta.
8. Antes de começar, visualize primeiro. Para fazer 6-8 trancinhas que acabarão parecendo um sol de desenho animado com o ponto alvo no meio, faça cada trança, pensando em um mostrador de relógio: trancinha 6 horas primeiro, depois trancinha 12 horas e depois trancinha 8 e 10 horas. Termine com trancinhas às 2 e 4 horas. Isso resultará em seis trancinhas.
9. Se forem necessárias oito trancinhas, comece com 6 horas e 12 horas; depois, trancinha às 9 horas, entre 7 e 8 horas e entre 10 e 11 horas. Finalize com todas as linhas ausentes.
   NOTA: A principal diferença entre trancinha e trança é que você continuará adicionando cabelo ao seu 'tufo' inicial. Você vai 'aderir' a trança ao couro cabeludo, reduzindo assim a altura e a estranheza do cérebro. Visualize isso antes de começar a trancinhar.
10. Para iniciar a primeira linha, de qualquer lado do ponto marcado, separe uma pequena seção. Tente estimar uma quantidade de cabelo que seria 1/8 ou 1/6 do cabelo necessário para trancinha. Esta deve ser uma pequena quantidade que seja fácil de manipular - o aglomerado inicial.
11. Use as duas mãos para dividir esse grupo inicial em três seções. Faça as seções iguais em termos de quantidade de cabelo.
12. Com a seção esquerda na mão esquerda e a seção direita na mão direita, segure a seção do meio com um, um ou ambos os dedos indicadores.
13. Se feito corretamente, a seção direita agora está no meio e o que era a seção do meio agora está à direita.
14. Pegue a seção mais à esquerda e levante-a. Coloque-o entre as seções do meio e da direita. Se você fez isso corretamente, esta seção está no meio e a seção que estava no meio agora está à esquerda.
15. Agora pegue a seção certa e repita a etapa 2.6 enquanto adiciona um pouco de cabelo novo e adicional do couro cabeludo que está sob a peça.
    NOTA: Adicionar o cabelo parecerá um movimento de varredura. Isso é o que fará trancinhas em vez de tranças.
16. Continue pegando um pedaço de cada vez enquanto adiciona o cabelo descendo pela seção.
17. Continue trancando até o final dessa mecha de cabelo.
18. Faça isso de 6 a 8 vezes para criar uma forma de 'sol'.

5. Limiar motor em cabelos trançados

1. Aplique o TMS agora. Certifique-se de que a superfície da bobina no ponto de estimulação máxima esteja nivelada agora com a pele.
2. Usando um suporte de bobina, sistema de montagem ou manualmente, pressione firmemente contra a pele com o plástico da bobina de acordo com as normas TMS.
   NOTA: Esses métodos são apropriados para uma bobina de 70 mm em forma de 8.
3. Meça MEPs usando eletrodos e inspeção visual. Os dedos direcionados devem se mover visivelmente.
4. Trancinha em quaisquer áreas-alvo adicionais (por exemplo, córtex pré-frontal lateral dorsal esquerdo) de maneira semelhante.
   NOTA: Você pode ter vários sites preparados simultaneamente usando mais de um trançador treinado.

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Resultados

Um dispositivo de pulso único TMS com uma bobina de 70 mm em forma de 8 foi empregado para todas as sessões de estimulação. Os MEPs foram adquiridos usando amplificadores padrão e software instalado em um computador local. Todos os MEPs foram obtidos anexando três eletrodos direcionados ao músculo Abdutor Curto do Polegar (APB). A principal hipótese testada foi que o método Sol produziria maiores amplitudes e AUC em comparação com cabelos não trançados. Para isso, foram utili...

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Discussão

As trancinhas não devem interferir no ângulo (por exemplo, 45°) da bobina TMS. Se o fizerem, uma das trancinhas pode precisar ser refeita para aliviar esse problema. Se feito corretamente, os MEPs devem ser consistentes (Figura 6).

Ao utilizar as características de cabelos cacheados ou grossos, esse método de trança mantém a integridade do sinal TMS. Neste estudo, conseguimos aumentar significativamente o tamanho do PEmáx e encontramos uma tendência aumen...

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Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
Android Samsung Tablet (for MEPs)
Cloth Measuring Tape
COVID Appropriate Sanitizers and Safety Masks/Gloves
Figure of 8 Copper TMS Coil
Lenovo T490 Laptop
Magstim 200 Single Pulse
Magstim Standard Coil Holder
Speedo Swim Caps
Testable.Org Account and Software
Trigno 2 Lead Sensor (for MEPs)
Trigno Base and Plot Software (for MEPs)