In vivo zobrazování terapeutického toku elektrického proudu (tDCS)

Transkraniální stimulace stejnosměrným proudem (tDCS) a hluboká mozková stimulace (DBS) jsou příklady terapií elektrické stimulace, které rychle získávají pozornost jako prostředky modulace motorických funkcí, sémantického zpracování a výkonných funkcí. Obě terapie přilákaly mnoho klinických a experimentálních studií. Bylo zjištěno, že tDCS má jak facilitační, tak inhibiční účinky na mozek v závislosti na polaritě stimulace a poloze elektrody. DBS byl důkladně klinicky vyhodnocen pro léčbu pohybových poruch, především Parkinsonovy choroby, a rozšiřuje svůj dosah o léčbu poruch, jako je fokální dystonie, deprese a chronická bolest. I když je tDCS stále většinou ve fázi experimentu, aplikace a přijetí tDCS extrémně rychle rostou.

Ačkoli funkční změny spojené s tDCS lze kategorizovat bez znalosti základní neurofyziologie, pochopení toho, kde externě aplikovaný proud skutečně proudí v jakékoli technice elektrické stimulace, je zásadní jako základ pro pochopení toho, které oblasti mozku, okruhy nebo prvky jsou těmito změnami ovlivněny. terapie a jak k těmto změnám může dojít. Tyto znalosti povedou k lepšímu pochopení mechanismů, které jsou základem těchto terapií, a tím k cílenějším a účinnějším vzorcům a místům stimulace. V konečném důsledku to povede k účinnějším a novým klinickým aplikacím.

Mnoho studií simulovalo účinky současné aplikace v extra- i intrakraniálních modalitách pomocí počítačové simulace. Simulace budou vždy omezeny chybami při interpretaci dat MRI během segmentace, rozdíly mezi předpokládanými a skutečnými hodnotami elektrické vodivosti a nesouladem mezi skutečným a předpokládaným umístěním a velikostí elektrod. Proto jsou naléhavě zapotřebí lepší metody pro pochopení a ověření rozložení proudů.

V této studii nedávno vyvinutá technika fázového zobrazování založená na MRI pro přímější měření proudových hustot in vivo. Na rozdíl od dřívějších metod měření toku elektrického proudu založených na MRI tato technika funguje bez nutnosti změny polohy subjektu. Tyto metody budou ověřeny proti modelům specifickým pro daný subjekt s vysokým rozlišením zahrnujícím mnoho tkáňových kompartmentů, včetně anizotropní bílé hmoty. Tedy nová přímá metoda měření proti nejmodernějším přístupům modelování.