In vivo billeddannelse af terapeutisk elektrisk strømflow (tDCS)

Transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) og dyb hjernestimulation (DBS) er eksempler på elektriske stimuleringsterapier, der hurtigt vinder opmærksomhed som midler til at modulere motorisk funktion, semantisk behandling og eksekutiv funktion. Begge terapier har tiltrukket mange kliniske og eksperimentelle undersøgelser. tDCS har vist sig at have både faciliterende og hæmmende virkninger på hjernen afhængigt af stimuleringspolaritet og elektrodeposition. DBS er blevet grundigt evalueret klinisk til behandling af bevægelsesforstyrrelser, primært Parkinsons sygdom, og udvider sin rækkevidde til også at omfatte behandling af lidelser som fokal dystoni, depression og kroniske smerter. Mens de stadig for det meste er i den eksperimentelle fase, vokser tDCS-applikationer og accept ekstremt hurtigt.

Selvom de funktionelle ændringer forbundet med tDCS kan kategoriseres uden kendskab til den underliggende neurofysiologi, er en forståelse af, hvor eksternt påført strøm faktisk flyder i enhver elektrisk stimuleringsteknik, afgørende som grundlag for at forstå, hvilke hjerneområder, kredsløb eller elementer, der påvirkes af disse. behandlinger, og hvordan disse ændringer kan forekomme. En sådan viden vil føre til en bedre forståelse af de mekanismer, der ligger til grund for disse terapier, og dermed til mere fokuserede og effektive stimuleringsmønstre og lokationer. I sidste ende vil dette føre til mere effektive og nye kliniske anvendelser.

Mange undersøgelser har simuleret virkningerne af nuværende anvendelse i både ekstra- og intrakranielle modaliteter ved hjælp af computersimulering. Simuleringer vil altid være begrænset af fejl i fortolkningen af ​​MRI-data under segmentering, forskelle mellem antagne og faktiske elektriske ledningsevneværdier og uoverensstemmelser mellem faktiske og formodede elektrodeplaceringer og -størrelser. Der er således hårdt brug for bedre metoder til at forstå og verificere strømfordelinger.

I denne undersøgelse en nyligt udviklet MRI-baseret fasebilleddannelsesteknik til mere direkte at måle strømtætheder in vivo. I modsætning til tidligere MRI-baserede metoder til at måle elektrisk strømflow, fungerer teknikken uden at kræve genplacering af emnet. Disse metoder vil blive valideret mod højopløselige emnespecifikke modeller, der inkorporerer mange vævsrum, herunder anisotropt hvidt stof. Således en ny direkte målemetode mod state-of-the-art modelleringstilgange.