Modulación de la Función Motora por Estimulación del Sistema Nervioso Central y Periférico

Objetivos

Estimulación no invasiva del sistema nervioso central y periférico, incluida la estimulación magnética transcraneal (TMS), la estimulación de corriente alterna y directa transcraneal (tDCS y tACS, respectivamente) y la estimulación nerviosa cutánea/periférica (C/PNS) sola o combinada con TMS (pared asociative estimulación, PAS), se ha utilizado cada vez más en la investigación de la plasticidad cortical y como una posible estrategia adyuvante en la neurorrehabilitación. Se ha demostrado que TMS, tDCS, tACS y C/PNS pueden modular la función motora en voluntarios sanos, así como en pacientes con trastornos neurológicos como el accidente cerebrovascular.

Un problema fundamental es que no se conocen los parámetros óptimos de estimulación para modular la función motora por todas estas técnicas. El propósito de este protocolo ha sido explorar dentro de pautas seguras, los efectos de diferentes parámetros de estimulación en la función cortical motora, en la dinámica cerebral oscilatoria medida con magnetoencefalografía (MEG) y electroencefalografía (EEG), en los movimientos oculares y en la activación de fMRI. Además, este protocolo se utilizó para capacitar a los nuevos becarios que llegan a la Sección de Fisiología Cortical Humana (HCPS) del NINDS en el uso de las técnicas TMS, tDCS, tACS y C/PNS.

Esperábamos que la información que surja de estos estudios nos permitiera 1) optimizar los protocolos experimentales o los parámetros de estimulación para recopilar datos piloto en voluntarios sanos para futuros protocolos basados ​​en hipótesis orientados al paciente, 2) recopilar datos piloto para el análisis de potencia para futuros protocolos basados ​​en hipótesis. protocolos orientados a hipótesis, y 3) capacitar a nuevos becarios en el uso de estos diferentes métodos.

Según las instrucciones, detuvimos el reclutamiento bajo este protocolo en el momento en que el NIH IRB nos informó que determinaron que se trataba de un protocolo temático (6 de agosto de 2019). Los cuatro objetivos específicos abordados en este protocolo son:

1. Objetivo 1. Identificar sustratos conductuales y fisiológicos en reposo para la neuromodulación del comportamiento motor.
2. Objetivo 2. Identificar sustratos conductuales y fisiológicos dependientes de la tarea para la neuromodulación del comportamiento motor.
3. Objetivo 3. Comprender la variabilidad, el rigor y/o la reproducibilidad de los efectos de la estimulación cerebral.

Tal como se instruyó, el propósito de esta enmienda es solicitar autorización para proceder con el análisis y publicación de datos. No se llevarán a cabo nuevos experimentos bajo este protocolo.

Población de estudio

Hasta 1500 voluntarios sanos, mayores de 18 años.

Diseño

No se llevarán a cabo nuevos experimentos bajo este protocolo. Previamente, los voluntarios sanos recibieron uno o más de los siguientes tipos de estimulación solos o en combinación: (1) TMS de pulso simple y emparejado con intervalos entre estímulos de más de 1 s y hasta 20 s e intensidades de hasta el 100 % de salida del estimulador; (2) TMS de 1 Hz durante hasta 30 minutos y hasta el 115 % de la intensidad del umbral motor en reposo (RMT); (3) tDCS aplicado a una intensidad de hasta 4 mA por una duración de hasta 60 minutos, siempre que la carga total no supere los 7,2 C; (4) tACS aplicado a una intensidad de pico a pico de hasta 4 mA por una duración de hasta 60 minutos, siempre que la carga total no supere los 7,2 C; (5) C/PNS aplicado solo con intensidades por debajo del 130 % del umbral motor provocado periféricamente durante un máximo de 2 horas, o intensidades de hasta el 300 % del umbral sensorial cuando C/PNS se combina con TMS. Todos estos parámetros de estimulación y procedimientos se han utilizado de manera segura como se informó previamente en la literatura. Se administraron estimulaciones simuladas para cada modalidad según fuera necesario desde el punto de vista científico. Algunas sesiones incluyeron el registro del comportamiento o la actividad cerebral (como pruebas de comportamiento, MRI y MEG) si se desconocían los objetivos de estimulación cerebral. Esta información se utilizó para informar el diseño de los protocolos de estimulación cerebral.

Cada sujeto pudo participar en hasta una sesión experimental por día y hasta 20 sesiones en total durante un período de veinte años bajo este protocolo. Una sola sesión no duró más de 8 horas. Durante las sesiones largas se produjeron pausas apropiadas para descansar y para comer. Se usó CTDB para rastrear el número de sesiones por sujeto para garantizar que no excedieran las 20 sesiones. Los AI del protocolo fueron responsables de ingresar los temas/sesiones en CTDB.

Anteriormente probamos los efectos de diferentes formas de estimulación en la excitabilidad cortical motora, las tareas conductuales cognitivas y motoras y las medidas del estado cerebral derivadas de los datos de neuroimagen (es decir, MRI, fMRI, MEG y EEG). La estimulación se aplicó antes, después o durante la sesión fisiológica (es decir, potenciales evocados motores, ondas M, ondas F o reflejos H), neuroimágenes o medidas conductuales.

Medidas de resultado

No se proponen nuevas medidas de resultado. Los cambios en la excitabilidad cortical motora se midieron previamente como el cambio en la amplitud promedio de pico a pico de un potencial evocado motor (MEP) medido con EMG. Las medidas de neuroimagen incluyeron cambios en el poder de la actividad cerebral oscilatoria medida con EEG o MEG, cambios en la activación de BOLD fMRI o cambios en la conectividad funcional (es decir, fluctuaciones covariantes en BOLD o poder espectral a través del cerebro). Las medidas de resultados conductuales se centraron en los cambios en el rendimiento en función del aprendizaje o en función de la estimulación cerebral aplicada.