Flujo sanguíneo cerebral y tDCS

Objetivo 1: Determinar los efectos de diferentes intensidades de estimulación sobre el flujo sanguíneo cerebral relativo (rCBF).

Actualmente, los investigadores utilizan tDCS como una modalidad de intervención para modular la excitabilidad del cerebro, con cambios medibles tanto en los potenciales evocados motores como en el rendimiento físico. Sin embargo, debido al tamaño relativamente grande de la mayoría de los electrodos y la electrodinámica del cerebro, aún no está claro qué estructuras cerebrales específicas se estimulan y cómo cambia la mecánica de la estimulación (p. ej., la penetración de la estimulación y las áreas afectadas fuera del área objetivo). con diferentes intensidades. Los investigadores plantean la hipótesis de que el FSC regional en la DLPFC (área objetivo) aumentará de forma dependiente de la dosis con una mayor intensidad de estimulación. Además, se plantea la hipótesis de que las áreas que rodean la DLPFC se verán cada vez más afectadas por intensidades de estimulación más altas.

Objetivo 2: Contrastar los efectos de la estimulación con corriente continua transcraneal sobre el flujo sanguíneo cerebral relativo entre sujetos sanos y personas con esclerosis múltiple.

La PwMS típicamente presenta hipometabolismo de glucosa en comparación con sus pares sanos y debido a que el FSC y el metabolismo de la glucosa están altamente acoplados, se puede esperar una tendencia similar en el FSC. Además, se ha demostrado que tDCS es eficaz para aumentar la excitabilidad cortical y el metabolismo de la glucosa en ambas poblaciones. Sin embargo, lo que sigue siendo incierto es si la PwMS y los sujetos sanos experimentan la misma cantidad de aumento de actividad para la misma intensidad de estimulación. Los investigadores plantean la hipótesis de que PwMS experimentará un mayor aumento en rCBF en el DLPFC y las áreas circundantes que los controles sanos para la misma intensidad de estimulación.

Objetivo 3: Ampliar nuestra comprensión de la seguridad y eficacia de la estimulación transcraneal de corriente continua a intensidades de corriente más altas para sujetos sanos y personas con esclerosis múltiple.

A pesar de algunos trabajos sobre la viabilidad y seguridad de realizar tDCS a intensidades > 2 mA (es decir, hasta 4 mA), la convención para la mayoría de los estudios de tDCS es usar intensidades menores o iguales a 2 mA. Esto ha sido suficiente para obtener efectos medibles ilícitos tanto en la excitabilidad como en los resultados de rendimiento. Sin embargo, los beneficios potenciales de aumentar la intensidad para mejorar los efectos de un protocolo de estimulación dado (por ejemplo, tiempo o magnitud) o para acceder potencialmente a áreas cerebrales más profundas justifica una mayor exploración de las intensidades actuales> 2 mA. También es importante agregar al protocolo de seguridad intensidades más altas en sujetos sanos y clínicos (p. ej., PwMS). Los investigadores plantean la hipótesis de que las intensidades más altas (es decir, > 2 mA) serán bien toleradas tanto por sujetos sanos como por PwMS. Además, los investigadores plantean la hipótesis de que las intensidades de estimulación más altas no producirán efectos adversos graves. Los efectos secundarios existentes de tDCS a intensidades menores o iguales a 2 mA incluyen ocurrencias de bajo grado de hormigueo, picazón y sensación de ardor en los sitios de los electrodos; algunos sujetos informaron dolores de cabeza de corta duración (< 5 min). En un estudio que probó la seguridad de intensidades más altas similares a las propuestas aquí, se observaron estos mismos efectos secundarios en el 50 % de los sujetos. Esta tasa de ocurrencia es ligeramente más alta que la de los estudios que usan menos o igual a 2 mA, pero las magnitudes de los efectos negativos todavía estaban dentro de los límites tolerables de manera segura y eran de naturaleza transitoria.

I.6 Antecedentes y trascendencia y/o Estudios preliminares relacionados con este proyecto.

(no indique "ver protocolo") La estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS) es una técnica de estimulación cerebral no invasiva y bien tolerada (1-4) que puede modular la excitabilidad cortical de regiones específicas del cerebro (5) así como el flujo de sangre (6) de una manera dependiente de la polaridad.

Los modelos de flujo de corriente de tDCS (7,8) y los hallazgos de estudios en los que se han utilizado imágenes de resonancia magnética funcional humana (fMRI) para medir la actividad cerebral (9-11) sugieren que tDCS puede alterar el procesamiento en grandes áreas de la corteza. En este sentido, es probable que los efectos de tDCS sean relativamente amplios. Por lo tanto, mientras que los cambios neuronales inducidos por tDCS se concentran alrededor de las regiones de la corteza más cercanas a los electrodos (12), también se pueden reclutar redes más amplias de regiones funcionalmente conectadas (9,10,13,14). Además, no se ha realizado ninguna investigación sistemática para determinar la intensidad de corriente más eficaz para PwMS.

Existe evidencia empírica de que la tDCS con una intensidad de corriente entre 1 y 2 mA durante 20 a 40 minutos para sesiones únicas o múltiples puede administrarse de manera segura y efectiva a PwMS (15-20). Aunque la tDCS con intensidades de corriente > 2 mA se considera segura 21, ningún estudio ha investigado cómo se ve afectada la actividad cerebral durante la tDCS a intensidades > 2 mA. Aunque la seguridad de la tDCS de mayor intensidad en PwMS se puede suponer inicialmente a partir de trabajos previos con sujetos que han sufrido un accidente cerebrovascular (21), también se ha sugerido que se necesitan más estudios sobre la seguridad de la estimulación de mayor intensidad en otras poblaciones para poder ejercer la debida diligencia antes de prescribir ampliamente intensidades superiores a la presente convención (22).

La activación cerebral en PwMS ha sido investigada con [15O] agua y con [15O] O2 PET (índices del metabolismo del oxígeno)(23). En PwMS se han informado reducciones generalizadas en el flujo sanguíneo cerebral y el metabolismo del oxígeno tanto en la materia gris como en la blanca (24). Además, estos estudios indican que el grado de reducción del metabolismo del oxígeno se correlacionó con un peor rendimiento cognitivo y una escala de estado de discapacidad ampliada (EDSS), y que el grado de hipometabolismo cerebral del oxígeno se asoció con el número de recaídas (25).

Se asume un estrecho acoplamiento de la perfusión y el metabolismo, lo que refleja la fosforilación oxidativa de la glucosa como fuente predominante de producción de energía. En consecuencia, el CBF a menudo se considera como una medida indirecta de la función e integridad neuronal (26). Esto está respaldado por la asociación significativa del metabolismo con CBF regional (rCBF) en diferentes regiones del cerebro (27,28) y con CBF global (gCBF) en diferentes estados de conciencia (29).

Con este estudio, los investigadores podrán corroborar si tDCS afecta a rCBF, evaluar la cantidad de cambio de señal en relación con diferentes corrientes y medir las diferencias en la distribución de CBF bajo la reactividad de estimulación entre sujetos sanos y PwMS. El objetivo es investigar los cambios en rCBF después de la estimulación transcraneal de corriente continua a diferentes intensidades (1 mA, 2 mA, 3 mA, 4 mA) en sujetos sanos y PwMS. El diseño es un estudio transversal de prueba de principio en 10 sujetos sanos y 10 PwMS.