HD-tDCS dirigido para mejorar la rehabilitación de las extremidades superiores en SCI

Los investigadores completaron recientemente un ensayo clínico que evaluó si la función de las extremidades superiores en personas con SCI podría mejorarse combinando la rehabilitación con tDCS convencional. En general, los investigadores encontraron que la tDCS convencional se mostró prometedora para mejorar la función de las extremidades superiores, con un tamaño del efecto observado que varió de 0,23 a 0,58. Con los datos de este ensayo, los investigadores realizaron un análisis retrospectivo para determinar si el nivel de beneficio funcional que experimentó el sujeto estaba relacionado con la fuerza de la corriente tDCS administrada a las áreas corticales dedicadas a los músculos débiles. Los investigadores se aproximaron a la entrega de los modelos actuales utilizando el software desarrollado por el colaborador Dr. Bikson. El análisis de los investigadores actuales encontró que las mejoras en la destreza después de diez sesiones de tDCS convencional no focal (35 cm2) fueron mayores cuando la corriente se entregó principalmente dentro de las áreas corticales motoras dedicadas a los músculos débiles.

Ampliando el análisis retrospectivo, los investigadores realizaron recientemente un estudio piloto para determinar si la focalidad de tDCS puede cambiar directamente los beneficios funcionales en personas con LME. Específicamente, los investigadores realizaron un estudio cruzado de una sola sesión que evaluó el efecto de la tDCS convencional, simulada y enfocada en la fuerza de agarre y la excitabilidad de la vía corticoespinal (n = 2). Para el estudio actual, los investigadores utilizaron tDCS de alta definición (HD-tDCS) para generar una corriente más focal con tDCS. HD-tDCS suministra corriente a través de cinco pequeños electrodos (0,8 cm2) colocados en una configuración de "forma de X" a través de una tapa simple. Esta configuración conduce a un 80 % más de concentración o enfoque del campo eléctrico dentro de la región objetivo en comparación con el tDCS convencional no focal.

En el estudio cruzado actual, los resultados se evaluaron antes e inmediatamente después de una aplicación de tDCS de 30 minutos junto con entrenamiento de tareas. Las sesiones se espaciaron con una semana de diferencia para permitir un lavado suficiente. Los investigadores encontraron que HD-tDCS tuvo un impacto sustancial en la fuerza de agarre en comparación con tDCS convencional. En particular, HD-tDCS mejoró la fuerza de agarre (+15.9 N) mientras que el tDCS convencional redujo la fuerza de agarre (-5,5 N). Con la fuerza de agarre adicional después de HD-tDCS, los sujetos informaron la nueva capacidad de agarrar una botella de agua y sostener objetos pequeños, lo que indica un mayor potencial de impacto clínico en comparación con tDCS convencional. En general, los cambios brutos en la fuerza de agarre se tradujeron en una ventaja del 40 % de la HD-tDCS en comparación con la tDCS convencional, en la que un cambio superior al 15 % se definió como clínicamente significativo. Los investigadores también observaron que la aplicación única de HD-tDCS podría resultar en mayores aumentos en la excitabilidad corticoespinal del músculo tríceps débil en comparación con la tDCS convencional. Esto no es sorprendente ya que se ha demostrado que enfocar el campo eléctrico provoca aumentos mayores y más duraderos en la excitabilidad corticoespinal en individuos sanos; un efecto que probablemente ocurre ya que más flujo de corriente es menos variable y llega a los objetivos corticales después de HD-tDCS (98% de mejora sobre tDCS convencional). Según los hallazgos anteriores de los investigadores, se espera que HD-tDCS brinde una ventaja superior al 40 % y proporcione ganancias clínicamente significativas en comparación con la tDCS convencional para el ensayo clínico propuesto.

El hallazgo colectivo de los investigadores de que la focalidad de tDCS puede cambiar directamente el beneficio funcional y la excitabilidad corticoespinal es corroborado por otros. Es de destacar que el trabajo en la afasia por accidente cerebrovascular ha demostrado que dirigir la corriente tDCS a las regiones corticales activadas durante el habla mejora el beneficio funcional de tDCS. Se han informado hallazgos similares en la fibromialgia y la memoria de trabajo. Por lo tanto, en combinación con otros, el resultado de los investigadores proporciona el ímpetu para estudiar si la aplicación de tDCS focal conduciría a mejoras aún mayores en la función de las extremidades superiores que las logradas con tDCS convencional no focal.

El estudio actual se basará directamente en el ensayo clínico inicial de los investigadores y en el estudio piloto cruzado. Los investigadores realizarán un ensayo de viabilidad clínica y probarán por primera vez si la aplicación de HD-tDCS en SCI provoca aumentos más sólidos en la excitabilidad de las vías corticoespinales residuales y la función de las extremidades superiores paréticas que la aplicación de tDCS convencional.

Veinticuatro sujetos con una SCI C2-C6 crónica se inscribirán en un ensayo de viabilidad clínica aleatorizado, ciego para el evaluador (consulte la Sección 1.3). Antes de la aleatorización, los sujetos completarán una fase de control inicial de dos semanas. Los datos de la fase de control inicial permitirán que cada paciente sirva como su propio control, ya que la variabilidad debida a la heterogeneidad de la enfermedad y la tDCS pueden tenerse en cuenta en el análisis de datos. Después de completar la fase de control inicial, los sujetos se aleatorizarán en dos grupos: HD-tDCS + entrenamiento de práctica masivo o tDCS convencional + entrenamiento de práctica masivo. La aleatorización se realizará mediante un diseño de bloques aleatorizados generalizados. Los sujetos dentro de un bloque se igualarán según la fuerza de los tríceps débiles (es decir, la contracción voluntaria máxima medida por electromiografía; EMG). Se utilizará un software informático para la aleatorización. Inmediatamente después de la intervención, los sujetos se someterán a pruebas funcionales y neurofisiológicas en el post-test y seguimiento (cuatro semanas después de la intervención). Dado que las aplicaciones convencionales y HD-tDCS se ven visualmente diferentes, solo los evaluadores que recopilan y analizan los resultados neurofisiológicos y funcionales de las extremidades superiores estarán cegados al paradigma tDCS entregado.