Neuromodulación y FMRI en el estudio de enfermedades neurodegenerativas

Los participantes primero serán escaneados en un sistema de resonancia magnética 3T (en Sunnybrook Health Sciences Center) utilizando una bobina de cabeza de recepción multicanal.

El protocolo de MRI comprenderá una exploración estructural ponderada en T1 para proporcionar información anatómica y guiará la prescripción de la geometría de escaneos funcionales posteriores y posterior montaje TACS (geometría de electrodos de estimulación). A continuación, se ejecutará una secuencia de transferencia de saturación de intercambio químico (CEST). CEST es una alternativa no invasiva a las imágenes de tomografía de emisión de positrones (PET) que nos permitirá hacer mediciones del metabolismo cerebral. La glucosamina se usará como agente de contraste administrado por vía oral. La siguiente secuencia del protocolo de MRI será el estado de oxigenación de la oxigenación de estado en reposo dependiente de la FMRI (en negrita), examinando la función cerebral mientras el paciente está inactivo (es decir, no realizar una tarea específica). Finalmente, se adquirirá un etiquetado de giro arterial pseudocontinuo (PCASL)/secuencia de fMRI en negrita durante la cual el participante puede escuchar de manera intermitente una variedad de sonidos y se les pedirá que realice una tarea de memoria simple, induciendo estímulos/activaciones neuronales relacionadas con el procesamiento de tareas en el cerebro. La secuencia PCASL utiliza campos de radiofrecuencia (RF) para "etiquetar" la sangre magnéticamente en las arterias carótidas, lo que permite la estimación del flujo sanguíneo cerebral.

Las grabaciones de EEG se realizarán después de la exploración por resonancia magnética. Los participantes tendrán electrodos colocados en el cuero cabelludo con una pasta soluble en agua. Después de la aplicación del electrodo, los participantes serán escoltados a una cámara de atenuación de sonido para las pruebas. El participante se sentará en una cómoda silla reclinable. Las instrucciones se darán al sujeto y las pruebas se iniciarán poco después. Los procedimientos de prueba incluirán monitorear las respuestas cerebrales a los sonidos o durante el rendimiento de la tarea de memoria simple antes mencionada. Los sonidos se presentarán a un nivel de escucha cómodo a través de auriculares o altavoces.

Después de que se haya adquirido la RI y EEG inicial de referencia, los participantes recibirán 20 minutos de TAC. El TACS se entregará a través de un sistema TACS de alta definición (Soterix Medical, Nueva York, NY). Actualmente, el sistema está aprobado por la ley federal de los Estados Unidos como un dispositivo de investigación. El sistema incluye una tapa con 32 electrodos que pueden usarse para administrar estimulación. Los electrodos se eligirán a través del modelado de la cabeza finita para estimular mejor la corteza occipitoparietal. La intensidad de la estimulación administrada a través de cada electrodo no excederá 3 mA, según lo prescrito por los límites de seguridad basados ​​en hardware.

Los participantes se someterán a imágenes posteriores a TACS, en los primeros y últimos días de administración de tratamiento y en una visita de seguimiento de 1 mes, utilizando las mismas secuencias que en los escaneos de referencia descritos anteriormente.