Terapeuttisen sähkövirran in vivo -kuvaus (tDCS)

Transkraniaalinen tasavirtastimulaatio (tDCS) ja syväaivojen stimulaatio (DBS) ovat esimerkkejä sähköstimulaatiohoidoista, jotka saavat nopeasti huomiota keinoina moduloida motorista toimintaa, semanttista käsittelyä ja toimeenpanotoimintoa. Molemmat hoidot ovat houkutelleet monia kliinisiä ja kokeellisia tutkimuksia. tDCS:llä on havaittu olevan sekä helpottavia että estäviä vaikutuksia aivoihin riippuen stimulaation polariteetista ja elektrodin asennosta. DBS on kliinisesti arvioitu perusteellisesti liikehäiriöiden, pääasiassa Parkinsonin taudin, hoidossa, ja sen ulottuvuus laajenee koskemaan myös sairauksien, kuten fokaalisen dystonian, masennuksen ja kroonisen kivun, hoitoa. Vaikka tDCS-sovellukset ovat vielä pääosin kokeiluvaiheessa, ne kasvavat erittäin nopeasti.

Vaikka tDCS:ään liittyvät toiminnalliset muutokset voidaan luokitella ilman taustalla olevaa neurofysiologiaa, ymmärrys siitä, missä ulkoisesti käytetty virta todella virtaa missä tahansa sähköisessä stimulaatiotekniikassa, on ratkaisevan tärkeää, jotta voidaan ymmärtää, mihin aivoalueisiin, piireihin tai elementteihin nämä vaikuttavat. hoidoista ja miten nämä muutokset voivat tapahtua. Tällainen tieto johtaa näiden hoitojen taustalla olevien mekanismien parempaan ymmärtämiseen ja siten keskittyneempiin ja tehokkaampiin stimulaatiomalleihin ja -paikkoihin. Viime kädessä tämä johtaa tehokkaampiin ja uudenlaisiin kliinisiin sovelluksiin.

Monet tutkimukset ovat simuloineet nykyisen sovelluksen vaikutuksia sekä ekstra- että intrakraniaalisissa modaliteeteissa tietokonesimulaatiolla. Simulaatioita rajoittavat aina virheet MRI-tietojen tulkinnassa segmentoinnin aikana, erot oletettujen ja todellisten sähkönjohtavuusarvojen välillä sekä todellisten ja oletettujen elektrodien sijaintien ja koon väliset erot. Näin ollen tarvitaan kipeästi parempia menetelmiä nykyisten virtausjakaumien ymmärtämiseksi ja tarkistamiseksi.

Tässä tutkimuksessa äskettäin kehitetty MRI-pohjainen vaihekuvaustekniikka mittaamaan virrantiheyksiä suoremmin in vivo. Toisin kuin aiemmat MRI-pohjaiset sähkövirran mittausmenetelmät, tekniikka toimii ilman, että aihetta on muutettava. Nämä menetelmät validoidaan korkearesoluutioisia kohdekohtaisia ​​malleja vastaan, jotka sisältävät monia kudososastoja, mukaan lukien anisotrooppinen valkoinen aine. Siten uusi suora mittausmenetelmä uusinta mallinnusta vastaan.