In vivo beeldvorming van therapeutische elektrische stroom (tDCS)

Transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) en diepe hersenstimulatie (DBS) zijn voorbeelden van elektrische stimulatietherapieën die snel de aandacht trekken als middel om de motorische functie, semantische verwerking en uitvoerende functie te moduleren. Beide therapieën hebben veel klinische en experimentele studies opgeleverd. Er is gevonden dat tDCS zowel faciliterende als remmende effecten heeft op de hersenen, afhankelijk van de stimulatiepolariteit en de positie van de elektroden. DBS is klinisch grondig geëvalueerd voor de behandeling van bewegingsstoornissen, voornamelijk de ziekte van Parkinson, en breidt zijn bereik uit met de behandeling van aandoeningen zoals focale dystonie, depressie en chronische pijn. Hoewel ze zich nog grotendeels in de experimentele fase bevinden, groeien de toepassingen en acceptatie van tDCS extreem snel.

Hoewel de functionele veranderingen geassocieerd met tDCS kunnen worden gecategoriseerd zonder kennis van de onderliggende neurofysiologie, is een begrip van waar extern aangelegde stroom daadwerkelijk stroomt in elke elektrische stimulatietechniek cruciaal als basis om te begrijpen welke hersengebieden, circuits of elementen hierdoor worden beïnvloed. therapieën, en hoe deze veranderingen kunnen optreden. Dergelijke kennis zal leiden tot een beter begrip van de mechanismen die ten grondslag liggen aan deze therapieën, en dus tot meer gerichte en effectieve stimulatiepatronen en -locaties. Uiteindelijk zal dit leiden tot efficiëntere en nieuwe klinische toepassingen.

Veel studies hebben de effecten van de huidige toepassing in zowel extra- als intracraniale modaliteiten gesimuleerd met behulp van computersimulatie. Simulaties zullen altijd worden beperkt door fouten bij het interpreteren van MRI-gegevens tijdens segmentatie, verschillen tussen veronderstelde en werkelijke elektrische geleidbaarheidswaarden en mismatches tussen werkelijke en veronderstelde elektrodelocaties en -afmetingen. Er is dus dringend behoefte aan betere methoden om stroomverdelingen te begrijpen en te verifiëren.

In deze studie wordt een recent ontwikkelde op MRI gebaseerde fasebeeldvormingstechniek gebruikt om stroomdichtheden in vivo directer te meten. In tegenstelling tot eerdere op MRI gebaseerde methoden voor het meten van elektrische stroom, werkt de techniek zonder dat het onderwerp opnieuw moet worden gepositioneerd. Deze methoden zullen worden gevalideerd tegen onderwerpspecifieke modellen met een hoge resolutie waarin veel weefselcompartimenten zijn opgenomen, waaronder anisotrope witte stof. Dus een nieuwe directe meetmethode tegen state-of-the-art modelleringsbenaderingen.