Neuromodulação Ultrassónica Transcraniana do Córtex Visual Primário e do Córtex Auditivo Primário em Humanos

Este estudo irá avaliar os efeitos do ultrassom focal transcraniano de baixa intensidade (tFUS) na atividade cerebral em voluntários adultos saudáveis. O ultrassom transcraniano é uma técnica não invasiva que entrega energia acústica através do crânio para uma pequena região específica do cérebro. Ao contrário de outras formas de estimulação cerebral não invasiva, o ultrassom pode atingir estruturas cerebrais profundas e superficiais com precisão à escala milimétrica.

O ultrassom transcraniano está atualmente a ser explorado como um potencial tratamento para condições neurológicas e psiquiátricas, incluindo dor crónica, dependência e depressão. No entanto, os parâmetros de estimulação ideais para aumentar versus diminuir a atividade cerebral em humanos ainda não estão bem estabelecidos. O propósito deste estudo é determinar quais parâmetros de pulso de ultrassom produzem excitação ou supressão mensurável da atividade cerebral no córtex humano.

O estudo irá focar-se em duas regiões cerebrais: o córtex visual primário e o córtex auditivo primário. Estas regiões foram selecionadas porque a estimulação destas áreas pode produzir experiências perceptivas, como ver flashes de luz ou ouvir tons. Estes relatos perceptivos, juntamente com gravações cerebrais, permitem que os investigadores avaliem diretamente como o ultrassom afeta a atividade neural.

Os participantes irão completar três visitas.

Durante a Visita 1, os participantes irão passar pelo consentimento informado, testes de base da função visual ou auditiva, e ressonância magnética (RM). As imagens de RM serão utilizadas para identificar a anatomia cerebral individual de cada participante e localizar precisamente o alvo de estimulação.

Durante a Visita 2, os participantes irão passar por estimulação com ultrassom enquanto a atividade cerebral é registada usando eletroencefalografia (EEG). O EEG é um método não invasivo que mede sinais elétricos do couro cabeludo. Respostas cerebrais de base a estímulos visuais ou auditivos serão registadas antes da estimulação. O ultrassom será então entregue em breves rajadas enquanto o EEG continua a registar a atividade cerebral. Poderá ser pedido aos participantes que relatem quaisquer sensações experienciadas durante a estimulação. Após a estimulação, gravações adicionais de EEG e testes comportamentais serão realizados para avaliar efeitos a curto prazo.

Três durações diferentes de pulso de ultrassom serão testadas em ordem aleatória. Cada condição de estimulação consistirá em rajadas curtas separadas por períodos de descanso. O tempo total de estimulação será limitado, e intervalos de descanso serão incluídos entre condições.

Durante a Visita 3, que ocorrerá pelo menos uma semana depois, os participantes irão repetir testes comportamentais e passar por uma ressonância magnética estrutural de acompanhamento para confirmar que não ocorreram alterações estruturais.

As intensidades de ultrassom utilizadas neste estudo estão abaixo dos limites de segurança estabelecidos pela Administração de Alimentos e Medicamentos dos Estados Unidos (FDA) para ultrassom de diagnóstico. A intensidade média espacial de pico do pulso (Isppa) e a intensidade média temporal espacial de pico (Ispta) serão mantidas abaixo dos limites de exposição da FDA, mesmo antes de considerar a atenuação do sinal pelo crânio. Os valores do índice mecânico (MI) também permanecerão abaixo dos limiares de segurança recomendados. Com base em estudos humanos anteriores envolvendo milhares de participantes, o risco de efeitos adversos graves é considerado muito baixo.

Riscos potenciais incluem desconforto temporário no couro cabeludo, irritação leve da pele devido ao gel de ultrassom, ou efeitos sensoriais transitórios como flashes de luz ou sons. Embora convulsões não tenham sido relatadas em estudos humanos usando estes parâmetros, o ultrassom modula a atividade cerebral, e existe um risco teórico semelhante a outros métodos de estimulação cerebral não invasivos. Os participantes serão monitorizados durante todos os procedimentos.

Não há benefício médico direto para os participantes. No entanto, as descobertas deste estudo podem ajudar a orientar o desenvolvimento de tratamentos baseados em ultrassom para distúrbios neurológicos e psiquiátricos e melhorar a compreensão de como a estimulação cerebral direcionada afeta a perceção sensorial.

Os dados recolhidos incluirão imagens de RM, gravações de EEG, medidas de desempenho comportamental e experiências relatadas pelos participantes. Todos os dados serão codificados e armazenados de forma segura de acordo com as políticas institucionais.