Acelerando o aprendizado motor em pediatria (AMPED)

Antecedentes e justificativa: A plasticidade pode ser aumentada no cérebro em desenvolvimento, mas os mecanismos são pouco compreendidos. As tecnologias de estimulação cerebral, como a estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), modulam a excitabilidade e a plasticidade do córtex motor. Estudos do nosso grupo e de outros sugerem que os ensaios de neuromodulação com tDCS são seguros e viáveis ​​em crianças. Recentemente, os pesquisadores demonstraram que o tDCS convencional pode melhorar o aprendizado motor em crianças saudáveis. Além disso, avanços recentes em tDCS de alta definição (HD-tDCS) apresentaram uma oportunidade para estimular regiões do cérebro de forma focal. HD-tDCS não foi investigado até o momento em crianças.

Estabelecer uma capacidade de tDCS para melhorar a aprendizagem motora tem implicações terapêuticas para crianças com deficiência motora. O AVC perinatal é a principal causa de paralisia cerebral hemiparética e a maioria dos sobreviventes sofre de incapacidade física ao longo da vida. Modelos emergentes de nosso laboratório e de outros definiram alvos terapêuticos centrais pelos quais a estimulação cerebral pode melhorar o aprendizado e a função motora. Compreender os efeitos do tDCS na aprendizagem motora e suas mudanças subjacentes no cérebro é essencial para o avanço de tais intervenções.

Questão e objetivos da pesquisa: Aqui, os investigadores propõem caracterizar os efeitos do tDCS na aprendizagem motora em crianças saudáveis. O objetivo principal deste estudo é determinar as mudanças na aquisição da habilidade motora, quando o treinamento é combinado com tDCS anódica convencional, HD-tDCS ou sham tDCS. Múltiplos objetivos secundários irão descrever alterações bioquímicas e sensório-motoras no cérebro que ocorrem durante o aprendizado motor emparelhado com tDCS. Os objetivos secundários também avaliarão a segurança do HD-tDCS em crianças saudáveis.

Ética: Este estudo foi aprovado pelo Conselho de Ética em Pesquisa da Universidade de Calgary.

Projeto: ensaio randomizado, duplo-cego, controlado por simulação para avaliar a capacidade de tDCS e HD-tDCS para melhorar a aprendizagem motora.

Métodos: As crianças serão recrutadas através do Programa de Pesquisa Clínica de Bebês e Crianças Saudáveis.

A tarefa de treino consistirá na realização do Purdue Pegboard Test (PPTL) com a mão esquerda. Esta tarefa simples de aprendizagem motora é uma tarefa bem validada para aprendizagem motora complexa e funcionalmente relevante. O PPTL demonstrou boa sensibilidade à mudança em estudos de aprendizagem motora saudáveis ​​e doentes em adultos e crianças em idade escolar. O PPTL será realizado durante cinco dias consecutivos para monitorar o aprendizado motor.

As crianças frequentarão o Laboratório de Estimulação Cerebral Não Invasiva do Hospital Infantil de Alberta. Os indivíduos serão randomizados para um dos três grupos de estimulação (tDCS simulada, tDCS anódica convencional, HD-tDCS). Medidas basais serão realizadas, incluindo: neuroimagem por ressonância magnética (imagem anatômica, neuroimagem funcional e espectroscopia por ressonância magnética), neurofisiologia da estimulação magnética transcraniana (mapeamento motor do córtex motor esquerdo e direito), alterações funcionais sensório-motoras avaliadas usando o Instrumento Cinesiológico para Normal e Movimentos de alcance alterados (KINARM; correspondência de posicionamento do braço, cinestesia, alcance visualmente guiado e tarefa de atingir objetos), alterações da função motora (PPT, teste de Jebsen-Taylor, tarefa de tempo de reação serial) e medidas de discriminação sensorial (discriminação de amplitude, julgamento de ordem temporal , tarefa de julgamento de ordem temporal, tarefa de discriminação de duração, discriminação de duração com confusão e tarefa de adaptação de um único local.

Após as medidas de linha de base, os indivíduos estarão sentados em uma cadeira confortável com o teste PPTL à sua frente em uma mesa. O participante randomizado para tDCS anódica simulada ou convencional será equipado com dois eletrodos de 25 cm2 (ânodo sobre o córtex motor primário direito, cátodo sobre a área supraorbital contralateral) ou uma tampa de EEG contendo quatro pequenos eletrodos circulares (HD-tDCS, 1 ânodo centrado sobre o córtex motor primário direito, 4 cátodos cercam o ânodo em forma de anel). Serão realizados três ensaios pré-intervenção do PPTL. Todos os indivíduos terão então o tDCS aumentado para 1 miliampère durante 45 segundos. Após 120 segundos, a corrente diminuirá para 0 miliampères (tDCS simulado) ou continuará por um total de 20 minutos. O PPTL será realizado 5, 10 e 15 minutos após o início da estimulação e após o término da estimulação (3 repetições por ponto de tempo). Um questionário de segurança e tolerabilidade tDCS será então preenchido.

Os mesmos questionários de tratamento tDCS, treinamento de PPTL e segurança e tolerabilidade serão realizados nos próximos três dias consecutivos. No dia 5 do estudo, os participantes repetirão novamente o treinamento PPTL emparelhado com o tratamento tDCS. Após o treinamento tDCS e PPTL, neuroimagem por ressonância magnética, neurofisiologia de estimulação magnética transcraniana, alterações funcionais sensório-motoras, alterações na função motora e medidas de discriminação sensorial serão repetidas para avaliar as alterações induzidas pelo aprendizado motor e tDCS.

Os participantes retornarão seis semanas após o treinamento, onde serão repetidas medidas de neuroimagem por ressonância magnética, neurofisiologia de estimulação magnética transcraniana, alterações funcionais sensório-motoras, alterações da função motora e medidas de discriminação sensorial para avaliar alterações a longo prazo.

Análise de dados: Todas as variáveis ​​de resultado serão comparadas nos três grupos de intervenção (tDCS simulado, tDCS convencional, HD-tDCS) usando uma ANOVA de medidas repetidas bidirecionais com análise post-hoc apropriada. A ANOVA de medidas repetidas distinguirá a influência da intervenção (tipo de estimulação) e do tempo (linha de base, pós-treinamento, 1 mês pós-treinamento). As correlações de Pearson serão realizadas entre a medida de desfecho primário e as medidas de desfecho secundário. A análise estatística secundária será realizada conforme necessário.