Fluxo sanguíneo cerebral e tDCS

Objetivo 1: Determinar os efeitos de diferentes intensidades de estimulação no fluxo sanguíneo cerebral relativo (rCBF).

Atualmente, os pesquisadores usam tDCS como uma modalidade de intervenção para modular a excitabilidade do cérebro, com mudanças mensuráveis ​​em potenciais evocados motores e desempenhos físicos. No entanto, devido ao tamanho relativamente grande da maioria dos eletrodos e à eletrodinâmica do cérebro, ainda não está claro quais estruturas específicas do cérebro estão sendo estimuladas e como a mecânica da estimulação (por exemplo, penetração da estimulação e áreas afetadas fora da área-alvo) muda com diferentes intensidades. Os investigadores levantam a hipótese de que o CBF regional no DLPFC (área-alvo) aumentará de maneira dose-dependente com maior intensidade de estimulação. Além disso, é hipotetizado que as áreas ao redor do DLPFC serão cada vez mais afetadas por intensidades de estimulação mais altas.

Objetivo 2: Comparar os efeitos da estimulação transcraniana por corrente contínua no fluxo sanguíneo cerebral relativo entre indivíduos saudáveis ​​e pessoas com Esclerose Múltipla.

PwMS geralmente apresenta hipometabolismo de glicose em comparação com seus pares saudáveis ​​e, como o CBF e o metabolismo da glicose são altamente acoplados, pode-se esperar uma tendência semelhante no CBF. Além disso, o tDCS demonstrou ser eficaz em aumentar a excitabilidade cortical e o metabolismo da glicose em ambas as populações. No entanto, o que ainda permanece incerto é se PwMS e indivíduos saudáveis ​​experimentam a mesma quantidade de atividade aumentada para a mesma intensidade de estimulação. Os investigadores levantam a hipótese de que o PwMS experimentará um aumento maior no rCBF no DLPFC e nas áreas circundantes do que os controles saudáveis ​​para a mesma intensidade de estimulação.

Objetivo 3: Ampliar nossa compreensão da segurança e eficácia da estimulação transcraniana por corrente contínua em intensidades de corrente mais altas para indivíduos saudáveis ​​e pessoas com esclerose múltipla.

Apesar de alguns trabalhos sobre a viabilidade e segurança da realização de tDCS em intensidades > 2 mA (ou seja, até 4 mA), a convenção para a maioria dos estudos de tDCS é usar intensidades menores ou iguais a 2 mA. Isso tem sido suficiente para produzir efeitos mensuráveis ​​ilícitos tanto na excitabilidade quanto nos resultados de desempenho. No entanto, os benefícios potenciais de aumentar a intensidade para aumentar os efeitos de um determinado protocolo de estimulação (por exemplo, tempo ou magnitude) ou potencialmente acessar áreas cerebrais mais profundas justificam uma exploração mais aprofundada de intensidades de corrente > 2 mA. Também é importante adicionar ao protocolo de segurança intensidades mais altas em indivíduos saudáveis ​​e clínicos (por exemplo, PwMS). Os investigadores levantam a hipótese de que intensidades mais altas (ou seja, > 2 mA) serão bem toleradas tanto por indivíduos saudáveis ​​quanto por PwMS. Além disso, os investigadores supõem que não há efeitos adversos graves de intensidades de estimulação mais altas. Os efeitos colaterais existentes da tDCS em intensidades menores ou iguais a 2 mA incluem ocorrências de baixo grau de formigamento, coceira e sensação de queimação nos locais dos eletrodos; alguns indivíduos relataram dores de cabeça de curta duração (< 5 min). Em um estudo testando a segurança de intensidades maiores semelhantes às aqui propostas, esses mesmos efeitos colaterais foram observados em 50% dos sujeitos. Essa taxa de ocorrência é ligeiramente maior do que estudos usando menos ou igual a 2 mA, mas as magnitudes dos efeitos negativos ainda estavam bem dentro dos limites toleráveis ​​com segurança e eram todos de natureza transitória.

I.6 Antecedentes e importância e/ou Estudos preliminares relacionados a este projeto.

(não indique "ver protocolo") A estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) é uma técnica de estimulação cerebral não invasiva e bem tolerada (1-4) que pode modular a excitabilidade cortical de regiões cerebrais específicas (5), bem como fluxo sanguíneo (6) de maneira dependente da polaridade.

Modelos de fluxo de corrente tDCS (7,8) e descobertas de estudos nos quais a ressonância magnética funcional humana (fMRI) foi usada para medir a atividade cerebral (9-11) sugerem que tDCS pode alterar o processamento em grandes áreas do córtex. Nesse sentido, é provável que os efeitos do tDCS sejam relativamente amplos. Assim, enquanto as mudanças neurais induzidas pelo tDCS estão concentradas em torno das regiões do córtex mais próximas aos eletrodos (12), redes mais amplas de regiões conectadas funcionalmente também podem ser recrutadas (9,10,13,14). Além disso, nenhuma investigação sistemática foi feita para determinar a intensidade de corrente mais eficaz para PwMS.

Há evidências empíricas de que o tDCS com intensidade de corrente entre 1 e 2 mA por 20-40 minutos para sessões únicas ou múltiplas pode ser administrado com segurança e eficácia ao PwMS (15-20). Embora ETCC com intensidades de corrente > 2 mA sejam consideradas seguras 21, nenhum estudo investigou como a atividade cerebral é afetada durante ETCC em intensidades > 2 mA. Embora a segurança de tDCS de alta intensidade em PwMS possa ser inicialmente presumida a partir de trabalhos anteriores usando indivíduos que sofreram um derrame (21), também foi sugerido que mais estudos sobre a segurança de estimulação de alta intensidade em outras populações são necessários para exercer a devida diligência antes de prescrever amplamente intensidades maiores do que a presente convenção (22).

A ativação cerebral em PwMS tem sido investigada com [15O] água e [15O] O2 PET (indexa o metabolismo do oxigênio)(23). Reduções generalizadas no fluxo sanguíneo cerebral e no metabolismo do oxigênio na matéria cinzenta e branca foram relatadas na PwMS (24). Além disso, esses estudos indicam que o grau de redução do metabolismo de oxigênio se correlacionou com pior desempenho cognitivo e escala expandida de estado de incapacidade (EDSS), e que o grau de hipometabolismo cerebral de oxigênio foi associado ao número de recaídas (25).

Supõe-se um estreito acoplamento de perfusão e metabolismo, refletindo a fosforilação oxidativa da glicose como a fonte predominante de produção de energia. Consequentemente, o CBF é frequentemente considerado como uma medida indireta da função e integridade neuronal (26). Isso é apoiado pela associação significativa do metabolismo com CBF regional (rCBF) em diferentes regiões do cérebro (27,28) e com CBF global (gCBF) em vários estados de consciência (29).

Com este estudo, os investigadores serão capazes de comprovar se rCBF é afetado por tDCS, avaliar a quantidade de mudança de sinal em relação a diferentes correntes e medir diferenças na distribuição de CBF sob reatividade de estimulação entre indivíduos saudáveis ​​e PwMS. O objetivo é investigar as mudanças no rCBF após estimulação transcraniana por corrente contínua em diferentes intensidades (1 mA, 2 mA, 3 mA, 4 mA) em indivíduos saudáveis ​​e PwMS. O projeto é uma prova transversal do estudo de princípio em 10 indivíduos saudáveis ​​e 10 PwMS.