TDCS convencional ou de alta definição para melhorar a aprendizagem implícita da sequência motora em jovens adultos saudáveis?

DESIGN DE ESTUDO

Os investigadores conduzirão um estudo simples-cego, controlado por simulação e contrabalançado. Para o aspecto específico da sequência de IMSL (resultado primário), uma ANOVA fatorial mista de medidas repetidas será realizada com "dispositivo" (2 níveis: tDCS convencional, HD tDCS) como fator entre sujeitos e "estimulação" (2 níveis: anodal, sham), "blocos" (2 níveis: bloco aleatório, média de blocos adjacentes) e "tempo" (3 níveis: durante, pós5min, pós1semana) como fatores intrassujeitos. Da mesma forma, para aprendizagem geral (resultado secundário), uma ANOVA de medidas repetidas fatoriais mistas será executada com "dispositivo" (2 níveis: tDCS convencional, HD tDCS) como fator entre sujeitos e "estimulação" (2 níveis: anódico, simulado) , "blocos" (7 níveis: Blocos 1-6, Bloco 8) e "tempo" (3 níveis: durante, pós5min, pós1semana) como fatores dentro das disciplinas. Os participantes são designados aleatoriamente para o grupo tDCS convencional ou para o grupo HD tDCS por randomização em bloco. Todos os participantes receberão ETCC anódica (real) e simulada (placebo) em ordem aleatória. A compensação será feita por um investigador independente usando o Microsoft Excel®.

ESTRATÉGIA DE RECRUTAMENTO

Jovens adultos saudáveis ​​serão recrutados na Vrije Universiteit Brussel. Não há restrições ou proibições para os sujeitos.

MATERIAIS

Para o tDCS convencional, um estimulador de corrente contínua de baixa intensidade 1x1 (Soterix Medical Inc, Nova York, EUA) será usado para gerar e fornecer tDCS por meio de um par de eletrodos de borracha quadrados idênticos (tamanho 35 cm2), colocados em recipientes retangulares embebidos em solução salina esponjas. Para a estimulação de M1, os eletrodos serão colocados sobre C3 ou C4 de acordo com o sistema internacional de eletroencefalograma 10-20, combinando com o M1 contralateral à mão executora. O eletrodo de referência será posicionado em F1 ou F2, ipsilateral à mão executora.

A estimulação atual aumentará lentamente de 0 miliamperes (mA) para 2 mA em um minuto. Para a condição tDCS anódica, essa intensidade será mantida durante a tarefa SRT (aproximadamente 20 minutos), o que está dentro dos padrões de segurança baseados em evidências para tDCS. Isso resultará em uma densidade de corrente de 0,057 mA/cm2. Para a condição tDCS simulada - sem o conhecimento do sujeito - a estimulação será gradualmente diminuída para 0 mA imediatamente após o aumento de um minuto. Durante o último bloco da tarefa SRT, este aumento e diminuição gradual da estimulação atual será repetido para otimizar o processo de cegamento dos participantes. Para controlar o cegamento dos sujeitos, após a última sessão será perguntado aos sujeitos se eles estavam cientes da condição de estimulação ou não. Efeitos colaterais transitórios serão inventariados pelo experimentador durante e duas semanas após o protocolo tDCS, e podem incluir uma leve sensação de coceira sob o eletrodo, vermelhidão da pele sob o eletrodo, dor de cabeça, náusea, fadiga ou insônia.

Para o tDCS de alta definição, um adaptador de estimulação multicanal 4x1 (Soterix Medical Inc, Nova York, EUA) será usado para fornecer HD tDCS em M1. Ao conectar o dispositivo tDCS convencional (descrito acima) a este adaptador de estimulação multicanal, a corrente contínua é fornecida ao longo da configuração 4x1 HD tDCS, permitindo a neuromodulação restrita à área desejada. Em contraste com os eletrodos de esponja relativamente grandes usados ​​em montagens tDCS convencionais (Figura 1A), a estimulação via HD tDCS é fornecida por meio de um eletrodo de gel central e quatro eletrodos de retorno colocados em invólucros de plástico embutidos em uma tampa de EEG (Figura 1B ). A configuração do dispositivo será feita de acordo com o extenso protocolo experimental fornecido por Villamar e colegas (2013). Para a estimulação do M1 esquerdo, contralateral à mão direita, a estimulação anódica será aplicada através do eletrodo central correspondente a C3 e mantida no lugar usando a tampa sintética especialmente projetada para segurar os eletrodos HD-tDCS na cabeça. Os eletrodos de retorno são posicionados em Cz, F3, T7 e P3 (sistema internacional de eletroencefalograma 10-20), consulte a Figura 2. Para o M1 direito, contralateral à mão esquerda executora, o eletrodo central será posicionado em C4 com os eletrodos de retorno em Cz, F4, T8 e P4. A corrente contínua estimuladora (anodal) será aumentada por 60 segundos até uma intensidade de 2 mA e mantida durante a tarefa SRT (cerca de 20 minutos).

A tarefa Serial Reaction Time (SRT-task) será usada para determinar IMSL. A tarefa SRT será realizada em um laptop usando o software E-Prime® (Psychology Software Tools, Inc., Pittsburgh, Pensilvânia, EUA). Os participantes serão solicitados a pressionar as teclas de resposta alinhadas horizontalmente C, V, B, N de um teclado azerty padrão para um alvo mais à esquerda, à esquerda, à direita e mais à direita, respectivamente. As respostas serão dadas com o dedo indicador da mão menos afetada no caso das pessoas com DP e com a mão dominante no caso dos controles saudáveis. Se ambas as mãos forem igualmente afetadas nas pessoas com DP, a mão dominante também será usada. As teclas de resposta C, V, B e N serão as únicas teclas visíveis, todas as outras teclas serão cobertas.

PROCEDIMENTO

O experimento será realizado em um laboratório da Vrije Universiteit Brussel (VUB) ou em uma sala silenciosa na casa do participante, sob a supervisão do pesquisador.

Após uma sessão de triagem (T0), na qual as características demográficas basais (sexo, idade, mão dominante) serão coletadas. Os participantes serão designados para o grupo tDCS convencional ou para o grupo HD tDCS e serão vistos quatro vezes (T1-T4) ao longo de no mínimo cinco a no máximo onze semanas. Todas as quatro sessões começarão com uma tarefa SRT prática de um bloco aleatório de 25 tentativas, seguida pela tarefa SRT experimental real de oito blocos de 72 tentativas com um intervalo de trinta segundos entre os blocos consecutivos. Nos blocos 1 a 6 e no bloco 8, a ordem do alvo (ou seja, ponto preto) os locais seguirão uma sequência repetida. Isso é desconhecido para o participante. A justificativa é que os tempos de reação diminuirão com a repetição da sequência nos Blocos 1-6 e 8, denotando um efeito geral do treinamento (medida de resultado secundária). Quando a sequência repetida muda repentinamente para uma sequência aleatória no Bloco 7, o tempo de reação aumentará no Bloco 7 e diminuirá mais uma vez no Bloco 8 sequenciado regularmente, denotando um efeito de aprendizado específico da sequência (medida de resultado primário). Para controlar possíveis efeitos de transferência, a tarefa SRT seguirá uma sequência diferente em cada condição de estimulação (por exemplo, 132342134142 nos T1-T2 e 243413241213 nos T3-T4). Para garantir que o IMSL seja independente de uma sequência específica, seis sequências diferentes, estruturalmente idênticas, de 12 elementos serão contrabalançadas entre os participantes.

A primeira sessão de intervenção (T1) será planejada pelo menos 1 semana após a sessão de triagem (T0) e consistirá em tDCS ativo (anódico) ou tDCS simulado (placebo) administrado durante a tarefa SRT. Cinco minutos após o tDCS, os indivíduos serão solicitados a realizar uma versão curta de três blocos da tarefa SRT sem aplicação de tDCS para investigar os possíveis efeitos de consolidação de curto prazo: Blocos 1 e 3 seguindo a mesma sequência regular anterior; Bloco 2 seguindo uma sequência aleatória.

A segunda sessão (T2) será planejada uma semana depois. Durante esta sessão pós-ETCC de uma semana, será realizada a mesma versão completa da tarefa SRT da semana anterior, desta vez sem a aplicação de tDCS, para determinar os possíveis efeitos de consolidação a longo prazo. Após T2, um período de washout de pelo menos três semanas será planejado para controlar os efeitos de transição entre as duas condições de estimulação (ETCC ativa/simulada). Ocorrerá o cruzamento e o mesmo procedimento com a condição de estimulação oposta será repetido durante a terceira (T3) intervenção e a quarta (T4) sessão de acompanhamento. Metade dos participantes em cada grupo terá recebido ETCC ativa durante T1 e ETCC simulada durante T3, enquanto a outra metade dos participantes terá recebido essas condições em ordem reversa e aleatória.

A estimulação de corrente aumentará lentamente de 0 mA para 2 mA em um minuto. Para a condição tDCS anódica, esta intensidade será mantida durante a tarefa SRT (aproximadamente 20 minutos). construir.

Um questionário pós-tarefa SRT será preenchido após a última sessão (T4) para determinar se os participantes ficaram cientes da natureza sequencial da tarefa. Se os participantes indicarem que acreditam que uma sequência específica apareceu, eles terão que reproduzir a sequência da última sessão da forma mais correta possível.

ANÁLISE ESTATÍSTICA

Todas as análises estatísticas serão realizadas usando o International Business Machines (IBM) Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) Statistics versão 26. O nível de significância será estabelecido em α = 0,05. Uma tendência de significância será definida como 0,05 ≤ α < 0,10. Correções apropriadas para comparações múltiplas serão feitas quando necessário. Os tamanhos de efeito f de Cohen serão relatados, com valores de 0,10, .25 e .40 representando tamanhos de efeito pequeno, médio e grande, respectivamente.

No caso de efeitos nulos, os investigadores concluirão que não há evidência de diferença entre as condições. No entanto, os investigadores também calcularão fatores de Bayes post-hoc para cada grupo (tDCS convencional, HD tDCS) para avaliar se a falta de diferença no aprendizado de sequência entre as condições de estimulação anódica e simulada pode ser interpretada como evidência da ausência de um efeito de tDCS no aprendizado de sequência.

Análises de correlação, corrigidas por Bonferroni para comparações múltiplas, serão realizadas para investigar se a quantidade de IMSL se correlaciona com variáveis ​​demográficas (incluindo subtipos clínicos de DP). Se as suposições para testes paramétricos forem violadas, a alternativa não paramétrica Spearman's Rho será calculada.

Os resultados das tarefas SRT durante, 5 minutos após e uma semana após o tDCS simulado servirão como medidas de linha de base a serem comparadas com os resultados após o tDCS anódico real.

As análises do desempenho da tarefa SRT serão baseadas no tempo de reação mediano (RT) por bloco, em vez do RT médio, para minimizar possíveis efeitos discrepantes. As tentativas de prática, a primeira resposta após cada intervalo, as respostas erradas e as respostas após um erro serão excluídas das análises. Os RTs medianos por bloco serão analisados ​​para determinar (1) um efeito de aprendizado geral (medida de resultado secundário) e (2) um efeito de aprendizado específico de sequência (medida de resultado primário).

Os efeitos gerais de aprendizagem durante e uma semana após o tDCS serão derivados de um declínio nos TRs medianos ao longo dos sete blocos sequenciados regularmente (ou seja, Blocos 1-6 e Bloco 8). Isso não será aplicável à tarefa SRT pós-tDCS de 5 minutos, pois é uma versão curta com apenas três blocos. Uma ANOVA de medidas repetidas 2x2x2x7 será realizada com dispositivo (tDCS convencional, HD tDCS) como fator entre sujeitos e estimulação (ativa, simulada), tempo (durante, após 1 semana) e bloco (Blocos 1-6, Bloco 8) como dentro -sujeitos fatores.

Os efeitos de aprendizado específicos da sequência durante, 5 minutos e 1 semana pós-ETCC serão analisados ​​subtraindo a média dos RTs medianos dos blocos sequenciados adjacentes (Blocos 6 e 8 durante a estimulação e uma semana após o ETCC; Blocos 1 e 3 em 5 minutos pós-ETCC) do TR mediano do bloco aleatório (Bloco 7 durante a estimulação e 1 semana pós-ETCC; Bloco 2 aos 5 minutos pós-ETCC). Será realizada uma ANOVA de medidas repetidas 2x2x2x3 (ou testes de postos assinados de Friedman e Wilcoxon como alternativas não paramétricas) com dispositivo (tDCS convencional, HD tDCS) como fator entre sujeitos e estimulação (ativa, sham), sequência (bloqueio aleatório, média de blocos sequenciados adjacentes) e tempo (durante, após 5 minutos, após 1 semana) como fatores dentro do sujeito.

Caso as suposições de esfericidade sejam violadas, as correções de Greenhouse-Geisser ou Huynh-Feldt serão relatadas. Os testes t corrigidos por Bonferroni serão implementados para analisar ainda mais os efeitos principais e de interação significativos.

As porcentagens de erro na tarefa SRT são geralmente pequenas e, portanto, devido a um número limitado de observações, menos sensíveis ao IMSL. A porcentagem de reações errôneas por bloco será calculada para ambas as condições de estimulação (anódica, simulada) e para as três medições ao longo do tempo (concorrente, pós5 minutos, pós1 semana). O teste Shapiro-Wilk de resíduos será realizado para avaliar a normalidade da distribuição.

A pontuação sequencial, como medida de resultado para o conhecimento explícito, será considerada uma covariável nas análises. Um teste t de amostras independentes (ou teste alternativo não paramétrico de Mann-Whitney U) será realizado para verificar se os escores sequenciais (x/12) do grupo tDCS convencional são diferentes do grupo HD tDCS.