Estimulación por corriente directa transcraneal (tDCS) en ratones

Estimulación por corriente directa transcraneal (tDCS) es una técnica no invasiva, de bajo costo y terapéutica, que se centra en la modulación neuronal mediante el uso de corriente continua de baja intensidad¹. Actualmente hay dos configuraciones (anódicas y cathodal) para tDCS. Mientras que la estimulación anódicas ejerce un campo eléctrico actual demasiado débil para desencadenar potenciales de acción, estudios de electrofisiología han demostrado que este método produce cambios en la plasticidad sináptica². Por ejemplo, hay evidencia que tDCS induce efectos a largo plazo (LTP) la potenciación como el pico de mayor amplitud de los potenciales postsinápticos excitatorios^3,4 y modulación de la excitabilidad cortical⁵.

Por el contrario, cathodal estimulación induce inhibición, dando por resultado la hiperpolarización de la membrana⁶. Una hipótesis para este mecanismo se basa en los hallazgos fisiológicos donde se describe la tDCS para modular la frecuencia del potencial de acción y duración en el cuerpo neuronal³. En particular, este efecto no directamente evocar potenciales de acción, aunque se puede cambiar el umbral de despolarización y facilitar u obstaculizar el disparo neuronal⁷. Estos efectos de contraste han demostrado previamente. Por ejemplo, anódicas y cathodal estimulación produce efectos opuestos en condicionado respuestas registradas mediante electromiografía actividad en conejos⁸. Sin embargo, los estudios también han demostrado que sesiones de estimulación anódicas prolongada pueden disminuir excitabilidad mientras aumento cathodal corrientes puede conducir a la excitabilidad, que presenta efectos auto contraste³.

Estímulos tanto anódicas como cathodal agregan el uso de pares de electrodos. Por ejemplo, en estimulación anódicas, el “activo” o “ánodo” electrodo se coloca sobre la región del cerebro a ser modulada mientras que el electrodo de “referencia” o el “cátodo” está situado en una región donde el efecto de la corriente se supone que es insignificante⁹. En la estimulación cathodal, disposición de electrodos se invierte. La intensidad de estimulación para pinza eficaz depende de la intensidad de corriente y dimensiones del electrodo, que afectan el eléctrico campo diferente de¹⁰. En estudios más publicados, la intensidad de corriente promedio es entre 0.10 a 2.0 mA y 0.1 mA a 0,8 mA de humanos y ratones, respectivamente^6,11. Aunque el tamaño de electrodo de 35 cm² se utiliza normalmente en los seres humanos, no hay adecuada comprensión en cuanto a dimensiones de electrodos para los roedores y una investigación más exhaustiva es necesario⁶.

Pinza se ha propuesto en los estudios clínicos con la tentativa de ofrecer un tratamiento alternativo o complementario para varios trastornos neurológicos y neuropsiquiátricos¹¹ como epilepsia¹², trastorno bipolar¹³, carrera⁵ , mayor depresión¹⁴, enfermedad de Alzheimer¹⁵, esclerosis múltiple¹⁶ y¹⁷de la enfermedad de Parkinson. A pesar del creciente interés en pinza y su uso en ensayos clínicos, detalle celular y alteraciones moleculares evocados en el tejido cerebral, corto y efectos de larga duración, así como medidas de resultado conductuales, son sin embargo ser más profundamente investigado^{18, 19}. desde un enfoque humano directo estudiar a fondo tDCS no es viable, el uso de un modelo animal de tDCS puede ofrecer información valiosa sobre los acontecimientos celulares y moleculares subyacentes a los mecanismos terapéuticos de la tDCS debido a la accesibilidad a la tejido fino del cerebro del animal.

Evidencia disponible es limitada con respecto a modelos de tDCS en ratones. La mayoría de los modelos reportados utiliza diferentes diseños de implantación, electrodo de dimensiones y materiales. Por ejemplo, Winkler et al. (2017) implantado el electrodo principal (Ag/AgCl, 4 mm de diámetro) llenado de solución salina y se fija al cráneo con tornillos y cemento acrílico²⁰. A diferencia de nuestro enfoque, los electrodos del pecho fue implantado (platino, 20 x 1.5 mm). Nasehi et al. (2017) utilizan un procedimiento muy similar al nuestro, aunque el electrodo torácico fue hecho de una esponja empapada en solución salina (carbón lleno, 9.5 cm²)²¹. Otro estudio implanta dos electrodos en la cabeza del animal, que fue alcanzada usando las placas fijas y cubriendo la cabeza del animal con un hidrogel conductor²². Aquí, describimos un modelo de ratón de pinza que usa un electrodo crónicamente implantado a través de la simple instalación quirúrgica procedimientos y pinza (figura 1).