Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) é uma técnica de estimulação cerebral não-invasiva que tem demonstrado efeitos terapêuticos iniciais em várias condições neurológicas. O principal mecanismo subjacente a estes efeitos terapêuticos é a modulação da excitabilidade cortical. Portanto, o monitoramento on-line da excitabilidade cortical ajudaria parâmetros de estimulação orientar e otimizar seus efeitos terapêuticos. No presente artigo, vamos rever o uso de um novo dispositivo que combina ETCC simultâneas e monitorização EEG em tempo real.
Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) é uma técnica que proporciona fracas correntes elétricas através do couro cabeludo. Esta corrente eléctrica constante induz alterações na excitabilidade da membrana neuronal, resultando em modificações secundárias na atividade cortical. Embora ETCC tem a maioria dos seus efeitos neuromoduladores no córtex subjacente, ETCC efeitos também podem ser observados em redes neurais distantes. Portanto, EEG concomitante dos efeitos da ETCC pode fornecer informação valiosa sobre os mecanismos de ETCC. Além disso, o EEG pode ser um marcador substituto importante para os efeitos da ETCC e, portanto, pode ser utilizado para optimizar os seus parâmetros. Este sistema de EEG-ETCC combinado pode também ser utilizado para o tratamento preventivo de doenças neurológicas caracterizadas por picos anormais de excitabilidade cortical, como convulsões. Tal sistema ser a base de um dispositivo de circuito fechado não-invasiva. Neste artigo, é apresentado um novo dispositivo, que é capaz de utilalizar ETCC e EEG em simultâneo. Para isso, descrevemos de forma passo-a-passo os principais procedimentos da aplicação deste dispositivo usando figuras esquemáticas, tabelas e demonstrações em vídeo. Além disso, oferecemos uma revisão da literatura sobre os usos clínicos da ETCC e seus efeitos corticais medidos por meio de técnicas de EEG.
Estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) é uma técnica que utiliza fracos e direta correntes elétricas entregues continuamente através do couro cabeludo para induzir mudanças na excitabilidade cortical 1, 2. Utilizando os potenciais evocados motoras como um marcador da excitabilidade do córtex motor, Nitsche Paulus e 3 demonstraram que a direcção dos efeitos sobre o cérebro ETCC é específico da polaridade: estimulação catódica induz uma diminuição da excitabilidade cortical, enquanto que a estimulação anódica induz um aumento da excitabilidade cortical . Este efeito sobre a excitabilidade cortical pode durar mais de uma hora após a estimulação. Estas alterações induzidas nos ETCC excitabilidade cortical pode resultar em efeitos comportamentais significativos. Uma questão importante é a variabilidade de efeitos ETCC no comportamento. Existem várias razões para explicar essa variabilidade. Estudos sobre RMf 4 e electroencefalografia (EEG) de 5,6 mostram que embora ETCC tem a effe mais activadorct no córtex subjacente, a estimulação evoca alterações difundido em outras regiões do cérebro. Além disso, demonstrou-se que os efeitos ETCC depender do estado de actividade basal cortical 7. Por conseguinte, dado que estas fontes de variabilidade, a utilização de melhores substitutos para medir os efeitos da ETCC é desejável.
Neste contexto, propomos o uso de EEG concomitante de fornecer dados em tempo real sobre o impacto da ETCC na excitabilidade cortical por várias razões. Em primeiro lugar, para otimizar os parâmetros de estimulação de ETCC. Em segundo lugar, para fornecer insights sobre novos alvos para terapias. Em terceiro lugar, para garantir a segurança durante a estimulação do cérebro, especialmente em crianças. Em quarto lugar, para auxiliar na detecção precoce e tratamento de convulsões em pacientes com epilepsia de difícil controle ou seja, sistema de circuito fechado. Finalmente, este dispositivo também pode ter um potencial de aplicação em sistemas de interface cérebro-computador.
Devido ao papel fundamentalde monitorar as mudanças de excitabilidade cortical relacionadas com estimulação cerebral não-invasiva, o objetivo deste artigo é demonstrar como combinar o uso da ETCC com EEG por meio de um novo dispositivo (StarstimÒ – Neuroelectrics Instrumento Controller, v 1.0; Rev 2012-08 -01, Neurolelectrics, Barcelona, Espanha). Deve notar-se que este artigo não fornece pormenores da aplicação ETCC. Para uma compreensão completa da aplicação dessa técnica, recomendo a leitura do artigo sobre ETCC de DaSilva et al 11.
As questões de segurança
Inicialmente, os indivíduos devem ser rastreados para quaisquer contra-indicações para ETCC 11. Ver também as lesões da pele ou doenças, uma vez que existe evidência de lesões ETCC induzida de acordo com a integridade da pele. Se ETCC é fortemente indicada por uma área lesada, é possível fazê-lo em menor intensidade, ou seja, 0,5-1,0 mA. No entanto, não é garantido que isso vai impedir que as irritações da pele ou lesões. Assim, a condição da pele sob os eléctrodos devem ser inspeccionadas antes e depois ETCC 2.
Impedância e eletrodos
Impedâncias eléctrodo deve ser tão baixo quanto possível. Isto reduz o risco de interferência de ruído interno e externo ou sinais distorcidos. Impedances deve também ser de novo sempre que houver qualquer artefacto presente no sinal 37.
Todos os eletrodos devem ser de boa qualidade, com superfícies intactas. Reeletrodos utilizáveis com superfícies inconsistentes pode criar densidades de corrente irregulares. Todos os eletrodos de superfície devem ser aplicadas com gel condutor suficiente para garantir a baixa impedância, e as impedâncias devem ser verificados para artefatos 37.
Sistemas de circuito fechado
Um sistema de circuito fechado é um sistema capaz de diagnosticar anormalidades eletrofisiológicas e tratá-los prontamente 8, 10. Um exemplo ilustrativo é o detector de pico EEG para uma crise que se aproxima. Este princípio tem sido aplicado com êxito em doentes com epilepsia grave. Morrell e colegas nove tratados 191 pacientes com epilepsia de difícil controle através de um cérebro estimulador implantado e observaram uma redução significativa da frequência de crises, bem como melhorias na qualidade de vida. Apesar do sucesso, os procedimentos invasivos estão associados a riscos e complicações, como infecção local ou de humor ou cognitivas efeitos indesejáveis e, portanto, uma alternative, a abordagem não invasiva é desejável. Assim, o presente dispositivo pode representar uma opção interessante para aqueles pacientes que necessitam de diagnóstico neurofisiológico rápido e tratamento imediato, como pacientes epilépticos.
A aplicação do sistema de circuito fechado não pode ser restrito a pacientes com epilepsia apenas. Uma série de estudos recentes têm sugerido que alterações no EEG podem ser marcadores de várias doenças neuropsiquiátricas 30. Usando uma combinação de ETCC e EEG também poderia ser útil para optimizar os parâmetros de estimulação. Esses algoritmos são ainda pouco desenvolvida, mas a combinação de resultados de estudos de EEG e ETCC pode ajudar nesse desenvolvimento.
Comparado ao TMS, o qual é uma outra técnica de estimulação cerebral não-invasiva, ETCC é considerado muito mais adequado para fins terapêuticos, principalmente por causa do seu baixo custo e portabilidade relativa. Além disso, ter um sistema que usa um boné de cabeça com pré-determinada electrode locais pode padronizar localização do estímulo e melhorar os resultados. Outra vantagem deste dispositivo é a possibilidade de estimular mais de um local, ao mesmo tempo, o que tem sido encontrado para ser clinicamente superior à estimulação convencional, de acordo com alguns autores, 38, 39.
Embora o dispositivo apresenta claras vantagens, algumas limitações devem ser tratadas a fim de melhorar o dispositivo para o futuro. Em primeiro lugar, o dispositivo não pode estimular e gravar sinais de EEG no mesmo local simultaneamente (ver Figura 9). Em segundo lugar, o número de canais disponíveis para gravar EEG é acessível. A recomendação usual é a utilização de pelo menos 16 canais para um estudo adequado EEG 40 e até mais canais para eletro-oculografia para detectar artefatos de movimento dos olhos. Com efeito, nos últimos anos, tem havido uma tendência para aumentar o número de canais em estudos de EEG / ETCC (Tabela 3). Apesar do baixo número de canais miGHT afectar a sensibilidade na detecção das alterações dinâmicas na excitabilidade cortical, tal sistema pode ainda ser útil para encontrar algoritmos para locais de eléctrodos específicos.
The authors have nothing to disclose.
PS recebeu apoio financeiro da CAPES, Brasil. Este trabalho foi parcialmente financiado com uma bolsa da CIMIT. Os autores também são gratos a Fligil Uri por sua assistência técnica e Olivia Gozel e Noelle Chiavetta pela ajuda na edição deste manuscrito.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material | |||
Neoprene HeadCap | Neuroelectrics | NE019 | 1 |
Neoprene Headband | Neuroelectrics | NE020 | 1 |
Frontal dry electrode front-end | Neuroelectrics | NE021 | 4 |
Gel electrode front-end | Neuroelectrics | NE022 | 8 |
Gel Bottle 60cl | Neuroelectrics | NE016 | 1 |
Stimulation electrode Pi cm2 | Neuroelectrics | NE024 | 8 |
Saline solution bottle 100ml | Neuroelectrics | NE033 | 1 |
Sponge electrode fron-end 25 cm2 | Neuroelectrics | NE026 | 4 |
Adhesive Electrode Front-end | Neuroelectrics | NE025 | 25 |
USB Bluetooth Dongle | Neuroelectrics | NE031 | 1 |
USB card with software | Neuroelectrics | NE015 | 1 |
Curved Syringe | Neuroelectrics | NE014 | 1 |
microUSB NECBOX charger | Neuroelectrics | NE013 | 1 |
Electrode cable | Neuroelectrics | NE017 10 | 1 |
Material Name | |||
StarStim NECBOX | Neuroelectrics | NE012 | 1 |