Estimulación eléctrica cerebral transcraneal en roedores alerta

La administración transcranial de corrientes eléctricas en el cerebro (tES) se ha utilizado durante décadas para estudiar la función cerebral y para modificar el comportamiento. Más recientemente, la aplicación dirigen de las corrientes, o con menos frecuencia corrientes alternas (TAC y tRNS), de forma no invasiva a través del cráneo intacto por medio de dos o más electrodos (anode(s) y cathode(s)) ha ganado interés científico y clínico. En particular, tDCS se ha utilizado en sesiones de más de 33.200 en sujetos sanos y pacientes con enfermedades neuropsiquiátricas y ha surgido como una caja fuerte y fácil, rentable aplicación cabecera, con posible potencial terapéutico como de larga duración efectos conductuales¹. Esto claramente produjo el aumento de la necesidad y el interés científico en el estudio de mecanismos, incluyendo aspectos de seguridad. Este artículo se centra en la forma más utilizada de estimulación, tDCS.

Entre especies, tDCS modula la excitabilidad cortical y la plasticidad sináptica. Cambios de excitabilidad se han divulgado como alteración de la polaridad-dependiente de la tasa de disparo neuronal espontánea en ratas y gatos^2,3,4, o como cambios en la amplitud de (MEP) potenciales evocados motor en humanos y ratones ( aumentado después anódicas y disminuido después de tDCS cathodal: humano^5,6; ratón⁷). Anódicas DCS aumenta la eficacia sináptica cortical motor o hippocampal sinapsis en vitro por varias horas después de la estimulación o potenciación de plazo largo (LTP), cuando aplicado junto con una entrada sináptica débil específica o cuando se administra antes de una plasticidad inducir la estimulación^8,9,10,11,12. De acuerdo, los beneficios de la estimulación en el éxito de la formación, motor o cognitivo a menudo se revelan sólo si tDCS es aplicada conjuntamente con el entrenamiento de^8,13,14,15. Estos resultados anteriores se atribuyen principalmente a las funciones de las neuronas, se debe observar que las células no-neuronales (glia) también pueden contribuir a efectos funcionales de tDCS. Por ejemplo, los niveles de calcio intracelular astrocytic aumentaron durante anódicas tDCS en ratones alerta¹⁶. Del mismo modo, tDCS anódicas en densidades de corriente por debajo del umbral para la neurodegeneración inducida por una activación dependiente de la dosis de microglia¹⁷. Sin embargo, la modulación de la interacción de la neurona-glia de tDCS necesita aún más investigación específica.

Tomado Junta, animal investigación claramente había avanzado nuestro conocimiento sobre el efecto modulador de la tDCS en excitabilidad y la plasticidad. Sin embargo, existe un observable de la “brecha de traslación inversa” en el aumento exponencial en las publicaciones de los estudios de tDCS humana en contraste con el lento y menor aumento en las investigaciones de los mecanismos subyacentes de tES en in vitro y en vivo modelos animales. Además, tES roedores modelos se realizan con alta variabilidad a través de laboratorios de investigación (desde transdérmica epicranial estimulación), y procedimientos de estimulación divulgado a menudo no son totalmente transparentes, lo que dificulta la comparabilidad y replicación de datos de la investigación básica así como la interpretación de los resultados.

Aquí, describimos en detalle la aplicación quirúrgica de un montaje de estimulación transcraneal cerebral dirigidos a la corteza primaria del motor, que permite la traducción a la condición humana tDCS minimizando la variabilidad y estimulación repetida sin obstaculizan el comportamiento. Se proporciona un protocolo paso a paso para la subsecuente tES en ratas alerta. Se discuten aspectos metodológicos y conceptuales de aplicación segura de tES en roedores alerta.