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(cc) Klara Hemmerich.<\/p><\/div>\n
Existe evidencia de que en tiempos tan remotos como la antig\u00fcedad greco-romana se colocaban peces con propiedades el\u00e9ctricas sobre la cabeza de personas con el fin de aliviar ciertas dolencias, como la migra\u00f1a o alteraciones del estado an\u00edmico. Desde entonces el empleo de la corriente el\u00e9ctrica para tratar estados patol\u00f3gicos o deficiencias se ha refinado progresivamente hasta el desarrollo de una t\u00e9cnica protocolizada, segura y eficaz, para modular el funcionamiento cerebral. Aqu\u00ed abordamos los principios b\u00e1sicos de la estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica transcraneal y su uso en la modulaci\u00f3n de procesos cognitivos tan relevantes como la atenci\u00f3n.<\/em><\/p>\n <\/p>\n [Versi\u00f3n en pdf]<\/a><\/p>\n Desde los primeros experimentos con peces el\u00e9ctricos para modificar el estado de \u00e1nimo, pasando por la terapia electro-convulsiva, las actuales t\u00e9cnicas de neuro-estimulaci\u00f3n mediante corriente el\u00e9ctrica han adquirido un lugar prominente entre las t\u00e9cnicas de estimulaci\u00f3n cerebral no invasiva (Yavari, Jamil, Mosayebi Samani, Vidor y Nitsche, 2018). La estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica transcraneal (tES, del ingl\u00e9s \u00abtranscranial Electrical Stimulation\u00bb) consiste en aplicar una corriente el\u00e9ctrica de baja intensidad mediante electrodos situados sobre el cuero cabelludo. La tES funciona modificando la actividad cerebral en regiones pr\u00f3ximas a los electrodos (la resoluci\u00f3n espacial depende del montaje de estimulaci\u00f3n) al modular los umbrales de activaci\u00f3n de las c\u00e9lulas (polarizaci\u00f3n neural). Es decir, la tES no activa o impide la activaci\u00f3n de neuronas, sino que aumenta o disminuye, respectivamente, las probabilidades de que esto ocurra. La t\u00e9cnica ha mostrado ser muy segura, permitiendo intervenciones con sesiones m\u00faltiples que, aparte de un efecto transitorio y directo sobre el cerebro, facilitan procesos asociativos o de aprendizaje a largo plazo (Knotkova, Nitsche, Bikson y Woods, 2019).<\/p>\n En cuanto al funcionamiento de la tES, cabe plantearse c\u00f3mo circula la corriente para ejercer su efecto en el cerebro. En un circuito el\u00e9ctrico simple (p.ej., una pila que mantiene encendida una bombilla, Figura 1.a, izquierda) la corriente se mueve circularmente entre los elementos f\u00edsicos que lo componen. Cuando se aplica corriente a la cabeza (Figura 1.a, derecha), la electricidad emerge del electrodo positivo (denominado \u00e1nodo), se disipa m\u00ednimamente por el cuero cabelludo, atraviesa las diversas capas de protecci\u00f3n que recubren el cerebro (Figura 1.b) y viaja por \u00e9ste hasta salir por el electrodo negativo (c\u00e1todo). En la zona del cerebro pr\u00f3xima al \u00e1nodo se produce un efecto excitador, facilitando la comunicaci\u00f3n entre las neuronas subyacentes al aumentar su probabilidad de activaci\u00f3n. Por el contrario, en la zona pr\u00f3xima al c\u00e1todo se produce un efecto inhibidor, debilitando la activaci\u00f3n de neuronas en esta regi\u00f3n (Datta, Zhou, Su, Parra y Bikson, 2013). La Figura 1.c muestra un protocolo de estimulaci\u00f3n concreto (empleado por Luna y col., 2020) sobre la regi\u00f3n parietal posterior (izquierda) y la regi\u00f3n del cerebro susceptible de ser modulada a ra\u00edz de la estimulaci\u00f3n (derecha).<\/p>\n Figura 1.- a) Circuito el\u00e9ctrico simple con una pila y una bombilla (izquierda), en comparaci\u00f3n con el circuito de tES con el estimulador (equivalente a la pila) donde la corriente entra en el punto 1 del cerebro y sale por en el punto 2, retornando al estimulador. b) Capas protectoras del cerebro que la electricidad ha de atravesar para llegar al mismo (LCR: l\u00edquido cefalorraqu\u00eddeo). c) Representaci\u00f3n del montaje de estimulaci\u00f3n de alta definici\u00f3n en la regi\u00f3n parietal posterior derecha empleado por Luna y col. (2020), mostrando los electrodos de entrada (rojo) y salida (azul) de la corriente a la izquierda. A la derecha se muestra el patr\u00f3n de difusi\u00f3n de la corriente el\u00e9ctrica resultante de este protocolo, donde los colores m\u00e1s c\u00e1lidos representan corriente positiva, mientras que los colores m\u00e1s fr\u00edos, corriente negativa. Aqu\u00ed, la regi\u00f3n activada por la entrada de corriente (bajo la flecha roja), se restringe a un \u00e1rea muy espec\u00edfica al tener los electrodos de salida (flechas azules) posicionados cercana y circularmente alrededor de este.<\/p><\/div>\n Habiendo explicado brevemente el funcionamiento de la tES, tambi\u00e9n cabe plantearse c\u00f3mo y cu\u00e1ndo aplicarla eficazmente. Con respecto al c\u00f3mo, adem\u00e1s de ajustar la intensidad (hasta 2.5 miliamperios) y duraci\u00f3n (10-40 minutos), han de posicionarse los electrodos considerando el efecto deseado (excitador o inhibidor), la localizaci\u00f3n anat\u00f3mica de la funci\u00f3n a modular (Fregni y col., 2015), y la resoluci\u00f3n espacial del montaje de estimulaci\u00f3n. La combinaci\u00f3n de estos par\u00e1metros determina el efecto de la tES. Adem\u00e1s, en relaci\u00f3n al cu\u00e1ndo, parece que lo m\u00e1s eficaz es aplicar la estimulaci\u00f3n mientras se realiza una tarea que implique el \u00e1rea estimulada. As\u00ed, se reforzar\u00edan (pr\u00f3ximo al \u00e1nodo) o debilitar\u00edan (pr\u00f3ximo al c\u00e1todo) de manera espec\u00edfica las conexiones activas en las \u00e1reas de inter\u00e9s (Knotkova y col., 2019).<\/p>\n En cuanto a la aplicabilidad de la tES, se sabe que esta permite modular diversas funciones cognitivas, entre ellas la atenci\u00f3n (Coffman, Clark y Parasuraman, 2014). Para ilustrar c\u00f3mo se puede usar la estimulaci\u00f3n con este fin, ponemos como ejemplo una aplicaci\u00f3n de tES para modular la vigilancia, un sub-proceso atencional. La vigilancia, entendida como el mantenimiento de un estado de preparaci\u00f3n para responder a est\u00edmulos infrecuentes pero relevantes del entorno a lo largo del tiempo, se ejerce en ciertos trabajos (p.ej., el control a\u00e9reo) y en contextos cotidianos (p.ej., conducci\u00f3n a larga distancia). Evaluando esta capacidad mediante tareas de laboratorio, con el tiempo se observa una ca\u00edda del rendimiento, denominada decremento en vigilancia, que puede tener graves consecuencias en entornos laborales o dificultar la interacci\u00f3n con el entorno en poblaciones cl\u00ednicas (p.ej., personas con un da\u00f1o cerebral adquirido y\/o d\u00e9ficits atencionales). El funcionamiento de la vigilancia se asocia a una red de estructuras y patrones de actividad fronto-parietal predominantemente del hemisferio derecho (Luna, Marino, Macbeth y Lupi\u00e1\u00f1ez, 2016<\/a>). As\u00ed, para mitigar el decremento en vigilancia, podr\u00eda emplearse tES con un fin excitador, posicionando el \u00e1nodo en estas regiones durante la realizaci\u00f3n prolongada de una tarea. En un estudio reciente (v\u00e9ase la Figura 2), la aplicaci\u00f3n de tES sobre \u00e1reas fronto-parietales del hemisferio derecho mitig\u00f3 el decremento en la detecci\u00f3n correcta de se\u00f1ales inusuales, comparado con un grupo de estimulaci\u00f3n simulada (v\u00e9ase Luna y col., 2020, para m\u00e1s detalle).<\/p>\n Figura 2.- Modulaci\u00f3n de tES directa an\u00f3dica sobre la detecci\u00f3n de se\u00f1ales inusuales en una tarea de aproximadamente 33 minutos. La estimulaci\u00f3n simulada permite evaluar los efectos reales de la tES al emplear el mismo montaje de electrodos que en la condici\u00f3n de estimulaci\u00f3n real, pero \u00fanicamente aplicando corriente el\u00e9ctrica durante 30 segundos al inicio y fin del protocolo, enmascarando as\u00ed para las\/os participantes a qu\u00e9 grupo pertenecen. Aqu\u00ed, partiendo de un rendimiento inicial similar en ambos grupos, durante el per\u00edodo de estimulaci\u00f3n (rect\u00e1ngulo gris), el rendimiento en el grupo de estimulaci\u00f3n simulada disminuy\u00f3 progresivamente, mientras que se mantuvo constante en el grupo de estimulaci\u00f3n real. Figura adaptada de Luna y col. (2020).<\/p><\/div>\n Estos prometedores resultados, sumados a muchos otros en \u00e1reas de aplicaci\u00f3n como la afasia o la heminegligencia espacial (Cappon, Jahanshahi y Bisiacchi, 2016), junto con su alta seguridad, asequibilidad y portabilidad, sugieren que las inc\u00f3gnitas que a\u00fan existen sobre el funcionamiento de la tES, tales como la variabilidad y\/o duraci\u00f3n del efecto (Filmer, Mattingley y Dux, 2020), no deber\u00edan obstaculizar su investigaci\u00f3n. Futuros estudios deber\u00edan centrarse en nutrir con evidencia intervenciones de tES, a la par que arrojar luz sobre dichas inc\u00f3gnitas.<\/p>\n Referencias<\/strong><\/p>\n Cappon, D., Jahanshahi, M., Bisiacchi, P. (2016). Value and efficacy of transcranial direct current stimulation in the cognitive rehabilitation: A critical review since 2000. Frontiers in Neuroscience<\/em>, 10, 157.<\/p>\n Coffman, B. A., Clark, V. P., y Parasuraman, R. (2014). Battery powered thought: Enhancement of attention, learning, and memory in healthy adults using transcranial direct current stimulation. NeuroImage<\/em>, 85, 895\u2013908.<\/p>\n Datta, A., Zhou, X., Su, Y., Parra, L. C., y Bikson, M. (2013). Validation of finite element model of transcranial electrical stimulation using scalp potentials: Implications for clinical dose. Journal of Neural Engineering<\/em>, 10(3).<\/p>\n Filmer, H. L., Mattingley, J. B., y Dux, P. E. (2020). Modulating brain activity and behaviour with tDCS: Rumours of its death have been greatly exaggerated. Cortex<\/em>, 123, 141\u2013151.<\/p>\n Fregni, F., Nitsche, M. A., Loo, C. K., Brunoni, A. R., Marangolo, P., Leite, J., Carvalho, S., Bolognini, N., Caumo, W., Paik, N. J., Simis, M., Ueda, K., Ekhtiari, H., Luu, P., Tucker, D. M., Tyler, W. J., Brunelin, J., Datta, A., Juan, C. H., \u2026 y Bikson, M. (2015). Regulatory considerations for the clinical and research use of transcranial direct current stimulation (tDCS): Review and recommendations from an expert panel. Clinical Research and Regulatory Affairs<\/em>, 32, 22\u201335.<\/p>\n Knotkova, H., Nitsche, M. A., Bikson, M., y Woods, A. J. (2019). Practical Guide to Transcranial Direct Current Stimulation<\/em>. Springer.<\/p>\n Luna, F. G., Rom\u00e1n-Caballero, R., Barttfeld, P., Lupi\u00e1\u00f1ez, J., y Mart\u00edn-Ar\u00e9valo, E. (2020). A High-Definition tDCS and EEG study on attention and vigilance: Brain stimulation mitigates the executive but not the arousal vigilance decrement. Neuropsychologia<\/em>, 142, 107447.<\/p>\n Yavari, F., Jamil, A., Mosayebi Samani, M., Vidor, L. P., y Nitsche, M. A. (2018). Basic and functional effects of transcranial Electrical Stimulation (tES)\u2014An introduction. Neuroscience and Biobehavioral Reviews<\/em>, 85, 81\u201392.<\/p>\n Manuscrito recibido el 23 de julio de 2020. \u00c9sta es la versi\u00f3n en espa\u00f1ol de![\"Figura](\"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/files\/2020-19-f1.jpg\")
![\"Figura](\"https:\/\/www.cienciacognitiva.org\/files\/2020-19-f2.jpg\")
\nAceptado el 14 de octubre de 2020.<\/p>\n
\nHemmerich, K., Luna, F. G., Lupi\u00e1\u00f1ez, J., y Mart\u00edn-Ar\u00e9valo, E. (2020). Transcranial electrical stimulation: operation and uses in research. Ciencia Cognitiva<\/em>, 14:3, 82-85.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"