A Neuronavegação é uma técnica de visualização computacional da localização de instrumentos em relação às estruturas neuronais. A estimulação magnética transcraniana (EMT) é uma ferramenta para estimulação cerebral não-invasiva, que tem sido utilizada em aplicações clínicas, para o tratamento de algumas patologias, e também em pesquisas. Entretanto, a EMT é uma técnica altamente dependente de parâmetros como o posicionamento e orientação da bobina de estimulação em relação às estruturas neuronais. Para auxiliar no posicionamento da bobina, uma combinação entre neuronavegação e EMT é utilizada, chamada de EMTnavegada (EMTn). Essa técnica permite o monitoramento em tempo real da bobina de EMT em relação às neuroimagens. Porém, a utilização da EMTn ainda é pouco explorada, tanto na pesquisa quanto no ambiente clínico, devido ao alto custo, exigência da imagem de ressonância magnética, complexidade e baixa portabilidade dos sistemas de EMTn comerciais. O neuronavegador de código aberto e livre, InVesalius Navigator, vem sendo desenvolvido para ajudar a suprir essa necessidade. Assim, o objetivo desta dissertação foi desenvolver ferramentas para o sistema de neuronavegação InVesalius Navigator. As funcionalidades adicionadas foram: i) suporte para três tipos de rastreadores espaciais; ii) sincronização da EMT com o neuronavegador; iii) guia para o reposicionamento da bobina. Além disso, com intuito de contornar a necessidade de utilizar a imagem de ressonância magnética foram realizados estudos para a substituição por uma imagem padrão. Na parte de desenvolvimento, experimentos de caracterização foram realizados para validação das ferramentas. O sistema de neuronavegação apresentou-se intuitivo e de fácil portabilidade. Além disso, a precisão obtida foi semelhante à de sistemas comerciais. Os erros de localização foram inferiores a 3 mm, considerados aceitáveis para aplicações clínicas. Na segunda parte, procedimentos que não exigem extrema precisão, como a localização e digitalização do hotspot, a variabilidade foi considerada aceitável. Portanto, a utilização da imagem média mostrou-se uma possível alternativa para as imagens de ressonância magnética. / Neuronavigation is a computer image-guided technique to locate surgical instruments related to brain structures. The transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive brain stimulation method, it has been used for clinical purposes, treating neurological disorders, and also for research purpose, studying cortical brain function. However, the use of TMS is highly dependent on coil position and orientation related to brain structures. The navigated TMS (nTMS) is a combined technique of neuronavigation system and TMS, this technique allows tracking TMS coil by image guidance. Yet, nTMS is not widely used, either in research and in the clinical environment, due to the high cost, magnetic resonance imaging requirement, complexity, and low portability of commercial TMS systems. Thus, the aim of this dissertation was to develop tools for the neuronavigator system InVesalius Navigator, such as: i) support for three types of spatial trackers; ii) synchronization of the TMS with the neuronavigator; iii) guide for coil repositioning. In addition, in order to overcome the magnetic resonance imaging requirement, studies were made to replace it with a standard brain image. In the development part, characterization experiments were done to validate the new functionalities. Therefore, the accuracy obtained was similar to commercial systems. Localization errors were less than 3 mm considered acceptable for clinical applications. In the second part, for procedures that do not require extreme accuracy, such as the location and scanning of the hotspot, the variability was considered acceptable. Therefore, the use of the standard brain image was a possible alternative for magnetic resonance imaging.

Submitted by Marcelo Andrade Silva (marcelo.andradesilva@ufpe.br) on 2015-03-09T12:59:01Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Rebeka Borba Costa dos Santos.pdf: 3447445 bytes, checksum: 8c2a813214b57b4a5fa0d47aa4bb69bd (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T12:59:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Rebeka Borba Costa dos Santos.pdf: 3447445 bytes, checksum: 8c2a813214b57b4a5fa0d47aa4bb69bd (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Dentre as sequelas sensório-motoras mais comuns que acometem pacientes após acidente vascular encefálico (AVE) a espasticidade é a mais limitante. A estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) associada ao treino motor vem sendo empregada no tratamento da hemiparesia espástica crônica pós-AVE. O objetivo do estudo foi avaliar as repercussões eletrofisiológicas do uso da estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) associada à fisioterapia motora (FM) no tratamento da hemiparesia espástica de pacientes após-AVE. Foi realizado um ensaio clínico, randomizado e duplo cego. 20 indivíduos crônicos após-AVE foram alocados aleatoriamente em dois grupos: experimental (n=10; GE) submetido a EMTr-ativa (1Hz, sobre hemisfério não-lesado) e FM; e controle (n=10; GC) submetido a EMTr-fictícia e FM. O tratamento consistiu de 10 sessões, 3x/semana de EMTr ativa/sham seguida por 30 minutos de FM. Avaliação da excitabilidade medular pelo reflexo de Hoffmann do nervo mediano (reflexo H; valor normalizado: Hmax/Mmax) foi realizada antes (pré-intervenção), após 10 sessões terapêuticas (pós-intervenção) e 4 semanas de follow-up. Avaliação da excitabilidade cortical, através de potenciais evocados motores (PEM) e o grau de espasticidade dos músculos flexores de punho, através da escala modificada de Ashworth (EMA), foram realizados antes e após cada sessão terapêutica. Foi observado que a EMTr-ativa associada à FM reduziu significantemente a amplitude da razão Hmax/Mmax no follow-up tanto quando comparado aos valores da pré-intervenção (p=0,013) quanto, ao GC (p=0,026). Houve redução da espasticidade a partir da 6ª sessão de tratamento no GE quando comparado ao GC. Os resultados encontrados também sugerem um aumento da excitabilidade cortical no hemisfério não-lesado ao longo das sessões no GE tanto em relação aos valores pré-intervenção quanto comparado ao GC. Portanto a EMTr associada à FM pode ser benéfica na redução da amplitude do reflexo-H do nervo mediano e da espasticidade após-AVE. No entanto, são necessários mais estudos para esclarecer os mecanismos eletrofisiológicos observados.

Submitted by Marcelo Andrade Silva (marcelo.andradesilva@ufpe.br) on 2015-03-09T13:13:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Silvana Galvão.PDF: 3298422 bytes, checksum: 8f7921700ddce8eefa6a8aefe57a9dc4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T13:13:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Silvana Galvão.PDF: 3298422 bytes, checksum: 8f7921700ddce8eefa6a8aefe57a9dc4 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Introdução: Pesquisas demonstram que quanto maior o grau da espasticidade, menor a capacidade funcional do membro acometido, o que repercute diretamente na qualidade de vida dos pacientes. A estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) vem sendo empregada no tratamento da espasticidade de várias patologias neurológicas. Objetivo: avaliar a eficácia da EMTr no controle da espasticidade do membro superior e suas repercussões sobre a função motora e qualidade de vida de pacientes na fase crônica pós-AVE. Materiais e Métodos: foi realizado um ensaio clínico piloto, randomizado e duplo cego com 20 indivíduos na fase crônica após-AVE distribuídos aleatoriamente em dois grupos: experimental (n=10) submetido a EMTr-ativa (1500 pulsos, 1Hz, 90% do limiar motor de repouso sobre hemisfério não-lesado) e fisioterapia; e controle (n=10) submetido a EMTr-fictícia e fisioterapia. O tratamento consistiu de 10 sessões, 3x/semana de EMTr ativa/fictícia seguida por 30 minutos de fisioterapia convencional. Para o desfecho primário foi utilizada a Escala Modificada de Ashworth (EMA) e para os desfechos secundários, a seção do membro superior da escala de Fulg-Meyer (EFM-MS), a goniometria do punho, a medida da indepêndencia funcional (MIF) e o questionário de qualidade de vida (Stroke specific quality of life - SSQOL-Brasil). Os pacientes foram avaliados antes, após as 10 sessões terapêuticas e em 4 semanas de follow-up. Resultados: o teste de Friedman revelou uma diferença significativa (p<0.001) nos escores da EMA entre os grupos ao longo do tempo, indicando que a fisioterapia só foi eficiente em reduzir significantemente o quadro espástico do membro superior dos pacientes quando associada a EMTr. No grupo experimental, 90% dos pacientes (p=0,006), imediatamente após o tratamento e 55,5% no follow-up (p=0,349) apresentaram uma redução ≥ 1 no escore da EMA, considerada uma diferença clinicamente importante. No grupo controle, apenas 30% dos pacientes após o tratamento e 22,2% no follow-up experienciaram mudanças clinicamente relevantes. Para as outras variáveis do estudo, ambos os grupos se comportaram de forma semelhante. Conclusão: EMTr associada à fisioterapia convencional pode ser benéfica na redução da espasticidade após-AVE.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-17T17:15:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE ADRIANA RIBEIRO-Final com Ficha Catalog.pdf: 3766546 bytes, checksum: efcf1556633b2273a59054b19c79aa57 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T17:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE ADRIANA RIBEIRO-Final com Ficha Catalog.pdf: 3766546 bytes, checksum: efcf1556633b2273a59054b19c79aa57 (MD5) Previous issue date: 2014-12-10 / A estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC) tem sido utilizada para aumentar a sensibilidade do cérebro para a terapia física. Entretanto, poucos estudos têm sido realizados para examinar essa possibilidade em Doença de Parkinson (DP). Portanto, a fim de obter um tamanho de efeito mais significativo na melhoria da mobilidade funcional em pacientes com DP, a ETCC foi associada com o treinamento de marcha por pistas visuais (TMP). Um estudo clínico piloto duplo-cego, randomizado e controlado foi realizado com 22 pacientes com DP aleatoriamente designados para o grupo experimental e controle. O grupo experimental (n = 11) recebeu 10 sessões de ETCC anódica na área motora suplementar seguida por TMP, enquanto o grupo controle (n = 11) recebeu ETCC fictícia seguida por TMP. No artigo original 1, intitulado "Transcranial direct current stimulation associated with visual cued gait training in improvement of the functional mobility in Parkinson’s Disease: a pilot randomized controlled trail", a mobilidade funcional foi estabelecido como desfecho primário e foi avaliada por meio do Teste de caminhada 10 metros, cadência, comprimento do passo, e Timed Up and Go (TUG). Comprometimento motor, bradicinesia, equilíbrio e qualidade de vida foram analisados como desfechos secundários. Mínimas diferenças clinicamente importantes (mCID) foram observados na avaliação dos dados no resultados. No artigo original 2, intitulado "Dopamine-dependent effects of the combining transcranial direct current stimulation with cued gait training on cortical excitability and functional mobility in Parkinson Disease", foi investigada a influência da dopamina sobre a terapia combinada da ETCC com a TMP na excitabilidade cortical e mobilidade funcional dos indivíduos com DP. Aqui, os efeitos sobre a mobilidade funcional e na excitabilidade cortical motora (limiar motor e do potencial evocado motor amplitudes) em condição “on” e “off” da medicação foram avaliados. Todos os experimentos foram realizados de modo duplo cego. O resultado do artigo 1 apontou que ambos os grupos demonstraram ganhos semelhantes em todas as medidas de resultados avaliados, exceto para o comprimento do passo. O número de participantes que apresentou alterações clinicamente relevantes também foi semelhante entre os grupos. Os resultados do artigo 2 demonstraram que, em relação à mobilidade funcional, ambos os grupos obtiveram melhoras na condição “on” ou “off” da medicação, no entanto, para os pacientes do grupo experimental, esses ganhos foram mantidos durante 1 mês de follow-up. Além disso, no grupo experimental, foi observada redução da excitabilidade cortical no pós-intervenção (apenas para a fase “on” da medicação) e na avaliação após 1 mês (para com e sem medicação), quando comparado com o valor basal. Em conclusão, o treinamento de marcha com pistas visuais proporcionou muitos benefícios à função motora, bradicinesia, equilíbrio e qualidade de vida. No entanto, estes efeitos não são influenciados pela ETCC. Considerando-se que, achados terapêuticos promissores e importantes (efeito benéficos e prolongados sobre a mobilidade funcional) foram obtidos com o uso da ETCC associada a TMP, concluímos que a ETCC representa uma nova abordagem para a fisioterapia no tratamento da DP, destacando a necessidade de estudos clínicos adicionais maiores. / Transcranial direct current stimulation (tDCS) has been employed to enhance the sensitivity of the brain to physical therapy. However, few studies have been performed to examine this possibility in Parkinson Disease (PD). Therefore, here in order to obtain a more meaningful effect size on improving functional mobility in patients with PD, tDCS was associated with the visual cued gait training (CGT). A pilot double-blind controlled, randomized clinical trial was conducted with 22 patients with PD randomly assigned to the experimental and control group. The experimental group (n=11) received 10 session of anodal tDCS on supplementary motor area followed by CGT, while control group (n=11) received sham tDCS followed by CGT. In the original paper 1, entitled "Transcranial direct current stimulation associated with visual cued gait training in improvement of the functional mobility in Parkinson’s Disease: a pilot randomized controlled trail", the functional mobility was established as primary outcome and was assessed by 10-meter walk test, cadence, stride length, and Timed Up and Go test (TUG). Motor impairment, bradykinesia, balance and quality of life were analyzed as secondary outcomes. Minimal clinically important differences (MCID) were observed when assessing outcome data. In the original paper 2, entitled "Dopamine-dependent effects of the combining transcranial direct current stimulation with cued gait training on cortical excitability and functional mobility in Parkinson Disease", we investigated the dopamine dependent-effect of combining tDCS with CGT on cortical excitability and functional mobility of individuals with PD, tracking these effects daily. Here, the effects on functional mobility and on cortical motor excitability (motor threshold and motor evoked potential amplitudes) in on and off medication condition were assessed. All experiments were performed in a double-blinded manner. The result of paper 1 pointed out that both groups demonstrated similar gains in all evaluated outcome measures, except for the stride length. The number of participants who showed clinically relevant changes also was similar between groups. The results of paper 2 demonstrated that in relation to the functional mobility, both groups achieved improvements either on or off medication condition, however, for the patients in the experimental group, these gains were maintained during 1-month follow up. Also, in the experimental group, reductions of cortical excitability were observed at postintervention (only for on phase) and at 1-m follow up (for on and off medication) when compared to baseline. In conclusion, the gait training with visual cues provided many benefits to motor impairment, bradykinesia, balance and quality of life. However, these effects are not influenced by tDCS. Considering that a promising and important therapeutic finding (prorogation of beneficial effect on functional mobility) was observed when tDCS was associated to CGT, we concluded that tDCS represents a new approach for physiotherapy in treating PD, highlighting the need for additional larger clinical studies.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:02:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4262_1.pdf: 7030992 bytes, checksum: 834632c966bc36d678614bbdb8616f46 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / No presente estudo, o objetivo foi avaliar a projeção da imagem do côndilo mandibular em radiografias transcraniana, panorâmica e em tomografia convencional corrigida e verificar se há influência da angulação horizontal e do comprimento condilar na projeção dessa imagem. A amostra foi composta por 17 cabeças ósseas. Em cada côndilo mandibular, foram fixados marcadores metálicos distintos nas porções lateral, intermédia e medial e nos pólos medial e lateral. Os crânios com suas respectivas mandíbulas foram submetidos a radiografias transcraniana, panorâmica e tomografia convencional corrigida. A angulação horizontal e o comprimento dos côndilos foram determinados através da radiografia submento-vértice. Os posicionamentos dos marcadores foram mensurados e comparados com os posicionamentos das imagens visíveis dos côndilos. Diferenças importantes no sentido horizontal e vertical foram observadas entre a imagem dos marcadores metálicos e a imagem do côndilo. O comprimento condilar não demonstrou nenhuma correlação com a projeção do côndilo mandibular. No entanto em relação à angulação horizontal, na técnica transcraniana observou-se a existência da influência da angulação horizontal nas projeções das porções medial e lateral do côndilo mandibular e, na radiografia panorâmica, na porção lateral. As radiografias transcraniana e panorâmica não são adequadas para uma avaliação precisa do côndilo mandibular, possuindo valor limitado no diagnóstico de alterações ósseas no côndilo, sendo a tomografia corrigida um exame mais apropriado para esta finalidade

Introdução: Após décadas de experimentação em estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), poucos protocolos alcançaram robusta aceitação científica. Protocolos de ETCC foram sugeridos para influenciar alterações no controle postural de indivíduos saudáveis e pacientes após acidente vascular cerebral. No entanto, a escassa literatura nesta área revela a indispensável investigação do efeito doseresposta das estimulações cerebrais a fim de elaborar protocolos mais eficazes. O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito dependente de polaridade e intensidade após o uso da estimulação transcraniana por corrente contínua de alta definição (HD-ETCC) na junção têmporo-parietal (JTP) do hemisfério cerebral direito na assimetria da postura espontânea. Métodos: Este é um ensaio clínico fatorial cruzado, randomizado, controlado por placebo e duplo cego. Foram incluídos 21 indivíduos saudáveis, com idade média de 24,2±4,1 anos, 61,9% mulheres. A intervenção consistiu na aplicação do HD-ETCC com um eletrodo central e 3 eletrodos periféricos posicionados sobre JTP no hemisfério cerebral direito. A descarga de peso corporal (DPC) na posição ortostática foi realizada utilizando uma plataforma de força sobre cada pé do participante, e avaliada durante 2 minutos na medida basal e 5 minutos após cada estimulação. A fim de melhorar a tolerância dos participantes à HD-ETCC, foi realizado um protocolo de acomodação composto por 3 repetições de estimulação com duração e intervalo de 5 segundos cada, nas intensidades fixas de 1, 2 e 3mA. Após um repouso de 5 minutos, foi aplicado o protocolo de estimulação constituído por 3 tipos de polaridade (anodo central; catodo central; placebo) realizadas randomicamente em 3 dias diferentes com intervalo mínimo de 24 horas. Cada sessão de estimulação incluiu 3 repetições de HD-ETCC com duração de 2 minutos em 3 diferentes intensidades (1, 2 e 3mA) com intervalo de 5 minutos. A ordem das intensidades de HD-ETCC foi randomizada. Escala visual analógica foi utilizada para avaliar o grau de desconforto de cada estimulação e efeitos adversos após cada sessão foram registrados. A aquisição de dados foi realizada no Laboratório de Biomecânica e Controle Motor na Escola de Educação Física e Esportes da Universidade de São Paulo-USP. Resultados: A aplicação do HD-ETCC sobre a JTP resultou em efeitos polaridade dependente, provocando assimetria corporal com descarga de peso para o lado direito quando usado condição catodo central em relação à condição placebo nas intensidades de 2mA (Kruskal Wallis: p=0,037; Tukey Post-hoc: p=0,029) e 3mA (Kruskal Wallis: 0,009; Tukey Post-hoc: p=0,049). A DPC mediana na condição cátodo central foi, respectivamente, medida basal de 1,78%[-1,76;4,67]; após 1mA: 2,12%[-0,63;7,08]; após 2mA: 2,33%[- 1,57;6,25]; após 3mA: 2,40%[-0,53;7,16]. Não foi observado efeito dependente de intensidade. Todos os participantes apresentaram boa tolerância dos protocolos de acomodação e estimulação. Conclusão: O protocolo aplicado revelou ser seguro e apresentar boa tolerância dos participantes. Esta é a primeira evidência de que HDETCC aplicada sobre a JTP pode influenciar no controle postural de forma polarizada, o pequeno efeito observado sugere a utilização de protocolos com maior tempo de estimulação. Os resultados deste trabalho favorecem a elaboração da hipótese de aplicação da HD-ETCC no tratamento de desequilíbrio postural / Introduction: After decades of experimentation in transcranial direct current stimulation (tDCS), few protocols achieved robust scientific acceptance. Stimulation protocols were suggested to influence postural control in healthy subjects and patients after stroke. However, the scarce literature in this area reveals imperative investigation of physiological and clinical effects of transcranial stimulations to elaborate more efficient protocols. The aim of the present study was to verify the polarity and intensity dependent effects of high-definition tDCS (HD-tDCS) over the right temporo-parietal junction (JTP) in the weight-bearing asymmetry (WBA). Methods: This is a randomized, double-blind, factorial, crossover controlled clinical trial. We included 21 healthy subjects, mean age of 24,2±4,1 years, and 61.9% women. The intervention consisted of the application of HD-tDCS over the right temporo-parietal junction (TPJ). The WBA in the upright static position was measured using one force plate under each participant\'s foot, assessed during 2 minutes at baseline and 5 minutes after each stimulation. In order to increase participants\' tolerance of the HD-tDCS, we applied an accommodation protocol consisted of 3 stimulation repetitions with 5 seconds of duration and interval, under fixed stimulation intensities of 1, 2 and 3mA. After 5 minutes of rest, the stimulation protocol consisted of 3 types of polarity (anode center; cathode center; sham) applied randomly in different days with a minimal interval of 24 hours. Each stimulation session comprised of 3 repetitions of 2 minutes HD-tDCS in different intensities (1, 2 and 3 mA). Visual analog scale was used to assess discomfort degree after each stimulation and adverse events after each session were registered. The evaluations were carried out in the Biomechanics and Motor Control Laboratory at the Ribeirão Preto School of Physical Education and Sport-USP. Results: The application of HD-tDCS over TPJ resulted in polarity-dependent effects, causing load bearing to the right leg when using central cathode condition in relation to sham at 2mA (Kruskal Wallis: p=0,037; Tukey Post-hoc: p=0,029) and 3mA Kruskal Wallis: 0,009; Tukey Post-hoc: p=0,049). The median WBA of cathode center condition was, respectively, 1,78% [-1,76;4,67] at baseline, 2,12% [-0,63;7,08] after 1mA; 2,33% [- 1,57;6,25] after 2mA; and 2,40% [-0,53;7,16] after 3mA. No intensity dependent effects were observed. Conclusion: The present protocol was feasible and presented good tolerance of participants. This is the first evidence that HD-TDCS over TPJ can influence postural balance. The small effect observed suggests the usage of longer protocols of HD-tDCS. The results of this study enable to hypothesize the application of HD-tDCS over TPJ to treat postural imbalance.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Psicologia, Departamento de Processos Psicológicos Básicos, Programa de Pós-Graduação em Ciências do Comportamento, 2017. / Submitted by Priscilla Sousa (priscillasousa@bce.unb.br) on 2017-10-18T12:12:20Z No. of bitstreams: 1 2017_AlineMariaIannoneRibeiro.pdf: 10842671 bytes, checksum: febe66958dc9e328258cd6ecc216da4d (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2017-10-18T13:48:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AlineMariaIannoneRibeiro.pdf: 10842671 bytes, checksum: febe66958dc9e328258cd6ecc216da4d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T13:48:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AlineMariaIannoneRibeiro.pdf: 10842671 bytes, checksum: febe66958dc9e328258cd6ecc216da4d (MD5) / Em todo o mundo, em virtude do aumento da prevalência de transtornos neuropsiquiátricos e neurológicos, alto custo dos tratamentos farmacológicos, e aumento do número de pacientes refratários aos tratamentos convencionais, novas técnicas, menos invasivas, com menos efeitos colaterais e com resultados promissores têm surgido com o advento das técnicas de estimulação não-invasiva do cérebro (Non-Invasive Brain Stimulation – NIBS). A partir da introdução da estimulação não-invasiva do córtex motor por Barker et al. (1985), surgiu a Estimulação Magnética Transcraniana (EMT), atualmente voltada também para o tratamento da depressão e, mais recentemente, na última década, dos transtornos neurológicos, como a epilepsia e a Doença de Parkinson (DA). Outras patologias, como os transtornos de ansiedade, doenças do sistema nervoso central (Acidente Vascular Cerebral – AVC), demências e distúrbios cognitivos (Doença de Alzheimer), dor, entre outros, têm se beneficiado com o tratamento da EMT e de técnicas não-invasivas mais recentemente desenvolvidas, como a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC). Embora essas técnicas utilizem processos físicos e fisiológicos distintos, ambas utilizam como princípios a estimulação ou inibição de regiões cerebrais, gerando um efeito modulatório da disfunção, em regiões específicas do sistema nervoso envolvidas em certas patologias. Contudo, mesmo com o avanço destas técnicas e, sabendo de suas vantagens e desvantagens, no tratamento de transtornos específicos, novos estudos são necessários a fim de propiciar o desenvolvimento de novos protocolos terapêuticos desses transtornos. Nesta tese apresentamos quatro contribuições originais ao estudo da neuromodulação não invasiva do sistema nervoso: 1 revisão das possíveis aplicações clínicas dessas técnicas nos distúrbios de ansiedade e em outras condições neuropsiquiátricas; 1 estudo experimental dos efeitos da ETCC sobre o córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo sobre a memória de trabalho de voluntários idosos; 2 estudos de caso de tratamento de ETCC, respectivamente, de transtorno cognitivo leve e de distonia generalizada. Concluímos que a EMT e a ETCC apresentam potencial terapêutico nos distúrbios neuropsiquiátricos, transtornos cognitivos leves e distonias, além de serem ferramentas interessantes para o estudo da fisiologia normal do sistema nervoso. / Throughout the world, due to the increased prevalence of neuropsychiatric and neurological disorders, high cost of pharmacological treatments, and an increase in the number of patients refractory to conventional treatments, new techniques, less invasive, with fewer side effects and with promising results have arisen with the advent of Non-Invasive Brain Stimulation (NIBS) methods. From the introduction of non-invasive motor cortex stimulation by Barker et al. (1985), Transcranial Magnetic Stimulation (TMS), now also focused on the treatment of depression and, even more recently, neurological disorders such as epilepsy and Parkinson's disease (PD). Other pathologies, such as anxiety disorders, central nervous system diseases, dementias and cognitive disorders (Alzheimer's Disease), and pain, among others, have benefited from the treatment by TMS and other non-Invasive techniques such as Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS). Although these techniques work through different physical and physiological processes, both use the principle of stimulation or inhibition of brain regions, generating a modulatory effect of the dysfunction, in specific regions of the nervous system involved in certain pathologies. However, even with the advancement of these techniques and, knowing their advantages and disadvantages in the treatment of specific disorders, new studies are necessary in order to foster the development of new therapeutic protocols for these diseases. In this thesis we present four original contributions to the study of noninvasive neuromodulation of the nervous system: 1 review of the possible clinical applications of these techniques in anxiety disorders and other neuropsychiatric conditions; 1 experimental study of the effects of tDCS on the left dorsolateral prefrontal cortex on the working memory of elderly volunteers; 2 case-studies of the treatment of tDCS, respectively, of mild cognitive impairment and generalized dystonia. We conclude that EMT and ETCC present therapeutic potential in neuropsychiatric disorders, mild neurocognitive disorders and dystonias, and are interesting tools for the study of normal nervous system physiology.

Introdução: Após décadas de experimentação em estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), poucos protocolos alcançaram robusta aceitação científica. Protocolos de ETCC foram sugeridos para influenciar alterações no controle postural de indivíduos saudáveis e pacientes após acidente vascular cerebral. No entanto, a escassa literatura nesta área revela a indispensável investigação do efeito doseresposta das estimulações cerebrais a fim de elaborar protocolos mais eficazes. O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito dependente de polaridade e intensidade após o uso da estimulação transcraniana por corrente contínua de alta definição (HD-ETCC) na junção têmporo-parietal (JTP) do hemisfério cerebral direito na assimetria da postura espontânea. Métodos: Este é um ensaio clínico fatorial cruzado, randomizado, controlado por placebo e duplo cego. Foram incluídos 21 indivíduos saudáveis, com idade média de 24,2±4,1 anos, 61,9% mulheres. A intervenção consistiu na aplicação do HD-ETCC com um eletrodo central e 3 eletrodos periféricos posicionados sobre JTP no hemisfério cerebral direito. A descarga de peso corporal (DPC) na posição ortostática foi realizada utilizando uma plataforma de força sobre cada pé do participante, e avaliada durante 2 minutos na medida basal e 5 minutos após cada estimulação. A fim de melhorar a tolerância dos participantes à HD-ETCC, foi realizado um protocolo de acomodação composto por 3 repetições de estimulação com duração e intervalo de 5 segundos cada, nas intensidades fixas de 1, 2 e 3mA. Após um repouso de 5 minutos, foi aplicado o protocolo de estimulação constituído por 3 tipos de polaridade (anodo central; catodo central; placebo) realizadas randomicamente em 3 dias diferentes com intervalo mínimo de 24 horas. Cada sessão de estimulação incluiu 3 repetições de HD-ETCC com duração de 2 minutos em 3 diferentes intensidades (1, 2 e 3mA) com intervalo de 5 minutos. A ordem das intensidades de HD-ETCC foi randomizada. Escala visual analógica foi utilizada para avaliar o grau de desconforto de cada estimulação e efeitos adversos após cada sessão foram registrados. A aquisição de dados foi realizada no Laboratório de Biomecânica e Controle Motor na Escola de Educação Física e Esportes da Universidade de São Paulo-USP. Resultados: A aplicação do HD-ETCC sobre a JTP resultou em efeitos polaridade dependente, provocando assimetria corporal com descarga de peso para o lado direito quando usado condição catodo central em relação à condição placebo nas intensidades de 2mA (Kruskal Wallis: p=0,037; Tukey Post-hoc: p=0,029) e 3mA (Kruskal Wallis: 0,009; Tukey Post-hoc: p=0,049). A DPC mediana na condição cátodo central foi, respectivamente, medida basal de 1,78%[-1,76;4,67]; após 1mA: 2,12%[-0,63;7,08]; após 2mA: 2,33%[- 1,57;6,25]; após 3mA: 2,40%[-0,53;7,16]. Não foi observado efeito dependente de intensidade. Todos os participantes apresentaram boa tolerância dos protocolos de acomodação e estimulação. Conclusão: O protocolo aplicado revelou ser seguro e apresentar boa tolerância dos participantes. Esta é a primeira evidência de que HDETCC aplicada sobre a JTP pode influenciar no controle postural de forma polarizada, o pequeno efeito observado sugere a utilização de protocolos com maior tempo de estimulação. Os resultados deste trabalho favorecem a elaboração da hipótese de aplicação da HD-ETCC no tratamento de desequilíbrio postural / Introduction: After decades of experimentation in transcranial direct current stimulation (tDCS), few protocols achieved robust scientific acceptance. Stimulation protocols were suggested to influence postural control in healthy subjects and patients after stroke. However, the scarce literature in this area reveals imperative investigation of physiological and clinical effects of transcranial stimulations to elaborate more efficient protocols. The aim of the present study was to verify the polarity and intensity dependent effects of high-definition tDCS (HD-tDCS) over the right temporo-parietal junction (JTP) in the weight-bearing asymmetry (WBA). Methods: This is a randomized, double-blind, factorial, crossover controlled clinical trial. We included 21 healthy subjects, mean age of 24,2±4,1 years, and 61.9% women. The intervention consisted of the application of HD-tDCS over the right temporo-parietal junction (TPJ). The WBA in the upright static position was measured using one force plate under each participant\'s foot, assessed during 2 minutes at baseline and 5 minutes after each stimulation. In order to increase participants\' tolerance of the HD-tDCS, we applied an accommodation protocol consisted of 3 stimulation repetitions with 5 seconds of duration and interval, under fixed stimulation intensities of 1, 2 and 3mA. After 5 minutes of rest, the stimulation protocol consisted of 3 types of polarity (anode center; cathode center; sham) applied randomly in different days with a minimal interval of 24 hours. Each stimulation session comprised of 3 repetitions of 2 minutes HD-tDCS in different intensities (1, 2 and 3 mA). Visual analog scale was used to assess discomfort degree after each stimulation and adverse events after each session were registered. The evaluations were carried out in the Biomechanics and Motor Control Laboratory at the Ribeirão Preto School of Physical Education and Sport-USP. Results: The application of HD-tDCS over TPJ resulted in polarity-dependent effects, causing load bearing to the right leg when using central cathode condition in relation to sham at 2mA (Kruskal Wallis: p=0,037; Tukey Post-hoc: p=0,029) and 3mA Kruskal Wallis: 0,009; Tukey Post-hoc: p=0,049). The median WBA of cathode center condition was, respectively, 1,78% [-1,76;4,67] at baseline, 2,12% [-0,63;7,08] after 1mA; 2,33% [- 1,57;6,25] after 2mA; and 2,40% [-0,53;7,16] after 3mA. No intensity dependent effects were observed. Conclusion: The present protocol was feasible and presented good tolerance of participants. This is the first evidence that HD-TDCS over TPJ can influence postural balance. The small effect observed suggests the usage of longer protocols of HD-tDCS. The results of this study enable to hypothesize the application of HD-tDCS over TPJ to treat postural imbalance.

O desenvolvimento da estimulação magnética transcraniana (EMT) permitiu o estudo de potenciais evocados motores eliciados pela estimulação direta do córtex cerebral de forma não-invasiva. Foi observado que diferentes paradigmas de estimulação cortical por EMT apresentam diferentes padrões de resposta, que posteriormente foram associados ao funcionamento de circuitos corticais GABAérgicos e glutamatérgicos do córtex motor, compondo assim índices de excitabilidade cortical motora (ECM). Ademais, desvios da normalidade de tais índices foram encontrados em diversas condições clínicas, incluindo transtornos mentais como a esquizofrenia. O uso dessas medidas também auxiliou o desenvolvimento da estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), técnica que se mostrou capaz de produzir efeitos neuromodulatórios no sistema nervoso central de forma segura e com mínimos efeitos adversos. Tal técnica vem apresentando possibilidades terapêuticas promissoras, como por exemplo, tendo sido observado sua eficácia no alívio de alucinações auditivas de indivíduos com esquizofrenia. O uso de ETCC para tratamento de sintomas negativos da esquizofrenia também pode vir a se mostrar uma abordagem eficaz, e a análise da ECM pode auxiliar no entendimento dos seus mecanismos de ação e atuar como possível preditor de resposta terapêutica. O objetivo do presente estudo é avaliar o perfil de ECM em um grupo de indivíduos com esquizofrenia, e as possíveis influências de um protocolo terapêutico utilizando ETCC sobre essas medidas. Com esse objetivo, foi selecionada uma coorte de sujeitos com esquizofrenia que participou em ensaio clínico randomizado e controlado com placebo (estimulação sham), tendo a ETCC como intervenção ativa alvo. A ECM foi mensurada na avaliação inicial dos sujeitos, assim como após a primeira sessão de ETCC, e quando da avaliação de desfecho primário. O protocolo terapêutico de ETCC envolveu a colocação de 2 eletrodos de área 5x7 cm, pólo anódico aplicado sobre região correspondente ao córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo e pólo catódico aplicado sobre córtex de transição temporoparietal esquerdo; com intensidade de corrente de 2 mA, aplicada por 20 minutos. Cada sujeito foi submetido a 10 sessões no total. Encontramos que idade se correlacionou com diminuição da inibição intracortical, reproduzindo resultado previamente encontrado em indivíduos saudáveis. Acerca da modulação da ECM após sessão de ETCC, observamos que sujeitos submetidos à intervenção ativa apresentaram aumento da inibição intracortical no hemisfério estimulado, em oposição à ausência de mudança significativa da ECM nos sujeitos que receberam estimulação placebo. Os resultados sugerem que sessão de ETCC, utilizando os parâmetros aplicados neste estudo, levou ao aumento da inibição intracortical. Devido a evidências prévias de déficit de inibição intracortical em pessoas com esquizofrenia, é possível que o fenômeno observado represente mecanismo terapêutico da ETCC. É necessário verificar se tal efeito sobre a ECM acompanha medidas objetivas de resposta clinica. Caso isto se comprove, a ECM pode se tornar um valioso marcador de resposta terapêutica e evolução clinica em pacientes com esquizofrenia / The development of transcranial magnetic stimulation allowed the study of motor evoked potentials by applying direct stimuli to the brain cortex in a non-invasive fashion. Different stimulation protocols were observed to yield different response patterns, which were later associated with the functioning of cortical GABAergic and glutamatergic circuits, assembled as motor cortex excitability indices. Also, deviations from normality of such indices were observed in several clinical conditions, including mental disorders such as schizophrenia. The use of these measurements also helped the development of transcranial direct current stimulation (tDCS), a technique which was shown to promote neuromodulatory effects in central nervous system, with potential treatment applications. This technique has been used with success in the treatment of auditory hallucinations in patients with schizophrenia. The use of tDCS might also be effective in the treatment of negative symptoms of schizophrenia, and motor cortex excitability analysis might be used to clarify its physiological effects and act as a possible treatment response predictor. The aim of the present study is to evaluate the motor cortical excitability profile of individuals with schizophrenia, as well as possible influences of tDCS over these measurements. With this aim, we selected a cohort of subjects with schizophrenia who participated in a randomized placebo controlled clinical trial using transcranial direct current stimulation (and sham stimulation for placebo), and measuring motor cortical excitability during baseline evaluation, after the first stimulation session, and at the time of the primary outcome evaluation. The transcranial direct current stimulation protocol used in the present study involved the use of 2 electrodes of area 5x7 cm, anode placed over the region corresponding to the left dorsolateral prefrontal cortex, and cathode over the left cortical temporoparietal juntion. A current of 2 mA intensity was applied for 20 minutes. Each subject underwent a total of 10 sessions. We found that age was correlated to reduced intracortical inhibition, as has been previously found in healthy subjects. Regarding changes of motor cortical excitability following a transcranial direct current stimulation session, we observed that subjects that received the active stimulation displayed an increase in intracortical inhibition, as opposed to those who received sham stimulation, which did not present with any significant change. Results suggest that transcranial direct current stimulation session, using the parameters described in this study, led to an increase in intracortical inhibition. Given previous evidence of intracortical inhibition deficit in individuals with schizophrenia, it is possible that the observed phenomenon corresponds to a treatment mechanism of the electrical stimulation in this population. This need to be confirmed by comparing such changes in cortical excitability to objective measurements of clinical improvement. In case that is confirmed, measurement of motor cortical excitability may have a valuable application as a marker of treatment response and clinical outcome for patients with schizophrenia

O desenvolvimento da estimulação magnética transcraniana (EMT) permitiu o estudo de potenciais evocados motores eliciados pela estimulação direta do córtex cerebral de forma não-invasiva. Foi observado que diferentes paradigmas de estimulação cortical por EMT apresentam diferentes padrões de resposta, que posteriormente foram associados ao funcionamento de circuitos corticais GABAérgicos e glutamatérgicos do córtex motor, compondo assim índices de excitabilidade cortical motora (ECM). Ademais, desvios da normalidade de tais índices foram encontrados em diversas condições clínicas, incluindo transtornos mentais como a esquizofrenia. O uso dessas medidas também auxiliou o desenvolvimento da estimulação transcraniana por corrente contínua (ETCC), técnica que se mostrou capaz de produzir efeitos neuromodulatórios no sistema nervoso central de forma segura e com mínimos efeitos adversos. Tal técnica vem apresentando possibilidades terapêuticas promissoras, como por exemplo, tendo sido observado sua eficácia no alívio de alucinações auditivas de indivíduos com esquizofrenia. O uso de ETCC para tratamento de sintomas negativos da esquizofrenia também pode vir a se mostrar uma abordagem eficaz, e a análise da ECM pode auxiliar no entendimento dos seus mecanismos de ação e atuar como possível preditor de resposta terapêutica. O objetivo do presente estudo é avaliar o perfil de ECM em um grupo de indivíduos com esquizofrenia, e as possíveis influências de um protocolo terapêutico utilizando ETCC sobre essas medidas. Com esse objetivo, foi selecionada uma coorte de sujeitos com esquizofrenia que participou em ensaio clínico randomizado e controlado com placebo (estimulação sham), tendo a ETCC como intervenção ativa alvo. A ECM foi mensurada na avaliação inicial dos sujeitos, assim como após a primeira sessão de ETCC, e quando da avaliação de desfecho primário. O protocolo terapêutico de ETCC envolveu a colocação de 2 eletrodos de área 5x7 cm, pólo anódico aplicado sobre região correspondente ao córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo e pólo catódico aplicado sobre córtex de transição temporoparietal esquerdo; com intensidade de corrente de 2 mA, aplicada por 20 minutos. Cada sujeito foi submetido a 10 sessões no total. Encontramos que idade se correlacionou com diminuição da inibição intracortical, reproduzindo resultado previamente encontrado em indivíduos saudáveis. Acerca da modulação da ECM após sessão de ETCC, observamos que sujeitos submetidos à intervenção ativa apresentaram aumento da inibição intracortical no hemisfério estimulado, em oposição à ausência de mudança significativa da ECM nos sujeitos que receberam estimulação placebo. Os resultados sugerem que sessão de ETCC, utilizando os parâmetros aplicados neste estudo, levou ao aumento da inibição intracortical. Devido a evidências prévias de déficit de inibição intracortical em pessoas com esquizofrenia, é possível que o fenômeno observado represente mecanismo terapêutico da ETCC. É necessário verificar se tal efeito sobre a ECM acompanha medidas objetivas de resposta clinica. Caso isto se comprove, a ECM pode se tornar um valioso marcador de resposta terapêutica e evolução clinica em pacientes com esquizofrenia / The development of transcranial magnetic stimulation allowed the study of motor evoked potentials by applying direct stimuli to the brain cortex in a non-invasive fashion. Different stimulation protocols were observed to yield different response patterns, which were later associated with the functioning of cortical GABAergic and glutamatergic circuits, assembled as motor cortex excitability indices. Also, deviations from normality of such indices were observed in several clinical conditions, including mental disorders such as schizophrenia. The use of these measurements also helped the development of transcranial direct current stimulation (tDCS), a technique which was shown to promote neuromodulatory effects in central nervous system, with potential treatment applications. This technique has been used with success in the treatment of auditory hallucinations in patients with schizophrenia. The use of tDCS might also be effective in the treatment of negative symptoms of schizophrenia, and motor cortex excitability analysis might be used to clarify its physiological effects and act as a possible treatment response predictor. The aim of the present study is to evaluate the motor cortical excitability profile of individuals with schizophrenia, as well as possible influences of tDCS over these measurements. With this aim, we selected a cohort of subjects with schizophrenia who participated in a randomized placebo controlled clinical trial using transcranial direct current stimulation (and sham stimulation for placebo), and measuring motor cortical excitability during baseline evaluation, after the first stimulation session, and at the time of the primary outcome evaluation. The transcranial direct current stimulation protocol used in the present study involved the use of 2 electrodes of area 5x7 cm, anode placed over the region corresponding to the left dorsolateral prefrontal cortex, and cathode over the left cortical temporoparietal juntion. A current of 2 mA intensity was applied for 20 minutes. Each subject underwent a total of 10 sessions. We found that age was correlated to reduced intracortical inhibition, as has been previously found in healthy subjects. Regarding changes of motor cortical excitability following a transcranial direct current stimulation session, we observed that subjects that received the active stimulation displayed an increase in intracortical inhibition, as opposed to those who received sham stimulation, which did not present with any significant change. Results suggest that transcranial direct current stimulation session, using the parameters described in this study, led to an increase in intracortical inhibition. Given previous evidence of intracortical inhibition deficit in individuals with schizophrenia, it is possible that the observed phenomenon corresponds to a treatment mechanism of the electrical stimulation in this population. This need to be confirmed by comparing such changes in cortical excitability to objective measurements of clinical improvement. In case that is confirmed, measurement of motor cortical excitability may have a valuable application as a marker of treatment response and clinical outcome for patients with schizophrenia