¿Cómo funciona exactamente la estimulación transcraneal de corriente continua (tDCS)?

No estoy seguro de a qué nivel de sofisticación espera esta respuesta, pero la teoría básica de cómo funciona tDCS a nivel celular es que las neuronas orientadas más o menos paralelas a las líneas del campo eléctrico sufren una despolarización (parcial) de la membrana celular del montículo del axón . cuando las dendritas de la neurona se orientan hacia el ánodo de un campo eléctrico constante, y se produce un efecto inverso (hiperpolarización de la membrana hillock) cuando las dendritas se orientan hacia el cátodo. ( Electroencefalografía de Niedermeyer , 6ª ed., p. 1136) Y según esta teoría básica, no sucede mucho si la neurona es perpendicular al campo eléctrico. Otra forma de decir lo mismo (pero más concisa) de Lefaucheur et al. :

El efecto principal de tDCS en las neuronas es un cambio subumbral de los potenciales de membrana en reposo hacia la despolarización o la hiperpolarización, según la dirección del flujo de corriente en relación con la orientación axonal.

La simple teoría anterior se aplica a una célula aislada. Estoy aún menos seguro de entender su pregunta detallada "¿Cómo interfiere esa corriente positiva o negativa con los campos eléctricos generados por las neuronas?" En enfoques más sofisticados, las formas de las celdas también afectan el campo eléctrico que influye en las celdas cercanas; véase, por ejemplo, Ye & Steiger . En última instancia, en un medio no homogéneo como el cerebro, no es trivial determinar la orientación del campo eléctrico local inducido por algunos electrodos distantes. Para obtener una solución, se necesita simular todo el cerebro como lo hizo Wagner et al. por ejemplo.

Para verificar que tDCS básicamente funciona así (es decir, como una modulación, como observaste correctamente), se puede agregar experimentalmente otro estímulo que puede desencadenar la activación neuronal, por ejemplo, TMS, y medir cuánto de este estímulo adicional se requiere para obtener el mismo efecto. con y sin tDCS. Esto se hizo, por ejemplo, en el muy citado estudio de Nitsche y Paulus . Observaron cambios de excitabilidad de hasta un 40% utilizando este método.

La teoría básica no explica todo lo relacionado con tDCS, en particular, no explica por qué algunos efectos persisten durante un tiempo después de que se apaga la corriente continua; el alcance de estos efectos depende de la intensidad de la corriente y la duración de la estimulación. Nitsche y Paulus discuten algunas teorías relacionadas con esto, y mencionan que quizás la tDCS también induce cambios en la tasa de descarga espontánea.