Transcranial magnetická stimulácia pre to, čo sa používa, typy a patológie



Transcraniálna magnetická stimulácia je neinvazívna technika stimulácie mozgu, ktorej použitie v posledných rokoch zaznamenalo veľký nárast, a to nielen v oblasti výskumu, ale aj v klinickej oblasti s rehabilitáciou a terapeutickým prieskumom.

Tento typ techník stimulácie mozgu umožňuje modulovať činnosť mozgu bez toho, aby bolo potrebné preniknúť cez kraniálnu klenbu do mozgu priamo..

V rámci techník mozgových štúdií môžeme nájsť niekoľko techník, ale najpoužívanejšia je transkraniálna stimulácia jednosmerného prúdu (DKS) a vo väčšom pomere transkraniálna magnetická stimulácia (Vicario et al., 2013).

index

  • Na čo sa používa transkraniálna magnetická stimulácia??
  • 2 Pojem mozgovej plasticity
  • 3 Čo je transkraniálna magnetická stimulácia??
    • 3.1 Princípy transkraniálnej magnetickej stimulácie
  • 4 Typy transkraniálnej magnetickej stimulácie
    • 4.1 Transcranial magnetická stimulácia, elektroencefalografia (EEG) a magnetická rezonancia (MR) 
  • 5 Stimulácia a patológia mozgu
    • 5.1 Cievne ochorenia
    • 5.2 Epilepsia
    • 5.3 ADHD
    • 5.4 TEA
    • 5.5 Depresia
    • 5.6 Schizofrénia
  • 6 Obmedzenia
  • 7 Bibliografia

Na čo sa používa transkraniálna magnetická stimulácia??

Vďaka svojej schopnosti neuromodulácie môžu byť tieto techniky použité na skúmanie a moduláciu rôznych funkcií mozgu: motorické zručnosti, vizuálne vnímanie, pamäť, jazyk alebo nálada s cieľom zlepšiť výkonnosť (Pascual leone et al., 2011 ).

U zdravých dospelých jedincov sa vo všeobecnosti používajú na monitorovanie kortikálnej excitability a ako neuromodulačné techniky na vyvolanie plasticity mozgu. Použitie týchto techník v pediatrickej populácii je však obmedzené na liečbu niektorých chorôb, na obnovu poškodených funkcií (Pascual leone et al., 2011)..

V súčasnosti sa jeho využitie rozšírilo do oblasti psychiatrie, neurológie a dokonca aj rehabilitácie, pretože mnohé neurologické a psychiatrické ochorenia v detstve a adolescencii majú zmeny v plasticite mozgu (Rubio-Morell et al., 2011)..

Medzi kognitívnymi funkciami, ktoré sa zdajú zlepšiť, sú okrem iných tie, ktoré sú spôsobené okrem iného Parkinsonovou chorobou, motorickou kontrolou po mozgovej mŕtvici, afáziou, epilepsiou a depresiou (Vicario et al., 2013)..

Koncepcia mozgovej plasticity

Cerebrálna plasticita predstavuje vnútornú vlastnosť centrálneho nervového systému. Je nevyhnutný pre vytvorenie a údržbu cerebrálnych okruhov prostredníctvom modifikácie štruktúr a funkcií v reakcii na environmentálne požiadavky (Pascual leone et al., 2011)

Mozog je dynamický orgán, ktorý využíva mechanizmy, ako je potenciacia, oslabenie, prerezávanie, pridávanie synaptických spojení alebo neurogenéza, aby prispôsobili svoju architektúru a obvody, čo umožňuje získavanie nových zručností alebo adaptáciu po zranení. Je to nevyhnutný mechanizmus pre schopnosť učiť sa, pamätať si, reorganizovať a zotaviť sa z poškodenia mozgu (Rubio-Morell et al., 2011).

Existencia atypických mechanizmov plasticity však môže zahŕňať rozvoj patologických symptómov. Prebytok plasticity alebo hyperplasticity bude znamenať, že mozgové štruktúry sú nestabilné a že funkčné systémy nevyhnutné pre optimálne kognitívne fungovanie môžu byť ovplyvnené.

Na druhej strane, nedostatok plasticity alebo hypoplasticityto môže byť škodlivé pre prispôsobenie nášho behaviorálneho repertoáru životnému prostrediu, to znamená, že sa nedokážeme prispôsobiť meniacim sa environmentálnym požiadavkám (Pascual leone et al., 2011)

Aktualizovaný pohľad na etiológiu psychiatrických porúch súvisí skôr s týmito zmenami porúch v špecifických okruhoch mozgu ako s fokálnymi štrukturálnymi zmenami alebo neurotransmisiou (Rubio-Morell, et al., 2011).

Metódy stimulácie mozgu teda môžu v konečnom dôsledku umožniť intervencie založené na modulácii plasticity, kvôli ich schopnosti vyvolať dlhodobé zmeny a tým optimalizovať situáciu každého jednotlivca (Pascual leone, et al., 2011)

Čo je transkraniálna magnetická stimulácia??

Transcraniálna magnetická stimulácia je fokálny, bezbolestný a bezpečný postup (článok Rubio-Morell a kol.). Vzhľadom na svoju schopnosť neuromodulácie je schopný produkovať prechodné zmeny na úrovni mozgovej plasticity prostredníctvom modifikácie stavov kortikálnej excitability (Rubio-Morell et al., 2011).

Je to postup, ktorý sa používa na vytvorenie elektrických prúdov v diskrétnych oblastiach prostredníctvom aplikácie elektromagnetických impulzov, rýchlych a meniacich sa, na skalp jedinca s medenou cievkou..

Elektromagnetické pole preniká kožou a lebkou a zasiahne mozgovú kôru, aby ovplyvnilo zmeny na úrovni excitability neurónov..

Zariadenia, ktoré sa používajú pri aplikácii transkraniálnej magnetickej stimulácie a magnetických polí, sú rôzne. Vo všeobecnosti stimulátory používajú stimulačné cievky rôznych tvarov a veľkostí, ktoré sa používajú na povrchu pokožky hlavy.

Cievky sú vyrobené z medeného drôtu, ktorý je izolovaný plastovou formou. Najpoužívanejšie formy cievky sú kruhová a cievka vo forme ôsmich (manuálna príručka).

Princípy transkraniálnej magnetickej stimulácie

Táto technika je založená na princípe elektromagnetickej indukcie M. Faradaya, z ktorého magnetické pole, ktoré ako funkcia času predstavuje rýchlu osciláciu, bude schopné indukovať malý intrakraniálny elektrický prúd v neurónoch mozgovej kôry v mozgu..

Elektrický prúd, ktorý sa používa, je magnetické pole, ktoré sa aplikuje na pokožku hlavy v špecifickej oblasti, indukuje v mozgovej kôre paralelný elektrický prúd a v opačnom smere ako prijímaný prúd..

Keď je elektrický stimulačný prúd zameraný na motorickú kôru a použije sa optimálna intenzita, zaznamená sa motorická odozva alebo motoricky vyvolaný potenciál (Rubio-Morell et al., 2011).

Typy transkraniálnej magnetickej stimulácie

Jedným typom transkraniálnej magnetickej stimulácie je repetitívny (rTMS), ktorý pozostáva z aplikácie niekoľkých elektromagnetických impulzov rýchlo a postupne. V závislosti od frekvencie stimulácie, na ktorú sú tieto impulzy emitované, indukuje rôzne zmeny.

  • Stimulácia s vysokou frekvenciouKeď stimulácia využíva viac ako 5 elektromagnetických impulzov za sekundu, excitabilita stimulovanej dráhy sa zvýši.
  • Nízkofrekvenčná stimuláciakeď stimulácia využíva menej ako jeden impulz za sekundu, excitabilita stimulovanej dráhy sa zníži.

Keď sa aplikuje tento protokol, môže indukovať pevné a konzistentné odozvy u subjektov a viesť k zvýšeniu alebo zníženiu amplitúd motoricky vyvolaných potenciálov v závislosti od stimulačných parametrov.

Protokol rTMS, známy ako stimulácia Theta burst (TBS), napodobňuje paradigmy používané na indukciu dlhodobej potenciácie (PLP) a dlhodobej depresie (DLP) na zvieracích modeloch..

Keď sa aplikuje kontinuálne (CTBS), stimulácia vyvolá potenciály, ktoré budú vykazovať výrazný pokles amplitúdy. Na druhej strane, ak sa aplikujú prerušovane (ITBS), identifikujú sa potenciály s väčšou amplitúdou (Pascual leone et al., 2011).

Transkraniálna magnetická stimulácia, elektroencefalografia (EEG) a magnetická rezonancia (MR) 

Integrácia transkraniálnej magnetickej stimulácie v reálnom čase s EEG môže poskytnúť informácie o lokálnej kortikálnej odpovedi a dynamike distribuovanej siete u zdravých a chorých subjektov..

Použitie transkraniálnej magnetickej stimulácie a MR ako výsledku merania umožňuje implementáciu rôznych sofistikovaných techník na identifikáciu a charakterizáciu sietí konektivity medzi rôznymi oblasťami mozgu.

Niekoľko štúdií teda ukázalo, že architektúra mozgových sietí sa líši počas normálneho starnutia a môže byť abnormálna u pacientov s niektorými rôznymi neuropsychiatrickými stavmi, ako je schizofrénia, depresia, epilepsia, porucha autistického spektra alebo porucha deficitu. pozornosť a hyperaktivita.

Stimulácia a patológia mozgu

Jednou z hlavných aplikácií transkraniálnej magnetickej stimulácie je jej aplikácia na zlepšenie výkonu alebo symptómov spôsobených rôznymi vývojovými poruchami, neuropsychiatrickými poruchami alebo poškodením získaného mozgu, ktoré môže ovplyvniť fungovanie plasticity mozgu..

Cievne ochorenia

Patológia vaskulárnych ochorení súvisí s hemisférickou nerovnováhou, pri ktorej je aktivita poškodenej hemisféry kompenzovaná zvýšením aktivity kontralaterálnej homológnej oblasti..

Rôzne štúdie s aplikáciou protokolu rTMS ukazujú jeho potenciál pre rehabilitáciu motorických symptómov: zvýšenie sily priľnavosti alebo zníženie spasticity.

epilepsie

Epilepsia je patológia, ktorá zahŕňa utrpenie kŕčovitých epizód v dôsledku hyper-excitability mozgovej kôry.

Rôzny počet štúdií s deťmi v detstve s epilepsiou fokálneho typu preukázal významné zníženie frekvencie a trvania epileptických záchvatov. Tento záver však nie je zovšeobecniteľný, pretože u všetkých účastníkov neexistuje systematické znižovanie.

ADHD

Porucha hyperaktivity s deficitom pozornosti je spojená s hypoaktiváciou rôznych ciest, konkrétne v dorsolaterálnom prefrontálnom kortexe..

Štúdia Weavera a kolegov ukazuje globálne klinické zlepšenie a výsledky hodnotiacich škál u jedincov s ADHD po aplikácii rôznych protokolov transkraniálnej magnetickej stimulácie..

TEA

V prípade poruchy autistického spektra je popísané zvýšenie celkovej aktivity gama, čo môže súvisieť s odlišnou pozornosťou, jazykovými alebo pracovnými zmenami pamäti, ktoré títo jedinci prezentujú..

Rôzne výskumy naznačujú výhody terapeutického využitia transkraniálnej magnetickej stimulácie u detí s ASD. Účastníci preukazujú výrazné zlepšenie aktivity gama, zlepšenie parametrov správania, zlepšenie pozornosti a dokonca zvýšenie skóre súvisiaceho s nadobudnutím slovnej zásoby.

Vzhľadom na malý počet štúdií a použitie rôznorodosti stimulačných protokolov však nebolo možné identifikovať optimálny protokol na jeho terapeutické použitie..

depresie

Zdá sa, že depresia u detí a dospievajúcich súvisí s nerovnováhou v aktivácii rôznych oblastí, ako je dorsolaterálna prefrontálna kortex a limbické oblasti. Najmä existuje hypoaktivácia v ľavých oblastiach, zatiaľ čo vpravo je hyperaktivácia týchto štruktúr.

Dostupné štúdie naznačujú existenciu klinických účinkov použitia rTMS protokolov: zníženie symptómov, zlepšenie a dokonca klinická remisia.

schizofrénie

V prípade schizofrénie bolo na jednej strane zvýšenie excitability ľavého temporoparietálneho kortexu spojené s pozitívnymi symptómami a na druhej strane pokles ľavostrannej prefrontálnej excitability, čo súviselo s negatívnymi symptómami..

Výsledky o účinkoch transkraniálnej magnetickej stimulácie u pediatrickej populácie dokazujú zníženie pozitívnych symptómov, halucinácií.

obmedzenia

Vo všeobecnosti tieto štúdie ukazujú predbežné dôkazy o potenciáli techník stimulácie mozgu. Boli však identifikované rôzne obmedzenia, medzi ktoré patrí obmedzené použitie stimulačných techník, všeobecne spojených so závažnými patológiami alebo v ktorých farmakologická liečba nemá významný účinok..

Na druhej strane, heterogénnosť výsledkov a rôzne použité metodiky sťažujú identifikáciu optimálnych stimulačných protokolov..

Budúci výskum by mal prehĺbiť poznatky o fyziologických a klinických účinkoch transkraniálnej magnetickej stimulácie.

bibliografia

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Charakterizácia mozgovej kortikálnej plasticity a sieťovej dynamiky v priebehu vekového rozpätia v zdraví a chorobách s TMS-EEG a TMS-fMRI. Brain Topogr.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Použitie neinvazívnej mozgovej stimulácie v detských psychiatrických poruchách: nové príležitosti a diagnostické a terapeutické výzvy. Rev. Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Transcranial Magnetic Stimulation. V F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago, & R. Cabestro Alonso, Neuroimaging. Kognitívne techniky a procesy (str. 213 až 235). Elsevier.
  4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Neinvazívna mozgová stimulácia na liečbu mozgových ochorení v detstve a dospievaní: súčasný stav, súčasné limity a budúce výzvy. Hranice v systémoch neurscience, 7(94).
  5. Zdrojový obrázok.