Транскраниальная магнитная стимуляция, для чего она используется, виды и патологии



Транскраниальная магнитная стимуляция является неинвазивной техникой стимуляции мозга, применение которой в последние годы значительно расширилось не только в области исследований, но и в клинической области с реабилитацией и терапевтическими исследованиями.

Этот тип методов стимуляции мозга позволяет модулировать деятельность мозга без необходимости проникновения через свод черепа, чтобы напрямую достичь мозга.

В рамках методов исследования головного мозга мы можем найти несколько методов, однако наиболее используемыми являются транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS) и в большей степени транскраниальная магнитная стимуляция (Vicario et al., 2013)..

индекс

  • 1 Для чего используется транскраниальная магнитная стимуляция??
  • 2 Понятие о пластичности головного мозга
  • 3 Что такое транскраниальная магнитная стимуляция??
    • 3.1 Принципы транскраниальной магнитной стимуляции
  • 4 Типы транскраниальной магнитной стимуляции
    • 4.1 Методы транскраниальной магнитной стимуляции, электроэнцефалографии (ЭЭГ) и магнитного резонанса (МР) 
  • 5 Стимуляция мозга и патология
    • 5.1 Сосудистые заболевания
    • 5.2 Эпилепсия
    • 5.3 СДВГ
    • 5.4 ЧАЙ
    • 5.5 Депрессия
    • 5.6 Шизофрения
  • 6 Ограничения
  • 7 Библиография

Для чего используется транскраниальная магнитная стимуляция??

Из-за их способности к нейромодуляции, эти методы могут использоваться для исследования и модуляции различных функций мозга: двигательных навыков, зрительного восприятия, памяти, языка или настроения, с целью улучшения производительности (Pascual leone et al., 2011 ).

У здоровых взрослых они обычно используются для мониторинга возбудимости коры и в качестве методов нейромодуляции, чтобы вызвать церебральную пластичность. Тем не менее, использование этих методов в педиатрической популяции ограничивается лечением некоторых заболеваний для восстановления нарушенных функций (Pascual leone et al., 2011).

В настоящее время его использование распространилось в области психиатрии, неврологии и даже реабилитации, поскольку многочисленные неврологические и психиатрические заболевания в детском и подростковом возрасте имеют изменения в пластичности мозга (Rubio-Morell et al., 2011).

К когнитивным функциям, которые, по-видимому, улучшаются, относятся те, которые вызваны болезнью Паркинсона, моторным контролем после инсульта, афазией, эпилепсией и депрессией, среди прочих (Vicario et al., 2013).

Концепция церебральной пластичности

Пластичность головного мозга представляет собой неотъемлемое свойство центральной нервной системы. Это важно для создания и поддержания мозговых цепей путем изменения структур и функций в ответ на требования окружающей среды (Pascual leone et al., 2011)

Мозг представляет собой динамический орган, который использует такие механизмы, как потенцирование, ослабление, обрезка, добавление синаптических связей или нейрогенез, чтобы адаптировать свою архитектуру и схему, что позволяет приобретать новые навыки или адаптацию после травмы. Это важный механизм для способности учиться, запоминать, реорганизовываться и восстанавливаться после повреждения головного мозга (Rubio-Morell et al., 2011).

Однако наличие атипичных механизмов пластичности может включать развитие патологических симптомов. Избыток пластичности или гиперпластичности будет означать, что церебральные структуры нестабильны и что могут быть затронуты функциональные системы, необходимые для оптимального когнитивного функционирования..

С другой стороны, дефицит пластичности или гипопластичностиэто может быть вредным для адаптации нашего поведенческого репертуара к окружающей среде, то есть, что мы не можем приспособиться к изменяющимся экологическим требованиям (Pascual leone et al., 2011)

Обновленный взгляд на этиологию психических расстройств связывает эти изменения с расстройствами в определенных мозговых цепях, а не с очаговыми структурными изменениями или при нейротрансмиссии (Rubio-Morell, et al., 2011).

Таким образом, методы стимуляции мозга могут в конечном итоге позволить вмешательства, основанные на модуляции пластичности, из-за их способности вызывать долгосрочные изменения и, таким образом, оптимизировать ситуацию каждого человека (Паскуаль Леоне, и др., 2011)

Что такое транскраниальная магнитная стимуляция??

Транскраниальная магнитная стимуляция является очаговой, безболезненной и безопасной процедурой (статья Rubio-Morell, et al). Благодаря своей способности к нейромодуляции, он способен вызывать кратковременные изменения на уровне пластичности головного мозга посредством модификации состояний возбудимости коры (Rubio-Morell et al., 2011).

Это процедура, которая используется для создания электрических токов в дискретных областях посредством применения быстрых и изменяющихся электромагнитных импульсов на коже головы человека с медной катушкой, соединяющей.

Электромагнитное поле проникает через кожу и череп и достигает коры головного мозга, чтобы влиять на изменения на уровне возбудимости нейронов..

Устройства, которые используются при применении транскраниальной магнитной стимуляции и магнитных полей, различны. В общем, стимуляторы используют стимулирующие катушки разных форм и размеров, которые используются на поверхности кожи головы..

Катушки изготовлены из медной проволоки, которая изолирована с помощью пластиковой формы. Наиболее используемые формы катушки - круговая и катушка в форме восьмерки (руководство по маноло).

Принципы транскраниальной магнитной стимуляции

Этот метод основан на принципе электромагнитной индукции М. Фарадея, из которого магнитное поле, которое в зависимости от времени вызывает быстрые колебания, сможет индуцировать небольшой внутричерепной электрический ток в нейронах основной коры головного мозга..

Электрический ток, который используется, это магнитное поле, которое прикладывается к коже головы в определенной области, индуцирует в коре головного мозга параллельный электрический ток и в направлении, противоположном принимаемому..

Когда ток электростимуляции фокусируется на коре двигателя и используется оптимальная интенсивность, регистрируется моторная реакция или вызванный моторный потенциал (Rubio-Morell et al., 2011).

Типы транскраниальной магнитной стимуляции

Одним из типов транскраниальной магнитной стимуляции является повторяющаяся (мТМС), которая состоит из применения нескольких электромагнитных импульсов быстро и последовательно. В зависимости от частоты стимуляции, на которую излучаются эти импульсы, это вызовет различные изменения.

  • Стимуляция с высокой частотой: когда стимуляция использует более 5 электромагнитных импульсов в секунду, возбудимость стимулированного пути будет увеличиваться.
  • Низкочастотная стимуляция: когда стимуляция использует менее одного импульса в секунду, возбудимость стимулированного пути будет уменьшаться.

Когда этот протокол применяется, он может вызывать твердые и последовательные ответы у субъектов и приводить к усилению или снижению амплитуд моторных вызванных потенциалов в зависимости от параметров стимуляции..

Протокол rTMS, известный как стимуляция тета-всплесков (TBS), имитирует парадигмы, используемые для индукции долгосрочной потенциации (PLP) и долгосрочной депрессии (DLP) в моделях на животных.

При непрерывном применении (CTBS) стимуляция вызывает потенциалы, которые показывают заметное уменьшение амплитуды. С другой стороны, при периодическом применении (ITBS) будут идентифицированы потенциалы с большей амплитудой (Pascual leone et al., 2011).

Методы транскраниальной магнитной стимуляции, электроэнцефалографии (ЭЭГ) и магнитного резонанса (МР) 

Интеграция транскраниальной магнитной стимуляции в реальном времени с ЭЭГ может предоставить информацию о местном кортикальном ответе и распределенной динамике сети у здоровых и больных людей..

Использование транскраниальной магнитной стимуляции и МРТ в качестве меры результата позволяет применять различные сложные методы для идентификации и характеристики сетей связи между различными областями мозга..

Таким образом, несколько исследований показали, что структура мозговых сетей варьируется во время нормального старения и может быть ненормальной у пациентов с некоторым разнообразием психоневрологических состояний, таких как шизофрения, депрессия, эпилепсия, расстройство аутистического спектра или синдром дефицита. внимание и гиперактивность.

Стимуляция мозга и патология

Одним из основных применений транскраниальной магнитной стимуляции является ее применение для улучшения работоспособности или симптомов, вызванных различными нарушениями развития, психоневрологическими расстройствами или приобретенными повреждениями головного мозга, которые могут влиять на функционирование пластичности мозга..

Сосудистые заболевания

Патология сосудистых заболеваний связана с дисбалансом полушария, при котором активность поврежденного полушария компенсируется увеличением активности контралатеральной гомологичной области.

Различные исследования с применением протокола rTMS показывают его потенциал для восстановления моторных симптомов: увеличение силы захвата или уменьшение спастичности.

эпилепсия

Эпилепсия является патологией, которая включает в себя страдания судорожных эпизодов из-за повышенной возбудимости коры головного мозга.

Различное количество исследований с детьми в детском возрасте с эпилепсией очагового типа показало значительное снижение частоты и продолжительности эпилептических припадков. Тем не менее, этот вывод не может быть обобщен, так как нет систематического сокращения всех участников.

ADHD

Синдром дефицита внимания с гиперактивностью связан с гипоактивацией различных путей, в частности, в дорсолатеральной префронтальной коре..

Исследование Уивера и его коллег показывает глобальное клиническое улучшение и результаты оценочных шкал у лиц с СДВГ после применения различных протоколов транскраниальной магнитной стимуляции..

TEA

В случае расстройства аутистического спектра описано увеличение общей гамма-активности, которое может быть связано с различным изменением внимания, языковой или рабочей памяти, которое эти люди представляют.

Различные исследования предполагают преимущества терапевтического использования транскраниальной магнитной стимуляции у детей с РАС. Участники демонстрируют значительное улучшение гамма-активности, улучшение поведенческих параметров, улучшение внимания и даже увеличение баллов, связанных с приобретением словарного запаса..

Однако из-за небольшого количества исследований и использования разнообразных протоколов стимуляции не удалось определить оптимальный протокол для его терапевтического использования..

депрессия

Депрессия у детей и подростков, по-видимому, связана с дисбалансом в активации различных областей, таких как дорсолатеральная префронтальная кора и лимбические области. В частности, в левом регионе наблюдается гипоактивация, а в правом - гиперактивация этих структур..

Имеющиеся исследования предполагают существование клинических эффектов использования протоколов rTMS: уменьшение симптомов, улучшение и даже клиническая ремиссия.

шизофрения

В случае шизофрении, с одной стороны, повышение возбудимости левой височно-теменной коры было связано с положительными симптомами, а с другой стороны, с уменьшением левой префронтальной возбудимости, связанной с отрицательными симптомами..

Результаты по влиянию транскраниальной магнитной стимуляции в педиатрической популяции свидетельствуют о снижении положительных симптомов, галлюцинаций.

ограничения

В целом, эти исследования показывают предварительные данные о потенциале методов стимуляции мозга. Однако были выявлены различные ограничения, среди которых ограниченное использование методов стимуляции, обычно связанных с серьезными патологиями или при которых фармакологическое лечение не оказывает значительного эффекта..

С другой стороны, неоднородность результатов и различные используемые методологии затрудняют определение оптимальных протоколов стимуляции.

Будущие исследования должны углубить знания о физиологических и клинических эффектах транскраниальной магнитной стимуляции.

библиография

  1. Паскуаль-Леоне, А., Фрейтас, С., Оберман, Л., Хорват, Дж., Халко, М., Эльдаиф, М., Ротенберг, А. (2011). Характеризуя кортикальную пластичность мозга и динамику сети через возрастной диапазон в состоянии здоровья и заболеваниях с помощью TMS-EEG и TMS-fMRI. Мозг Топогр.(24), 302-315.
  2. Рубио-Морелл Б., Ротенберг А., Эрнандес-Экспосито С. и Паскуаль-Леоне А. (2011). Использование неинвазивной стимуляции мозга при психических расстройствах у детей: новые возможности и диагностические и терапевтические проблемы. Преподобный Нейрол, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J. & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Транскраниальная магнитная стимуляция. В Ф. Маэсту Унтурбе, М. Риос Лаго и Р. Кабестро Алонсо, Нейровизуализации. Когнитивные техники и процессы (с. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C. & Nitsche, M. (2013). Неинвазивная стимуляция головного мозга для лечения заболеваний головного мозга в детском и подростковом возрасте: состояние дел, современные ограничения и будущие проблемы. Границы в системах неврологии, 7(94).
  5. Исходное изображение.