Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna do tego, co jest używane, rodzaje i patologie



The Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna jest nieinwazyjną techniką stymulacji mózgu, której zastosowanie w ostatnich latach znacznie się zwiększyło, nie tylko w dziedzinie badań, ale także w obszarze klinicznym z rehabilitacją i eksploracją terapeutyczną.

Ten rodzaj technik stymulacji mózgu umożliwia modulację aktywności mózgu bez konieczności penetrowania sklepienia czaszki, aby bezpośrednio dotrzeć do mózgu.

W ramach technik badań mózgowych możemy znaleźć kilka technik, jednak najczęściej stosowane są przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (TDC) iw większym stopniu przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (Vicario i in., 2013).

Indeks

  • 1 Do czego służy przezczaszkowa stymulacja magnetyczna??
  • 2 Pojęcie plastyczności mózgu
  • 3 Co to jest przezczaszkowa stymulacja magnetyczna??
    • 3.1 Zasady przezczaszkowej stymulacji magnetycznej
  • 4 Rodzaje przezczaszkowej stymulacji magnetycznej
    • 4.1 Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna, elektroencefalografia (EEG) i rezonans magnetyczny (MR) 
  • 5 Stymulacja mózgu i patologia
    • 5.1 Choroby naczyniowe
    • 5.2 Padaczka
    • 5.3 ADHD
    • 5.4 TEA
    • 5.5 Depresja
    • 5.6 Schizofrenia
  • 6 Ograniczenia
  • 7 Bibliografia

Do czego służy przezczaszkowa stymulacja magnetyczna??

Ze względu na ich zdolność do neuromodulacji, techniki te mogą być wykorzystane do eksploracji i modulacji różnych funkcji mózgu: zdolności motorycznych, percepcji wzrokowej, pamięci, języka lub nastroju, w celu poprawy wydajności (Pascual leone i in., 2011 ).

U zdrowych dorosłych zazwyczaj stosowano je do monitorowania pobudliwości korowej i jako techniki neuromodulacji w celu wywołania plastyczności mózgu. Jednakże stosowanie tych technik w populacji pediatrycznej ogranicza się do leczenia niektórych chorób, w celu rehabilitacji uszkodzonych funkcji (Pascual leone i in., 2011).

Obecnie jego zastosowanie rozszerzyło się na obszar psychiatrii, neurologii, a nawet rehabilitacji, ponieważ liczne choroby neurologiczne i psychiatryczne w dzieciństwie i okresie dojrzewania mają zmiany w plastyczności mózgu (Rubio-Morell i in., 2011).

Wśród funkcji poznawczych, które wydają się poprawiać, są między innymi te spowodowane chorobą Parkinsona, kontrolą motoryczną po udarze, afazją, padaczką i depresją (Vicario i in., 2013).

Pojęcie plastyczności mózgu

Plastyczność mózgu stanowi wewnętrzną właściwość centralnego układu nerwowego. Jest niezbędny do ustanowienia i utrzymania obwodów mózgowych, poprzez modyfikację struktur i funkcji w odpowiedzi na wymagania środowiskowe (Pascual leone i in., 2011)

Mózg jest dynamicznym organem, który wykorzystuje mechanizmy, takie jak wzmocnienie, osłabienie, przycinanie, dodawanie połączeń synaptycznych lub neurogeneza, aby dostosować swoją architekturę i obwody, umożliwiając nabycie nowych umiejętności lub adaptacji po urazie. Jest to niezbędny mechanizm zdolności do uczenia się, zapamiętywania, reorganizacji i regeneracji po uszkodzeniu mózgu (Rubio-Morell i in., 2011).

Jednak istnienie nietypowych mechanizmów plastyczności może obejmować rozwój objawów patologicznych. Nadmiar plastyczności lub nadpobudliwość będzie sugerować, że struktury mózgowe są niestabilne i że systemy funkcjonalne niezbędne dla optymalnego funkcjonowania poznawczego mogą zostać naruszone.

Z drugiej strony deficyt plastyczności lub hipoplastycznościmoże to być szkodliwe dla dostosowania naszego repertuaru behawioralnego do środowiska, to znaczy, że nie jesteśmy w stanie dostosować się do zmieniających się wymagań środowiskowych (Pascual leone i in., 2011)

Zaktualizowany pogląd na etiologię zaburzeń psychicznych wiąże te zmiany z zaburzeniami w określonych obwodach mózgu, a nie z ogniskowymi zmianami strukturalnymi lub neurotransmisją (Rubio-Morell, et al., 2011).

Dlatego metody stymulacji mózgu mogą ostatecznie pozwolić na interwencje oparte na modulacji plastyczności, ze względu na ich zdolność do indukowania długoterminowych zmian, a tym samym optymalizacji sytuacji każdej osoby (Pascual leone, i in., 2011)

Czym jest przezczaszkowa stymulacja magnetyczna??

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna jest procedurą ogniskową, bezbolesną i bezpieczną (artykuł Rubio-Morell i in.). Ze względu na zdolność do neuromodulacji jest zdolny do wywoływania przejściowych zmian na poziomie plastyczności mózgu poprzez modyfikację stanów pobudliwości korowej (Rubio-Morell i in., 2011).

Jest to procedura, która jest używana do tworzenia prądów elektrycznych w dyskretnych obszarach, poprzez zastosowanie impulsów elektromagnetycznych, szybkich i zmiennych, na skórze głowy osoby z miedzianą cewką..

Pole elektromagnetyczne przenika przez skórę i czaszkę i dociera do kory mózgowej, aby wpływać na zmiany na poziomie pobudliwości neuronalnej.

Urządzenia stosowane w przezczaszkowej stymulacji magnetycznej i polach magnetycznych są zróżnicowane. Ogólnie rzecz biorąc, stymulatory używają cewek stymulujących o różnych kształtach i rozmiarach, które są używane na powierzchni skóry głowy.

Cewki są zbudowane z drutu miedzianego, który jest izolowany za pomocą plastikowej formy. Najczęściej używanymi formami cewki są okrągłe i cewki w postaci ośmiu (instrukcja manolo).

Zasady przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Technika ta opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej M. Faradaya, z której pole magnetyczne, które w funkcji czasu wykazuje szybkie oscylacje, będzie w stanie indukować mały wewnątrzczaszkowy prąd elektryczny w neuronach leżącej poniżej kory mózgowej.

Prąd elektryczny, który jest używany, to pole magnetyczne, które jest przykładane na skórę głowy w określonym regionie, indukuje w korze mózgowej równoległy prąd elektryczny iw przeciwnym kierunku do odbieranego.

Gdy prąd stymulacji elektrycznej jest skupiony na korze ruchowej i stosowana jest optymalna intensywność, rejestrowana jest odpowiedź motoryczna lub potencjał wywołany motorycznie (Rubio-Morell i in., 2011).

Rodzaje przezczaszkowej stymulacji magnetycznej

Jednym z rodzajów przezczaszkowej stymulacji magnetycznej jest powtarzalny (rTMS), który polega na szybkim i sukcesywnym stosowaniu kilku impulsów elektromagnetycznych. W zależności od częstotliwości stymulacji, do której emitowane są impulsy, wywoła to różne zmiany.

  • Stymulacja z wysoką częstotliwością: gdy stymulacja wykorzystuje więcej niż 5 impulsów elektromagnetycznych na sekundę, pobudliwość stymulowanej ścieżki wzrośnie.
  • Stymulacja niskiej częstotliwości: gdy stymulacja zużywa mniej niż jeden impuls na sekundę, pobudliwość stymulowanej ścieżki zmniejszy się.

Kiedy ten protokół jest stosowany, może wywołać stałe i spójne odpowiedzi u badanych i doprowadzić do wzmocnienia lub obniżenia amplitud potencjałów wywołanych ruchowo w zależności od parametrów stymulacji.

Protokół rTMS, znany jako stymulacja rozerwania Theta (TBS), naśladuje paradygmaty stosowane do indukowania długoterminowego wzmocnienia (PLP) i długotrwałej depresji (DLP) w modelach zwierzęcych.

Przy ciągłym stosowaniu (CTBS) stymulacja wywoła potencjały, które pokażą wyraźny spadek amplitudy. Z drugiej strony, w przypadku okresowego zastosowania (ITBS), zidentyfikowane zostaną potencjały o większej amplitudzie (Pascual leone i in., 2011).

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna, elektroencefalografia (EEG) i rezonans magnetyczny (MR) 

Integracja przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w czasie rzeczywistym z EEG może dostarczyć informacji na temat lokalnej odpowiedzi korowej i rozproszonej dynamiki sieci u zdrowych i chorych osób.

Zastosowanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej i MR jako miary wyniku pozwala na wdrożenie różnorodnych zaawansowanych technik identyfikacji i charakteryzowania sieci łączności między różnymi regionami mózgu.

W związku z tym w kilku badaniach wykazano, że architektura sieci mózgowych zmienia się podczas normalnego starzenia i może być nieprawidłowa u pacjentów z różnymi schorzeniami neuropsychiatrycznymi, takimi jak schizofrenia, depresja, padaczka, zaburzenie ze spektrum autyzmu lub zaburzenie deficytu. uwaga i nadpobudliwość.

Stymulacja mózgu i patologia

Jednym z głównych zastosowań przezczaszkowej stymulacji magnetycznej jest jej zastosowanie do poprawy wydajności lub objawów spowodowanych różnymi zaburzeniami rozwojowymi, zaburzeniami neuropsychiatrycznymi lub nabytym uszkodzeniem mózgu może wpływać na funkcjonowanie plastyczności mózgu.

Choroby naczyniowe

Patologia chorób naczyniowych jest związana z brakiem równowagi półkulowej, w którym aktywność uszkodzonej półkuli jest kompensowana przez wzrost aktywności przeciwległego obszaru homologicznego.

Różne badania z zastosowaniem protokołu rTMS pokazują jego potencjał w rehabilitacji objawów ruchowych: zwiększenie siły chwytu lub zmniejszenie spastyczności.

Padaczka

Padaczka to patologia, która wiąże się z cierpieniem na konwulsyjne epizody z powodu nadmiernej pobudliwości kory mózgowej.

Zróżnicowana liczba badań z dziećmi w dzieciństwie z padaczką typu ogniskowego wykazała znaczące zmniejszenie częstości i czasu trwania napadów padaczkowych. Wniosek ten nie jest jednak uogólniony, ponieważ nie ma systematycznej redukcji u wszystkich uczestników.

ADHD

Zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi wiąże się z hipoaktywacją różnych szlaków, szczególnie w korze grzbietowo-bocznej przedczołowej.

Badanie Weavera i współpracowników pokazuje globalną poprawę kliniczną i wyniki skal oceny u osób z ADHD po zastosowaniu różnych przezczaszkowych protokołów stymulacji magnetycznej..

TEA

W przypadku zaburzenia ze spektrum autystycznego opisano wzrost ogólnej aktywności gamma, który może być związany z odmiennymi zmianami uwagi, lingwistyki lub pamięci roboczej, które te osoby prezentują.

Różne badania sugerują korzyści terapeutycznego zastosowania przezczaszkowej stymulacji magnetycznej u dzieci z ASD. Uczestnicy wykazują znaczącą poprawę aktywności gamma, poprawę parametrów behawioralnych, poprawę uwagi, a nawet wzrost wyników związanych z nabyciem słownictwa.

Jednak ze względu na niewielką liczbę badań i stosowanie różnorodnych protokołów stymulacji, nie było możliwe zidentyfikowanie optymalnego protokołu do jego zastosowania terapeutycznego..

Depresja

Depresja u dzieci i młodzieży wydaje się być związana z brakiem równowagi w aktywacji różnych obszarów, takich jak grzbietowo-boczna kora przedczołowa i regiony limbiczne. W szczególności występuje hipoaktywacja w lewym obszarze, podczas gdy w prawej występuje hiperaktywacja tych struktur.

Dostępne badania sugerują istnienie efektów klinicznych stosowania protokołów rTMS: zmniejszenie objawów, poprawa, a nawet remisja kliniczna.

Schizofrenia

W przypadku schizofrenii z jednej strony wzrost pobudliwości lewej kory skroniowo-ciemieniowej wiązał się z objawami dodatnimi, z drugiej zaś zmniejszał pobudliwość lewej przedczołowej, związaną z objawami negatywnymi..

Wyniki dotyczące wpływu przezczaszkowej stymulacji magnetycznej w populacji pediatrycznej pokazują dowody na zmniejszenie objawów pozytywnych, omamy.

Ograniczenia

Ogólnie rzecz biorąc, badania te pokazują wstępne dane na temat potencjału technik stymulacji mózgu. Zidentyfikowano jednak różne ograniczenia, wśród których jest ograniczone stosowanie technik stymulacji, ogólnie związanych z poważnymi patologiami lub w których leczenie farmakologiczne nie ma znaczącego wpływu..

Z drugiej strony heterogeniczność wyników i różne stosowane metodologie utrudniają identyfikację optymalnych protokołów stymulacji.

Przyszłe badania powinny pogłębić wiedzę na temat fizjologicznych i klinicznych skutków przezczaszkowej stymulacji magnetycznej.

Bibliografia

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Charakteryzacja plastyczności korowej mózgu i dynamiki sieci w zakresie wieku i chorób w TMS-EEG i TMS-fMRI. Mózg Topogr.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., i Pascual-Leone, Á. (2011). Zastosowanie nieinwazyjnej stymulacji mózgu w dziecięcych zaburzeniach psychicznych: nowe możliwości oraz wyzwania diagnostyczne i terapeutyczne. Rev Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J. i Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna. W F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago i R. Cabestro Alonso, Neuroobrazowanie Techniki i procesy poznawcze (str. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C. i Nitsche, M. (2013). Nieinwazyjna stymulacja mózgu do leczenia chorób mózgu w dzieciństwie i okresie dojrzewania: stan techniki, obecne ograniczenia i przyszłe wyzwania. Granice w neurscience systemów, 7(94).
  5. Obraz źródłowy.