Transcranial magnetisk stimulering hva det er for og typer

2435
Charles McCarthy
Transcranial magnetisk stimulering hva det er for og typer

De transkraniell magnetisk stimulering er en ikke-invasiv hjernestimuleringsteknikk hvis bruk har opplevd en stor økning de siste årene, ikke bare innen forskningsfeltet, men også i det kliniske området med rehabilitering og terapeutisk utforskning.

Denne typen hjernestimuleringsteknikker tillater modulering av hjerneaktivitet uten behov for å trenge gjennom kranialhvelvet for å nå hjernen direkte..

Innen hjernestudieteknikkene kan vi finne forskjellige teknikker, men den mest brukte er transkraniell likestrømstimulering (tDCS) og i større grad transkraniell magnetisk stimulering (Vicario et al., 2013).

Artikkelindeks

  • 1 Hva brukes transkraniell magnetisk stimulering til??
  • 2 Konseptet med hjernens plastisitet
  • 3 Hva er transkraniell magnetisk stimulering?
    • 3.1 Prinsipper for transkraniell magnetisk stimulering
  • 4 Typer av transkraniell magnetisk stimulering
    • 4.1 Transkraniell magnetisk stimulering, elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansavbildning (MR) teknikker 
  • 5 Hjernestimulering og patologi
    • 5.1 Karsykdommer
    • 5.2 Epilepsi
    • 5.3 ADHD
    • 5.4 TE
    • 5,5 depresjon
    • 5.6 Schizofreni
  • 6 Begrensninger
  • 7 Bibliografi

Hva brukes transkraniell magnetisk stimulering til??

På grunn av deres neuromodulerende kapasitet, kan disse teknikkene brukes til å utforske og modulere forskjellige hjernefunksjoner: motoriske ferdigheter, visuell oppfatning, minne, språk eller humør, med sikte på å forbedre ytelsen (Pascual Leone et al., 2011).

Hos friske voksne har de generelt blitt brukt til å overvåke kortikal excitabilitet og som nevromoduleringsteknikker for å indusere hjernens plastisitet. Imidlertid er bruken av disse teknikkene i den pediatriske befolkningen begrenset til behandling av noen sykdommer, for å rehabilitere skadede funksjoner (Pascual leone et al., 2011).

Foreløpig har bruken utvidet seg til området psykiatri, nevrologi og til og med rehabilitering siden mange nevrologiske og psykiatriske sykdommer i barndommen og ungdomsårene gir endringer i hjernens plastisitet (Rubio-Morell et al., 2011).

Blant de kognitive funksjonene som ser ut til å bli bedre, er de blant annet forårsaket av Parkinsons sykdom, motorisk kontroll etter hjerneslag, afasi, epilepsi og depresjon (Vicario et al., 2013).

Hjernenes plastisitetskonsept

Hjernens plastisitet representerer en iboende egenskap til sentralnervesystemet. Det er viktig for etablering og vedlikehold av hjernekretser, gjennom modifisering av strukturer og funksjoner som svar på miljøkrav (Pascual Leone et al., 2011)

Hjernen er et dynamisk organ som bruker mekanismer som potensiering, svekkelse, beskjæring, tillegg av synaptiske forbindelser eller neurogenese for å tilpasse arkitekturen og kretsene, slik at de kan tilegne seg nye ferdigheter eller tilpasning etter skade. Det er en viktig mekanisme for evnen til å lære, huske, omorganisere og komme seg fra hjerneskade (Rubio-Morell et al., 2011).

Imidlertid kan eksistensen av atypiske plastisitetsmekanismer innebære utvikling av patologiske symptomer. Overdreven plastisitet eller hyperplastisitet vil innebære at hjernestrukturer er ustabile, og at funksjonelle systemer som er essensielle for optimal kognitiv funksjon kan bli påvirket..

På den annen side, underskuddet av plastisitet eller hypoplastisitetDet kan være skadelig for tilpasningen av vårt atferdsrepertoar til miljøet, det vil si at vi ikke klarer å tilpasse oss de skiftende miljøkravene (Pascual Leone et al., 2011)

En oppdatert visning av etiologien til psykiatriske lidelser knytter disse endringene til forstyrrelser i spesifikke hjernekretser, snarere enn som fokale strukturelle endringer eller i nevrotransmisjon (Rubio-Morell, et al., 2011).

Derfor kan hjernestimuleringsmetoder til slutt tillate inngrep basert på modulering av plastisitet, på grunn av deres evne til å indusere langsiktige endringer og dermed optimalisere situasjonen til hvert individ (Pascual leone, et al., 2011)

Hva er transkraniell magnetisk stimulering?

Transkraniell magnetisk stimulering er en fokal, smertefri og sikker prosedyre (artikkel Rubio-Morell, et al). På grunn av sin nevromodulerende kapasitet, er den i stand til å produsere forbigående endringer på nivået av hjernens plastisitet gjennom modifisering av kortikale eksitabilitetstilstander (Rubio-Morell et al., 2011).

Det er en prosedyre som brukes til å skape elektriske strømmer i diskrete regioner, gjennom påføring av raske og skiftende elektromagnetiske pulser, i hodebunnen til den enkelte med kobberspiral..

Det elektromagnetiske feltet trenger gjennom huden og hodeskallen og når hjernebarken for å påvirke endringer i nervesmerte..

Enhetene som brukes i applikasjonen av transkraniell magnetisk stimulering og magnetfelt er varierte. Generelt bruker stimulatorer stimuleringsspoler av forskjellige former og størrelser som brukes på overflaten av hodebunnen.

Spolene er konstruert av kobbertråd som er isolert med en plastform. De mest brukte spoleformene er den sirkulære og den åtteformede spolen (manuell manolo).

Prinsipper for transkraniell magnetisk stimulering

Denne teknikken er basert på prinsippet om elektromagnetisk induksjon av M. Faraday, hvorfra et magnetfelt som, avhengig av tid, gir en rask svingning, vil være i stand til å indusere en liten intrakraniell elektrisk strøm i nevronene i den underliggende hjernebarken ..

Den elektriske strømmen som brukes er et magnetfelt som påføres hodebunnen i en bestemt region, induserer en elektrisk strøm i hjernebarken som er parallell og i motsatt retning av den mottatte..

Når den elektriske stimuleringsstrømmen er fokusert på motorbarken, og en optimal intensitet brukes, vil en motorrespons eller motor fremkalt potensial bli registrert (Rubio-Morell et al., 2011).

Typer av transkraniell magnetisk stimulering

En type transkraniell magnetisk stimulering er repeterende (rTMS), som består av påføring av flere elektromagnetiske pulser i rask rekkefølge. Avhengig av stimuleringsfrekvensen som disse pulser avgir, vil det indusere forskjellige endringer.

  • Høyfrekvent stimulering: Når stimulering bruker mer enn 5 elektromagnetiske pulser per sekund, øker oppstemtheten til den stimulerte banen.
  • Tempo med lav hastighet: Når stimulering bruker mindre enn en puls per sekund, vil den stimulerte banen stimulere seg.

Når denne protokollen brukes, kan den indusere robuste og konsistente responser i fag og føre til potensering eller depresjon av amplituder av motorfremkalte potensialer, avhengig av stimuleringsparametrene..

En rTMS-protokoll, kjent som Theta Burst Stimulation (TBS), etterligner paradigmene som ble brukt til å indusere langtidspotensiering (PLP) og langvarig depresjon (DLP) i dyremodeller..

Når den brukes kontinuerlig (CTBS), vil stimuleringen fremkalle potensialer som vil vise en markant reduksjon i amplitude. På den annen side vil potensialer med større amplitude identifiseres når de brukes intermitterende (ITBS) (Pascual leone et al., 2011).

Transkraniell magnetisk stimulering, elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansavbildning (MR) teknikker 

Sanntidsintegrasjon av transkraniell magnetisk stimulering med EEG kan gi informasjon om lokal kortikal respons og distribuert nettverksdynamikk hos friske og syke fag..

Bruken av transkraniell magnetisk stimulering og MR som et resultatmål gjør det mulig å implementere en rekke sofistikerte teknikker for å identifisere og karakterisere tilkoblingsnettverk mellom forskjellige hjerneområder..

Dermed har flere studier vist at arkitekturen i hjernenettverk varierer under normal aldring og kan være unormal hos pasienter med en rekke nevropsykiatriske tilstander som schizofreni, depresjon, epilepsi, autismespektrumforstyrrelse eller underskuddsforstyrrelse. Oppmerksomhet og hyperaktivitet..

Hjernestimulering og patologi

En av de viktigste anvendelsene av transkraniell magnetisk stimulering er dens anvendelse for å forbedre ytelse eller symptomer forårsaket av forskjellige utviklingsforstyrrelser, nevropsykiatriske lidelser eller ervervet hjerneskade som kan påvirke hjernens plastisitet..

Vaskulære sykdommer

Patologien til vaskulære sykdommer er relatert til en halvkulebalanse, der aktiviteten til den skadede halvkulen kompenseres av en økning i aktiviteten til det kontralaterale homologe området..

Ulike studier med anvendelse av rTMS-protokollen viser potensialet for rehabilitering av motoriske symptomer: økt grepstyrke eller reduksjon av spastisitet.

Epilepsi

Epilepsi er en patologi som involverer lidelse av anfall på grunn av hyper-eksitabilitet i hjernebarken.

Et variert antall studier med barnepasienter med fokaltypilepsi har vist en signifikant reduksjon i frekvensen og varigheten av epileptiske anfall. Denne konklusjonen er imidlertid ikke generaliserbar siden det ikke er noen systematisk reduksjon i alle deltakerne..

ADHD

Attention deficit hyperactivity disorder er assosiert med hypo-aktivering av forskjellige veier, spesielt i den dorsolaterale prefrontale cortex.

Studien av Weaver et al. Viser en global klinisk forbedring og resultatene av evalueringsskalaene hos individer med ADHD etter anvendelse av forskjellige transkranielle magnetiske stimuleringsprotokoller..

LOMMELYKT

I tilfelle av autismespektrumforstyrrelse, er en økning i generell gamma-aktivitet beskrevet, som kan være relatert til de forskjellige endringene i oppmerksomhet, språklig eller arbeidsminne som disse individene presenterer.

Ulike undersøkelser antyder fordelene med terapeutisk bruk av transkraniell magnetisk stimulering hos barn med ASD. Deltakerne viser en signifikant forbedring i gamma-aktivitet, forbedring av atferdsparametere, oppmerksomhetsforbedringer og til og med en økning i score relatert til ordforrådets tilegnelse..

På grunn av det lille antallet studier og bruken av en rekke stimuleringsprotokoller har det imidlertid ikke vært mulig å identifisere en optimal protokoll for terapeutisk bruk..

Depresjon

Depresjon hos barn og ungdom ser ut til å være assosiert med en ubalanse i aktiveringen av forskjellige områder som den dorsolaterale prefrontale cortex og de limbiske regionene. Spesielt er det hypoaktivering i venstre regioner, mens til høyre er det hyperaktivering av disse strukturene.

De tilgjengelige studiene antyder at det eksisterer kliniske effekter av bruk av rTMS-protokoller: reduksjon av symptomer, forbedring og til og med klinisk remisjon.

Schizofreni

I tilfelle schizofreni, på den ene siden, er det identifisert en økning i excitabilitet i venstre temporo-parietal cortex, assosiert med positive symptomer, og på den annen side en reduksjon i venstre prefrontal excitability, relatert til negative symptomer.

Resultatene på effekten av transkraniell magnetisk stimulering i den pediatriske populasjonen viser tegn til reduksjon i positive symptomer, hallusinasjoner.

Begrensninger

Samlet sett viser disse studiene foreløpig bevis på potensialet i hjernestimuleringsteknikker. Imidlertid har forskjellige begrensninger blitt identifisert, blant annet den knappe bruken av stimuleringsteknikker, generelt assosiert med alvorlige patologier eller der den farmakologiske behandlingen ikke gir en signifikant effekt..

På den annen side gjør heterogeniteten til resultatene og de forskjellige metodene som brukes, det vanskelig å identifisere de optimale stimuleringsprotokollene.

Fremtidig forskning bør utdype vår kunnskap om de fysiologiske og kliniske effektene av transkraniell magnetisk stimulering..

Bibliografi

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Karakterisere hjernens kortikale plastisitet og nettverksdynamikk over aldersspennet i helse og sykdom med TMS-EEG og TMS-fMRI. Brain Topogr.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Bruk av ikke-invasiv hjernestimulering i psykiatriske lidelser hos barn: nye muligheter og diagnostiske og terapeutiske utfordringer. Rev Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Transkraniell magnetisk stimulering. I F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago og R. Cabestro Alonso, Nevroavbildning. Kognitive teknikker og prosesser (s. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Ikke-invasiv hjernestimulering for behandling av hjernesykdommer i barndommen og ungdomsårene: topp moderne, nåværende grenser og fremtidige utfordringer. Grenser innen systemvitenskap, 7(94).
  5. Bildekilde.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.