Транскраніальна магнітна стимуляція, для чого вона використовується, типи і патології



The Транскраніальна магнітна стимуляція є неінвазивним методом стимуляції мозку, використання якого протягом останніх років спостерігається значне зростання не тільки в області досліджень, а й у клінічній області з реабілітацією та терапевтичним дослідженням..

Методи стимуляції мозку дозволяють модулювати активність головного мозку без необхідності проникати через склепіння черепа для безпосереднього досягнення мозку.

В рамках методів церебральних досліджень ми можемо знайти кілька методів, однак найбільш часто використовуються транскраніальна стимуляція постійного струму (ДКС) і в більшій мірі транскраніальна магнітна стимуляція (Vicario et al., 2013)..

Індекс

  • Для чого використовують транскраніальну магнітну стимуляцію??
  • 2 Поняття про церебральну пластичність
  • 3 Що таке транскраніальна магнітна стимуляція??
    • 3.1 Принципи транскраніальної магнітної стимуляції
  • 4 Типи транскраніальної магнітної стимуляції
    • 4.1. Транскраніальна магнітна стимуляція, електроенцефалографія (ЕЕГ) і магнітно-резонансна (МР) техніка 
  • 5 Стимуляція мозку і патологія
    • 5.1 Судинні захворювання
    • 5.2 Епілепсія
    • 5.3 ADHD
    • 5.4 ЧАЙ
    • 5.5 Депресія
    • 5.6 Шизофренія
  • 6 Обмеження
  • 7 Бібліографія

Для чого використовується транскраніальна магнітна стимуляція??

Завдяки своїй здатності до нейромодуляції ці методи можуть бути використані для дослідження та модуляції різних функцій мозку: моторних навичок, зорового сприйняття, пам'яті, мови або настрою з метою підвищення продуктивності (Pascual leone et al., 2011). ).

У здорових дорослих людей вони, як правило, використовувалися для спостереження за кірковою збудливістю і як методики нейромодуляції, для індукування церебральної пластичності. Однак використання цих методів у педіатричному населення обмежується лікуванням деяких захворювань, реабілітації пошкоджених функцій (Pascual leone et al., 2011).

В даний час його застосування розширилося в області психіатрії, неврології і навіть реабілітації, оскільки численні неврологічні та психічні захворювання в дитячому та підлітковому віці мають зміни в пластичності мозку (Rubio-Morell et al., 2011).

Серед когнітивних функцій, які, здається, поліпшуються, викликають хворобу Паркінсона, руховий контроль після інсульту, афазію, епілепсію та депресію (Vicario et al., 2013)..

Поняття про церебральну пластичність

Церебральна пластика являє собою внутрішню властивість центральної нервової системи. Вона є необхідною умовою для створення та підтримки церебральних ланцюгів, шляхом модифікації структур і функцій у відповідь на екологічні вимоги (Pascual leone et al., 2011)

Мозок є динамічним органом, який використовує такі механізми, як потенціювання, ослаблення, обрізання, додавання синаптичних з'єднань або нейрогенез для адаптації своєї архітектури і схеми, що дозволяє придбати нові навички або адаптацію після травми. Це важливий механізм для вивчення, запам'ятовування, реорганізації та відновлення після пошкодження мозку (Rubio-Morell et al., 2011).

Однак існування атипових механізмів пластичності, може залучати розвиток патологічних симптомів. Перевищення пластичності або гіперпластичності означає, що церебральні структури нестабільні і що функціональні системи, необхідні для оптимального когнітивного функціонування, можуть бути порушені.

З іншого боку, дефіцит пластичності або гіпопластичностіце може бути шкідливим для адаптації нашого поведінкового репертуару до навколишнього середовища, тобто, що ми не в змозі пристосуватися до змін у навколишньому середовищі (Pascual leone et al., 2011)

Оновлене уявлення про етіологію психічних розладів пов'язує ці зміни з порушеннями в конкретних мозкових ланцюгах, а не як фокальні структурні зміни або в нейротрансмісії (Rubio-Morell, et al., 2011)..

Таким чином, методи стимуляції мозку можуть в кінцевому підсумку дозволити втручання, засновані на модуляції пластичності, завдяки їх здатності викликати довгострокові зміни і таким чином оптимізувати ситуацію кожної людини (Pascual leone, et al., 2011)

Що таке транскраніальна магнітна стимуляція??

Транскраніальна магнітна стимуляція - це фокальна, безболісна і безпечна процедура (стаття Rubio-Morell et al.). Завдяки своїй здатності до нейромодуляції вона здатна виробляти перехідні зміни на рівні церебральної пластичності за рахунок модифікації станів коркової збудливості (Rubio-Morell et al., 2011).

Це процедура, яка використовується для створення електричних струмів у дискретних областях, завдяки застосуванню електромагнітних імпульсів, швидких і змінних, на шкірі голови особи з мідною котушкою.

Електромагнітне поле проникає через шкіру і череп і досягає кори головного мозку, щоб впливати на зміни на рівні нейрональної збудливості.

Прилади, що використовуються при застосуванні транскраніальної магнітної стимуляції і магнітних полів, різноманітні. Взагалі, стимулятори використовують котушки стимуляції різних форм і розмірів, які використовуються на поверхні шкіри голови.

Котушки побудовані з мідного дроту, який ізольований пластиковою формою. Найбільш використовуваними формами котушки є кругова і котушка у вигляді восьми (маноло ручний).

Принципи транскраніальної магнітної стимуляції

Ця методика ґрунтується на принципі електромагнітної індукції М. Фарадея, з якого магнітне поле, яке в залежності від часу є швидким коливанням, здатне індукувати невеликий внутрішньочерепний електричний струм в нейронах кори головного мозку..

Використовуваний електричний струм - це магнітне поле, яке наноситься на шкіру голови в певній області, індукує в корі головного мозку паралельний електричний струм і у зворотному напрямку до отриманого.

Коли струм електричної стимуляції орієнтований на моторну кору, і використовується оптимальна інтенсивність, буде зафіксовано руховий або моторно-викликаний потенціал (Rubio-Morell et al., 2011).

Види транскраніальної магнітної стимуляції

Одним з видів транскраніальної магнітної стимуляції є повторювані (rTMS), які складаються з застосування декількох електромагнітних імпульсів швидко і послідовно. Залежно від частоти стимуляції, до якої випромінюються ці імпульси, вона індукує різні зміни.

  • Стимуляція з високою частотою: коли стимуляція використовує більше 5 електромагнітних імпульсів в секунду, збудливість стимульованого шляху збільшиться.
  • Низькочастотна стимуляція: коли стимуляція використовує менше одного імпульсу в секунду, збудливість стимульованого шляху зменшиться.

При застосуванні цього протоколу він може індукувати тверді і послідовні відповіді у суб'єктів і призводити до посилення або зниження амплітуд моторно-викликаних потенціалів залежно від параметрів стимуляції..

RTMS-протокол, відомий як тета-вибухова стимуляція (TBS), імітує парадигми, що використовуються для індукування довгострокового потенціювання (PLP) і тривалої депресії (DLP) у моделях тварин..

При безперервному застосуванні (CTBS) стимулювання викликає потенціали, які показують помітне зменшення амплітуди. З іншого боку, коли застосовується з перервами (ITBS), потенціали з більшою амплітудою будуть ідентифіковані (Pascual leone et al., 2011).

Методи транскраніальної магнітної стимуляції, електроенцефалографії (ЕЕГ) та магнітно-резонансної (МР) 

Інтеграція транскраніальної магнітної стимуляції в реальному часі з ЕЕГ може забезпечити інформацію про локальну коркову реакцію і динаміку розподіленої мережі у здорових і хворих суб'єктів.

Використання транскраніальної магнітної стимуляції і МР в якості результату дозволяє реалізувати різноманітні складні методи для ідентифікації та характеризування мереж зв'язку між різними областями мозку.

Таким чином, декілька досліджень показали, що архітектура мереж мозку змінюється під час нормального старіння і може бути аномальною у пацієнтів з деякими різноманітними нервово-психічними станами, такими як шизофренія, депресія, епілепсія, розлад спектра аутизму або дефіцит. уваги і гіперактивності.

Стимуляція мозку і патологія

Одним з основних застосувань транскраніальної магнітної стимуляції є її застосування для поліпшення працездатності або симптомів, викликаних різними порушеннями розвитку, нейропсихічні розлади або придбане ураження мозку можуть впливати на функціонування пластичності мозку.

Судинні захворювання

Патологія судинних захворювань пов'язана з напівсферичним дисбалансом, при якому активність пошкодженої півкулі компенсується збільшенням активності контралатеральної гомологічної області..

Різні дослідження з застосуванням протоколу rTMS демонструють його потенціал для реабілітації моторних симптомів: підвищення сили зчеплення або зменшення спастичності.

Епілепсія

Епілепсія - це патологія, що спричиняє страждання судомних епізодів через гіперзбудливість кори головного мозку..

Різноманітне число досліджень з дітьми в дитячому віці з фокальним типом епілепсії показало значне зниження частоти і тривалості епілептичних нападів. Однак цей висновок не є узагальнюючим, оскільки не відбувається систематичного зменшення всіх учасників.

СДУГ

Розлад дефіциту уваги з гіперактивністю пов'язаний з гіпоактивацією різних шляхів, зокрема, в дорсолатеральной префронтальній корі.

Дослідження Уівера та його колег показує глобальне клінічне поліпшення та результати оціночних шкал у осіб з СДУГ після застосування різних протоколів транскраніальної магнітної стимуляції..

TEA

У разі розладів аутистичного спектру описано збільшення загальної гамма-активності, яка може бути пов'язана з різними змінами уваги, мови або робочої пам'яті, які присутні у цих осіб.

Різні дослідження свідчать про переваги терапевтичного використання транскраніальної магнітної стимуляції у дітей з АСД. Учасники демонструють значне поліпшення гамма-активності, поліпшення поведінкових параметрів, поліпшення уваги та навіть збільшення балів, пов'язаних з придбанням лексики..

Однак у зв'язку з невеликою кількістю досліджень та використанням різноманітних протоколів стимуляції не вдалося визначити оптимальний протокол для його терапевтичного використання..

Депресія

Депресія у дітей і підлітків, як видається, пов'язана з дисбалансом в активації різних областей, таких як дорсолатеральная префронтальна кора і лімбічні області. Зокрема, спостерігається гіпоактивація в лівих областях, а в правому - гіперактивація цих структур.

Наявні дослідження свідчать про наявність клінічних ефектів використання протоколів rTMS: зниження симптомів, поліпшення і навіть клінічна ремісія..

Шизофренія

У разі шизофренії, з одного боку, підвищення збудливості лівої скронево-тім`яної кори асоціювалося з позитивними симптомами, а з іншого боку - зниженням лівої префронтальної збудливості, пов'язаної з негативними симптомами..

Результати впливу транскраніальної магнітної стимуляції у педіатричній популяції свідчать про зменшення позитивних симптомів, галюцинацій.

Обмеження

Загалом, ці дослідження показують попередні дані про потенціал методів стимуляції мозку. Проте, були визначені різні обмеження, серед яких обмежене застосування методів стимуляції, зазвичай пов'язаних з серйозними патологіями, або в яких фармакологічне лікування не має значного ефекту..

З іншого боку, неоднорідність результатів і використовувані різні методики ускладнюють ідентифікацію протоколів оптимальної стимуляції.

Подальші дослідження повинні поглибити знання про фізіологічні та клінічні ефекти транскраніальної магнітної стимуляції.

Бібліографія

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Характеристика пластичності кісткової тканини мозку та мережевої динаміки у віковому періоді здоров'я та захворювань за допомогою TMS-EEG та TMS-fMRI. Мозок Топогр.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Використання неінвазивної стимуляції мозку у дитячих психічних розладах: нові можливості та діагностичні та терапевтичні проблеми. Rev Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Транскраніальна магнітна стимуляція. У F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago, & R. Cabestro Алонсо, Neuroimaging Когнітивні методи і процеси (с. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Неінвазивна стимуляція мозку для лікування захворювань головного мозку в дитячому та підлітковому віці: сучасний стан, сучасні межі та майбутні проблеми. Межі в системах neurscience, 7(94).
  5. Вихідне зображення.