TRANSKRANIÁLNA MAGNETICKÁ STIMULÁCIA: NA ČO SLÚŽI A AKÉ TYPY - NEUROPSYCHOLOGY - 2026

Transkraniálna magnetická stimulácia je technika, non - invazívnej mozgovej stimulácie, ktorá predpokladá, veľký nárast v posledných rokoch, a to nielen v oblasti výskumu, ale aj v klinickej oblasti s rehabilitáciou a terapeutické prieskumu.

Tento typ techník stimulácie mozgu umožňuje modulovať mozgovú aktivitu bez toho, aby bolo potrebné preniknúť cez lebečnú klenbu, aby sa priamo dostal do mozgu.

V rámci metód na štúdium mozgu nájdeme rôzne techniky, najčastejšie sa však používajú transkraniálna jednosmerná stimulácia (tDCS) a vo väčšej miere transkraniálna magnetická stimulácia (Vicario et al., 2013).

Na čo sa používa transkraniálna magnetická stimulácia?

Vzhľadom na svoju neuromodulačnú kapacitu sa tieto techniky môžu použiť na skúmanie a moduláciu rôznych funkcií mozgu: pohybové zručnosti, vizuálne vnímanie, pamäť, jazyk alebo náladu, s cieľom zlepšiť výkonnosť (Pascual Leone et al., 2011 ).

U zdravých dospelých sa zvyčajne používajú na sledovanie kortikálnej excitability a ako neuromodulačné techniky na vyvolanie plasticity mozgu. Použitie týchto techník v detskej populácii je však obmedzené na liečenie niektorých chorôb s cieľom rehabilitovať poškodené funkcie (Pascual leone et al., 2011).

V súčasnosti sa jeho využitie rozšírilo do oblasti psychiatrie, neurológie a dokonca aj rehabilitácie, pretože mnoho neurologických a psychiatrických chorôb v detstve a dospievaní predstavuje zmeny v plasticite mozgu (Rubio-Morell et al., 2011).

Medzi kognitívne funkcie, ktoré sa zdajú zlepšovať, patria okrem iného tie, ktoré sú spôsobené Parkinsonovou chorobou, motorickou kontrolou po mŕtvici, afáziou, epilepsiou a depresiou (Vicario et al., 2013).

Koncept plasticity mozgu

Plastičnosť mozgu predstavuje vnútornú vlastnosť centrálneho nervového systému. Je nevyhnutný na vytvorenie a udržiavanie mozgových obvodov 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, pridanie synaptických spojení alebo neurogenéza, aby prispôsobili svoju architektúru a obvody, čo umožňuje získanie nových zručností alebo prispôsobenie po zranení. Je to nevyhnutný mechanizmus schopnosti učiť sa, pamätať si, reorganizovať sa a zotaviť sa z poškodenia mozgu (Rubio-Morell et al., 2011).

Existencia atypických mechanizmov plasticity však môže znamenať vývoj patologických symptómov. Nadmerná plasticita alebo hyperplastickosť bude znamenať, že mozgové štruktúry sú nestabilné a že môžu byť ovplyvnené funkčné systémy nevyhnutné pre optimálne kognitívne fungovanie.

Na druhej strane deficit plasticity alebo hypoplasticity môže mať nepriaznivý vplyv na prispôsobenie nášho repertoáru správania pre životné prostredie, to znamená, že sa nedokážeme prispôsobiť meniacim sa environmentálnym požiadavkám (Pascual leone et al., 2011)

Aktualizovaný pohľad na etiológiu psychiatrických porúch tieto zmeny súvisí skôr s poruchami v konkrétnych mozgových obvodoch ako s fokálnymi štrukturálnymi zmenami alebo neurotransmisiou (Rubio-Morell, a kol., 2011).

Metódy stimulácie mozgu preto v konečnom dôsledku môžu umožniť zásahy založené na modulácii plasticity v dôsledku ich schopnosti vyvolať dlhodobé zmeny, a teda optimalizovať situáciu každého jednotlivca (Pascual leone, a kol., 2011)

Čo je transkraniálna magnetická stimulácia?

Transkraniálna magnetická stimulácia je fokálny, bezbolestný a bezpečný postup (článok Rubio-Morell a kol.). Vďaka svojej neuromodulačnej schopnosti je schopný vytvárať prechodné zmeny na úrovni plasticity mozgu prostredníctvom modifikácie stavov kortikálnej excitability (Rubio-Morell et al., 2011).

Je to postup, ktorý sa používa na vytváranie elektrických prúdov v diskrétnych oblastiach prostredníctvom aplikácie rýchlych a meniacich sa elektromagnetických impulzov na pokožku hlavy jednotlivca s pripojenou medenou cievkou.

Elektromagnetické pole preniká cez kožu a lebku a dosahuje mozgovú kôru, aby ovplyvnilo zmeny na úrovni neuronálnej excitability.

Zariadenia používané pri aplikácii transkraniálnej magnetickej stimulácie a magnetického poľa sú rôzne. Stimulátory všeobecne používajú stimulačné cievky rôznych tvarov a veľkostí, ktoré sa aplikujú na povrch pokožky hlavy.

Cievky sú vyrobené z medeného drôtu, ktorý je izolovaný plastovou formou. Najčastejšie používanými formami cievok sú kruhová a osemhranná cievka (manuálne manolo).

Princípy transkraniálnej magnetickej stimulácie

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

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

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

Druhy transkraniálnej magnetickej stimulácie

Jeden typ transkraniálnej magnetickej stimulácie je opakujúci sa (rTMS), ktorý spočíva v aplikácii niekoľkých elektromagnetických impulzov v rýchlom slede. V závislosti od stimulačnej frekvencie, pri ktorej sú tieto impulzy emitované, to vyvolá rôzne zmeny.

• Vysokofrekvenčná stimulácia: Keď stimulácia využíva viac ako 5 elektromagnetických impulzov za sekundu, zvýši sa excitabilita stimulovanej dráhy.
• Stimulácia pri nízkej frekvencii : Keď stimulácia používa menej ako jeden impulz za sekundu, excitabilita stimulovanej dráhy sa zníži.

Ak sa použije tento protokol, môže u jedincov vyvolať robustné a konzistentné reakcie a v závislosti od stimulačných parametrov môže viesť k zosilneniu alebo zníženiu amplitúd motoricky vyvolaných potenciálov.

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

Pri nepretržitej aplikácii (CTBS) stimulácia vyvolá potenciály, ktoré vykazujú výrazné zníženie amplitúdy. Na druhej strane, keď sa aplikuje prerušovane (ITBS), budú identifikované potenciály s väčšou amplitúdou (Pascual leone et al., 2011).

Techniky transkraniálnej magnetickej stimulácie, elektroencefalografie (EEG) a zobrazovania magnetickou rezonanciou (MRI)

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

Použitie transkraniálnej magnetickej stimulácie a MRI ako meradla výsledku umožňuje implementáciu rôznych sofistikovaných techník na identifikáciu a charakterizáciu sietí prepojenia medzi rôznymi oblasťami mozgu.

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

Stimulácia mozgu a patológia

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

Cievne choroby

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

Rôzne štúdie s použitím protokolu rTMS ukazujú jeho potenciál na rehabilitáciu motorických príznakov: zvýšenie priľnavosti alebo zníženie spasticity.

epilepsie

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

Rôzny počet štúdií s pacientmi v detskom veku s epilepsiou fokálneho typu preukázal významné zníženie frekvencie a trvania epileptických záchvatov. Tento záver však nie je zovšeobecniteľný, pretože nedochádza k systematickému znižovaniu počtu všetkých účastníkov.

ADHD

Porucha hyperaktivity s deficitom pozornosti je spojená s nedostatočnou aktiváciou rôznych ciest, najmä v dorsolaterálnom prefrontálnom kortexe.

Štúdia Weavera a spol. Ukazuje celkové klinické zlepšenie a výsledky hodnotiacich škál u jedincov s ADHD po použití rôznych transkraniálnych magnetických stimulačných protokolov.

FAKĽA

V prípade poruchy spektra autizmu je opísané zvýšenie všeobecnej gama aktivity, čo môže súvisieť s rôznymi zmenami pozornosti, lingvistiky alebo zmeny pracovnej pamäte, ktoré títo jedinci vykazujú.

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

V dôsledku malého počtu štúdií a použitia rôznych stimulačných protokolov však nebolo možné identifikovať optimálny protokol na jeho terapeutické použitie.

depresie

Zdá sa, že depresia u detí a adolescentov je spojená s nerovnováhou v aktivácii rôznych oblastí, ako je dorsolaterálna prefrontálna kôra a limbické oblasti. Konkrétne je hypo-aktivácia v ľavých oblastiach, zatiaľ čo napravo je hyperaktivácia týchto štruktúr.

Dostupné štúdie naznačujú existenciu účinkov na klinickej úrovni pri používaní protokolov rTMS: zníženie symptómov, zlepšenie a dokonca klinická remisia.

schizofrénie

V prípade schizofrénie bolo na jednej strane identifikované zvýšenie excitability ľavej temporo-parietálnej kôry spojené s pozitívnymi symptómami a na druhej strane zníženie prefrontálnej excitability vľavo spojené s negatívnymi symptómami.

Výsledky účinkov transkraniálnej magnetickej stimulácie v detskej populácii ukazujú známky zníženia pozitívnych symptómov, halucinácií.

obmedzenia

Celkovo tieto štúdie ukazujú predbežný dôkaz potenciálu techník stimulácie mozgu. Boli však identifikované rôzne obmedzenia, vrátane zriedkavého použitia stimulačných techník, ktoré sú zvyčajne spojené so závažnými patológiami alebo u ktorých liečba drogami nemá významný účinok.

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

Budúci výskum by mal prehĺbiť znalosti 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 kortikálnej plasticity mozgu a dynamika siete v celom veku a zdraví pomocou TMS-EEG a TMS-fMRI. Brain Topogr. (24), 302 - 315.
2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Využitie neinvazívnej mozgovej stimulácie pri 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., a Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Transkraniálna magnetická stimulácia. Vo veci F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago a R. Cabestro Alonso, Neuroimagen. Kognitívne techniky a procesy (s. 213 - 235). Elsevier.
4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Neinvazívna stimulácia mozgu na liečenie mozgových ochorení v detstve a dospievaní: súčasný stav, súčasné limity a budúce výzvy. Hranice v systémových vedách, 7 (94).
5. Zdroj obrázka.