Transkraniel magnetisk stimulering, hvad det er til og typer

3669
Philip Kelley
Transkraniel magnetisk stimulering, hvad det er til og typer

Det transkraniel magnetisk stimulering er en ikke-invasiv hjernestimuleringsteknik, hvis anvendelse har oplevet en stor stigning i de senere år, ikke kun inden for forskning, men også i det kliniske område med rehabilitering og terapeutisk udforskning.

Denne type hjernestimuleringsteknikker tillader modulering af hjerneaktivitet uden behov for at trænge igennem kranievælvet for direkte at nå hjernen..

Inden for hjernestudieteknikkerne kan vi finde forskellige teknikker, men de mest anvendte er transkraniel jævnstrømsstimulering (tDCS) og i højere grad transkraniel magnetisk stimulering (Vicario et al., 2013).

Artikelindeks

  • 1 Hvad anvendes transkraniel magnetisk stimulering til??
  • 2 Begrebet hjernens plasticitet
  • 3 Hvad er transkraniel magnetisk stimulering?
    • 3.1 Principper for transkraniel magnetisk stimulering
  • 4 Typer af transkraniel magnetisk stimulering
    • 4.1 Transkraniel magnetisk stimulering, elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) teknikker 
  • 5 Hjernestimulering og patologi
    • 5.1 Vaskulære sygdomme
    • 5.2 Epilepsi
    • 5.3 ADHD
    • 5.4 TE
    • 5,5 depression
    • 5.6 Skizofreni
  • 6 Begrænsninger
  • 7 Bibliografi

Hvad bruges transkraniel magnetisk stimulering til??

På grund af deres neuromodulationskapacitet kan disse teknikker bruges til udforskning og modulering af forskellige hjernefunktioner: motoriske færdigheder, visuel opfattelse, hukommelse, sprog eller humør med det formål at forbedre ydeevnen (Pascual Leone et al., 2011).

Hos raske voksne er de generelt blevet brugt til at overvåge kortikal ophidselse og som neuromodulationsteknikker for at inducere hjernens plasticitet. Imidlertid er brugen af ​​disse teknikker i den pædiatriske befolkning begrænset til behandling af nogle sygdomme for at rehabilitere beskadigede funktioner (Pascual leone et al., 2011).

I øjeblikket er dets anvendelse udvidet til området for psykiatri, neurologi og endda rehabilitering, da adskillige neurologiske og psykiatriske sygdomme i barndommen og ungdommen præsenterer ændringer i hjernens plasticitet (Rubio-Morell et al., 2011).

Blandt de kognitive funktioner, der ser ud til at blive bedre, er de blandt andet forårsaget af Parkinsons sygdom, motorisk kontrol efter slagtilfælde, afasi, epilepsi og depression (Vicario et al., 2013).

Hjerne plasticitet koncept

Hjernens plasticitet repræsenterer en iboende egenskab ved centralnervesystemet. Det er vigtigt for etablering og vedligeholdelse af hjernekredsløb gennem ændring af strukturer og funktioner som reaktion på miljøkrav (Pascual Leone et al., 2011)

Hjernen er et dynamisk organ, der bruger mekanismer som forstærkning, svækkelse, beskæring, tilføjelse af synaptiske forbindelser eller neurogenese til at tilpasse dens arkitektur og kredsløb, hvilket tillader erhvervelse af nye færdigheder eller tilpasning efter skade. Det er en vigtig mekanisme for evnen til at lære, huske, omorganisere og komme sig efter hjerneskade (Rubio-Morell et al., 2011).

Imidlertid kan eksistensen af ​​atypiske plasticitetsmekanismer antyde udviklingen af ​​patologiske symptomer. Overdreven plasticitet eller hyperplasticitet vil betyde, at hjernestrukturer er ustabile, og at funktionelle systemer, der er essentielle for optimal kognitiv funktion, kan blive påvirket..

På den anden side underskuddet af plasticitet eller hypoplasticitetDet kan være skadeligt for tilpasningen af ​​vores adfærdsmæssige repertoire til miljøet, det vil sige, at vi ikke er i stand til at tilpasse os de skiftende miljøkrav (Pascual Leone et al., 2011)

En opdateret opfattelse af etiologien af ​​psykiatriske lidelser relaterer disse ændringer til lidelser i specifikke hjernekredsløb snarere end som fokale strukturelle ændringer eller i neurotransmission (Rubio-Morell, et al., 2011).

Derfor kan hjernestimuleringsmetoder i sidste ende tillade interventioner baseret på modulering af plasticitet på grund af deres evne til at inducere langsigtede ændringer og dermed optimere situationen for hvert individ (Pascual leone, et al., 2011)

Hvad er transkraniel magnetisk stimulering?

Transkraniel magnetisk stimulering er en fokal, smertefri og sikker procedure (artikel Rubio-Morell, et al.). På grund af sin neuromodulationskapacitet er den i stand til at producere midlertidige ændringer på niveauet af hjernens plasticitet gennem modifikation af kortikale excitabilitetstilstande (Rubio-Morell et al., 2011).

Det er en procedure, der bruges til at skabe elektriske strømme i diskrete regioner ved anvendelse af hurtige og skiftende elektromagnetiske impulser på hovedbunden af ​​den enkelte med en kobberspiral, der forbinder.

Det elektromagnetiske felt trænger gennem huden og kraniet og når hjernebarken for at påvirke ændringer i neuronal ophidselse..

Indretningerne, der anvendes til anvendelse af transkraniel magnetisk stimulering og magnetfelter, varierer. Generelt bruger stimulatorer stimuleringsspoler i forskellige former og størrelser, der bruges på overfladen af ​​hovedbunden.

Spolerne er konstrueret af kobbertråd, der er isoleret med en plastform. De mest anvendte spoleformer er den cirkulære og den otteformede spole (manuel manolo).

Principper for transkraniel magnetisk stimulering

Denne teknik er baseret på princippet om elektromagnetisk induktion af M. Faraday, hvorfra et magnetfelt, der afhængigt af tiden præsenterer en hurtig svingning, vil være i stand til at inducere en lille intrakraniel elektrisk strøm i neuronerne i den underliggende hjernebark ..

Den elektriske strøm, der bruges, er et magnetfelt, der påføres hovedbunden i et bestemt område, inducerer en elektrisk strøm i hjernebarken, der er parallel og i den modsatte retning af den modtagne..

Når den elektriske stimuleringsstrøm er fokuseret på motorbarken, og der anvendes en optimal intensitet, registreres en motorrespons eller motorfremkaldt potentiale (Rubio-Morell et al., 2011).

Typer af transkraniel magnetisk stimulering

En type transkraniel magnetisk stimulering er gentagen (rTMS), som består i anvendelse af flere elektromagnetiske impulser i hurtig rækkefølge. Afhængigt af den stimuleringsfrekvens, hvormed disse impulser udsendes, vil det fremkalde forskellige ændringer.

  • Højfrekvent stimulering: Når stimulering bruger mere end 5 elektromagnetiske impulser pr. Sekund, øges excitabiliteten af ​​den stimulerede vej.
  • Tempo med lav hastighed: Når stimulering bruger mindre end en puls pr. Sekund, falder den stimulerede vejs ophidselse.

Når denne protokol anvendes, kan den inducere robuste og konsistente reaktioner hos forsøgspersoner og føre til forstærkning eller depression af amplituder af motorfremkaldte potentialer afhængigt af stimuleringsparametrene..

En rTMS-protokol, kendt som Theta Burst Stimulation (TBS), efterligner de paradigmer, der bruges til at inducere langvarig potentiering (PLP) og langvarig depression (DLP) i dyremodeller..

Når den anvendes kontinuerligt (CTBS), vil stimuleringen fremkalde potentialer, der viser et markant fald i amplitude. På den anden side, når de anvendes intermitterende (ITBS), vil potentialer med en større amplitude blive identificeret (Pascual leone et al., 2011).

Transkraniel magnetisk stimulation, elektroencefalografi (EEG) og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) teknikker 

Realtidsintegration af transkraniel magnetisk stimulering med EEG kan give information om lokal kortikal respons og distribueret netværksdynamik hos raske og syge forsøgspersoner..

Brugen af ​​transkraniel magnetisk stimulering og MR som et resultatmål muliggør implementering af en række sofistikerede teknikker til at identificere og karakterisere forbindelsesnetværk mellem forskellige hjerneområder..

Adskillige undersøgelser har således vist, at arkitekturen i hjernenetværk varierer under normal aldring og kan være unormal hos patienter med en række neuropsykiatriske tilstande, såsom skizofreni, depression, epilepsi, autismespektrumforstyrrelse eller underskudsforstyrrelse. Opmærksomhed og hyperaktivitet..

Hjernestimulering og patologi

En af de vigtigste anvendelser af transkraniel magnetisk stimulation er dens anvendelse til at forbedre ydeevne eller symptomer forårsaget af forskellige udviklingsforstyrrelser, neuropsykiatriske lidelser eller erhvervet hjerneskade, der kan påvirke hjernens plasticitet..

Vaskulære sygdomme

Patologien for vaskulære sygdomme er relateret til en halvkugle ubalance, hvor aktiviteten på den beskadigede halvkugle kompenseres af en stigning i aktiviteten i det kontralaterale homologe område..

Forskellige undersøgelser med anvendelsen af ​​rTMS-protokollen viser dets potentiale for rehabilitering af motoriske symptomer: øget grebstyrke eller reduktion af spasticitet.

Epilepsi

Epilepsi er en patologi, der involverer lidelse af anfald på grund af hyper-excitabilitet i hjernebarken.

Et varieret antal undersøgelser med børnepatienter med fokaltypilepsi har vist en signifikant reduktion i hyppigheden og varigheden af ​​epileptiske anfald. Denne konklusion er dog ikke generaliserbar, da der ikke er nogen systematisk reduktion i alle deltagere..

ADHD

Attention deficit hyperactivity disorder er forbundet med hypo-aktivering af forskellige veje, specifikt i den dorsolaterale præfrontale cortex.

Undersøgelsen af ​​Weaver et al. Viser en global klinisk forbedring og resultaterne af evalueringsskalaerne hos personer med ADHD efter anvendelse af forskellige transkranielle magnetiske stimuleringsprotokoller..

FAKKEL

I tilfælde af autismespektrumforstyrrelse er der beskrevet en stigning i generel gamma-aktivitet, som kan være relateret til de forskellige opmærksomheds-, sproglige eller arbejdshukommelsesændringer, som disse individer præsenterer.

Forskellige undersøgelser antyder fordele ved terapeutisk brug af transkraniel magnetisk stimulering hos børn med ASD. Deltagerne viser en signifikant forbedring i gamma-aktivitet, forbedring af adfærdsparametre, opmærksomme forbedringer og endda en stigning i scoringer relateret til ordforrådsoptagelse..

På grund af det lille antal undersøgelser og brugen af ​​en række stimuleringsprotokoller har det imidlertid ikke været muligt at identificere en optimal protokol til dets terapeutiske anvendelse..

Depression

Depression hos børn og unge synes at være forbundet med en ubalance i aktiveringen af ​​forskellige områder, såsom den dorsolaterale præfrontale cortex og de limbiske regioner. Specifikt er der hypoaktivering i de venstre regioner, mens i højre er der hyperaktivering af disse strukturer.

De tilgængelige studier antyder eksistensen af ​​kliniske virkninger af brugen af ​​rTMS-protokoller: reduktion af symptomer, forbedring og endda klinisk remission.

Skizofreni

I tilfælde af skizofreni er der på den ene side identificeret en stigning i excitabilitet af den venstre temporo-parietale cortex, der er forbundet med positive symptomer og på den anden side et fald i venstre præfrontale excitabilitet, relateret til negative symptomer.

Resultaterne af virkningerne af transkraniel magnetisk stimulation i den pædiatriske population viser tegn på en reduktion i positive symptomer, hallucinationer.

Begrænsninger

Samlet set viser disse undersøgelser foreløbige beviser for potentialet i hjernestimuleringsteknikker. Imidlertid er forskellige begrænsninger blevet identificeret, blandt hvilke er den knappe anvendelse af stimuleringsteknikker, generelt forbundet med alvorlige patologier, eller hvor den farmakologiske behandling ikke har en signifikant effekt..

På den anden side gør heterogeniteten af ​​resultaterne og de forskellige anvendte metoder det vanskeligt at identificere de optimale stimuleringsprotokoller.

Fremtidig forskning bør uddybe vores viden om de fysiologiske og kliniske virkninger af transkraniel magnetisk stimulering..

Bibliografi

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Karakterisering af hjernens kortikale plasticitet og netværksdynamik på tværs af aldersspændingen i sundhed og sygdom med TMS-EEG og TMS-fMRI. Brain Topogr.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Brug af ikke-invasiv hjernestimulering i psykiatriske lidelser hos børn: nye muligheder og diagnostiske og terapeutiske udfordringer. Rev Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Transkraniel magnetisk stimulering. I F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago og R. Cabestro Alonso, Neuroimaging. Kognitive teknikker og processer (s. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Ikke-invasiv hjernestimulering til behandling af hjernesygdomme i barndommen og ungdommen: topmoderne, nuværende grænser og fremtidige udfordringer. Grænser inden for systemets neurovidenskab, 7(94).
  5. Billedkilde.

Endnu ingen kommentarer