Qual è la stimolazione magnetica transcranica?

il stimolazione magnetica transcranica (EMT) è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva il cui utilizzo ha registrato un notevole aumento negli ultimi anni, non solo nel campo della ricerca, ma anche in ambito clinico con la riabilitazione e l'esplorazione terapeutica.

Questo tipo di tecniche di stimolazione cerebrale consente di modulare l'attività cerebrale senza la necessità di penetrare attraverso la volta cranica per raggiungere direttamente il cervello.

All'interno del ECNI, possiamo trovare diverse tecniche, tuttavia le più utilizzate sono leStimolazione transcreneale corrente continua (tDCS) e in proporzione maggiore il stimolazione magnetica transcranica (TMS), (Vicario et al., 2013).

A cosa serve la stimolazione magnetica transcranica?

A causa della loro capacità di neuromodulazione, queste tecniche possono essere utilizzate per l'esplorazione e la modulazione di diverse funzioni cerebrali: abilità motorie, percezione visiva, memoria, linguaggio o umore, con l'obiettivo di migliorare le prestazioni (Pascual leone et al., 2011 ).

Negli adulti sani, sono stati generalmente utilizzati per monitorare l'eccitabilità corticale e come tecniche di neuromodulazione per indurre la plasticità cerebrale. Tuttavia, l'uso di queste tecniche nella popolazione pediatrica è limitato al trattamento di alcune malattie, per riabilitare le funzioni danneggiate (Pascual leone et al., 2011).

Attualmente, il suo utilizzo si è esteso all'area della psichiatria, della neurologia e persino della riabilitazione poiché numerose malattie neurologiche e psichiatriche nell'infanzia e nell'adolescenza hanno alterazioni nella plasticità cerebrale (Rubio-Morell et al., 2011).

Tra le funzioni cognitive che sembrano migliorare ci sono quelle causate dal morbo di Parkinson, il controllo motorio dopo un ictus, l'afasia, l'epilessia e la depressione, tra gli altri (Vicario et al., 2013).

Concetto di plasticità cerebrale

La plasticità cerebrale rappresenta una proprietà intrinseca del sistema nervoso centrale. È essenziale per l'istituzione e il mantenimento di circuiti cerebrali, attraverso la modifica di strutture e funzioni in risposta alle richieste ambientali (Pascual leone et al., 2011)

Il cervello è un organo dinamico che utilizza meccanismi come potenziamento, indebolimento, potatura, aggiunta di connessioni sinaptiche o neurogenesi per adattare la sua architettura e circuiteria, consentendo l'acquisizione di nuove abilità o adattamenti dopo un infortunio. È un meccanismo essenziale per la capacità di imparare, ricordare, riorganizzare e recuperare dai danni cerebrali (Rubio-Morell et al., 2011).

Tuttavia, l'esistenza di meccanismi atipici di plasticità, può comportare lo sviluppo di sintomi patologici. L'eccesso di plasticità o iperplasticità implicherà che le strutture cerebrali siano instabili e che i sistemi funzionali essenziali per un funzionamento cognitivo ottimale possano essere influenzati.

D'altra parte, deficit di plasticità o ipoplasia può essere dannoso per l'adattamento del nostro repertorio comportamentale all'ambiente, cioè, che non siamo in grado di adattarci alle mutevoli esigenze ambientali (Pascual leone et al., 2011)

Una visione aggiornata dell'eziologia dei disturbi psichiatrici collega queste alterazioni a disturbi in specifici circuiti cerebrali, piuttosto che come alterazioni strutturali focali o nella neurotrasmissione (Rubio-Morell, et al., 2011).

Pertanto, i metodi di stimolazione cerebrale possono in definitiva consentire interventi basati sulla modulazione della plasticità, grazie alla loro capacità di indurre cambiamenti a lungo termine e quindi ottimizzare la situazione di ciascun individuo (Pascual leone, et al., 2011)

Cos'è la stimolazione magnetica transcranica (TMS)?

Il TMS è una procedura di ECNI, focale, indolore e sicuro (articolo Rubio-Morell, et al). Grazie alla sua capacità di neuromodulazione, è in grado di produrre cambiamenti transienti a livello della plasticità cerebrale attraverso la modificazione degli stati di eccitabilità corticale (Rubio-Morell et al., 2011).

È una procedura che viene utilizzata per creare corrente elettrica in regioni discrete, attraverso l'applicazione di impulsi elettromagnetici, rapidi e mutevoli, sul cuoio capelluto dell'individuo con una bobina di rame connessa. Il campo elettromagnetico penetra attraverso la pelle e il cranio e raggiunge la corteccia cerebrale per influenzare i cambiamenti a livello di eccitabilità neuronale.

I dispositivi utilizzati nell'applicazione del TMS e dei campi magnetici sono diversi. In generale, gli stimolatori utilizzano bobine di stimolazione di diverse forme e dimensioni che vengono utilizzate sulla superficie del cuoio capelluto. Le bobine sono costruite con filo di rame isolato con uno stampo di plastica. Le forme più utilizzate di bobina sono la circolare e la bobina nella forma di otto (manuale manolo).

Principi di TMS

Questa tecnica è basata sul principio di induzione elettromagnetica di M.Faraday, da cui un campo magnetico in funzione del tempo questa rapida oscillazione, sarà in grado di indurre una piccola corrente neuroni intracranici elettrici della corteccia cerebrale sottostante.

La corrente elettrica che viene utilizzata, è un campo magnetico che viene applicato sul cuoio capelluto in una regione specifica, induce nella corteccia cerebrale una corrente elettrica parallela e nella direzione opposta a quella ricevuta. Quando la stimolazione corrente elettrica è focalizzata sulla corteccia motoria, e l'intensità ottimale viene utilizzato, una risposta motoria o motore potenziali evocati (Rubio-Morell et al., 2011) verrà registrato.

Tipi di TMS

Un tipo di TMS è il TMS ripetitivo (rTMS), che consiste nell'applicazione di più impulsi elettromagnetici rapidamente e successivamente. A seconda della frequenza di stimolazione a cui questi impulsi vengono emessi, indurrà cambiamenti diversi.

• Stimolazione ad alta frequenza: Quando la stimolazione utilizza più di 5 impulsi elettromagnetici al secondo, l'eccitabilità del percorso stimolato aumenterà.
• Stimolazione a bassa frequenza: quando la stimolazione utilizza meno di un impulso al secondo, l'eccitabilità del percorso stimolato diminuirà.

Quando viene applicato questo protocollo, può indurre risposte forti e coerenti in soggetti e provocare potenziamento o depressione del motore ampiezze potenziali evocati seconda dei parametri di stimolazione.

protocollo RTMS, noto come Theta scoppiò la stimolazione (TBS), imita i paradigmi utilizzati per indurre potenziamento a lungo termine (LTP) e depressione a lungo termine (DLP) in modelli animali.

Se applicato in modo continuo (CTBS), la stimolazione evocherà potenziali che mostreranno una marcata diminuzione di ampiezza. D'altro canto, se applicati a intermittenza (ITBS), verranno identificati potenziali con ampiezza maggiore (Pascual leone et al., 2011).

TMS ed elettroencefalografia (EEG) e tecniche di risonanza magnetica (MR)

L'integrazione in tempo reale di TMS con l'EEG può fornire informazioni sulla risposta corticale locale e sulla dinamica di rete distribuita in soggetti sani e malati.

L'uso di EEG e RM come misura di risultato consente l'implementazione di una varietà di tecniche sofisticate per identificare e caratterizzare reti di connettività tra diverse regioni del cervello.

Così, diversi studi hanno dimostrato che l'architettura delle reti del cervello varia durante l'invecchiamento normale e può essere anormale in pazienti con una varietà di condizioni neuropsichiatriche come la schizofrenia, depressione, epilessia, disturbi dello spettro autismo o disturbo da deficit attenzione e iperattività.

Stimolazione cerebrale e patologia (Vicario et al., 2013)

Una delle principali applicazioni di TMS è la sua applicazione al miglioramento delle prestazioni o dei sintomi causati da diversi disturbi dello sviluppo, disturbi neuropsichiatrici o danni cerebrali acquisiti che possono influenzare il funzionamento della plasticità cerebrale.

Malattie vascolari

La patologia di malattie vascolari sono collegati uno squilibrio emisferica, in cui l'attività dell'emisfero danneggiato viene compensata da un aumento dell'attività della zona controlaterale omologa.

Diversi studi con l'applicazione del protocollo rTMS mostrano il suo potenziale per la riabilitazione dei sintomi motori: aumento della forza di presa o riduzione della spasticità.

epilessia

L'epilessia è una patologia che coinvolge la sofferenza degli episodi convulsivi a causa dell'eccitabilità della corteccia cerebrale.

Un numero variabile di studi con bambini nell'infanzia con epilessia di tipo focale ha mostrato una riduzione significativa della frequenza e della durata delle crisi epilettiche. Tuttavia, questa conclusione non è generalizzabile poiché non c'è una riduzione sistematica in tutti i partecipanti.

ADHD

Disturbo da deficit di attenzione e iperattività è associato a un'ipotensione attivazione di diversi percorsi, in particolare, nella corteccia prefrontale dorsolaterale.

Lo studio di Weaver e collaboratori mostra un miglioramento clinico globale e i risultati delle scale di valutazione in individui con ADHD dopo l'applicazione di diversi protocolli TMS.

TEA

Nel caso del Disturbo dello Spettro Autistico, viene descritto un aumento dell'attività gamma generale, che può essere correlato alle diverse alterazioni dell'attenzione, della memoria linguistica o della memoria di lavoro che questi individui presentano.

Le diverse indagini suggeriscono benefici dell'uso terapeutico di TMS nei bambini con ASD. I partecipanti mostrano un miglioramento significativo dell'attività gamma, miglioramento dei parametri comportamentali, miglioramenti attenzionali e persino un aumento dei punteggi relativi all'acquisizione del vocabolario.

Tuttavia, a causa del numero limitato di studi e dell'uso della diversità dei protocolli di stimolazione, non è stato possibile identificare un protocollo ottimale per il suo uso terapeutico.

depressione

La depressione nei bambini e negli adolescenti sembra essere associata a uno squilibrio nell'attivazione di diverse aree come la corteccia prefrontale dorsolaterale e le regioni limbiche. In particolare, l'ipoattivazione si verifica nelle regioni di sinistra, mentre a destra c'è un'iperattivazione di queste strutture.

Gli studi disponibili suggeriscono l'esistenza di effetti clinici dell'uso dei protocolli rTMS: riduzione dei sintomi, miglioramento e persino remissione clinica.

schizofrenia

Nel caso della schizofrenia, da un lato, un aumento dell'eccitabilità della corteccia temporo-parietale sinistra era associato a sintomi positivi e, d'altro canto, una diminuzione dell'eccitabilità prefrontale sinistra, correlata a sintomi negativi.

I risultati sugli effetti del TMS nella popolazione pediatrica mostrano indicazioni sulla riduzione della sintomatologia positiva, allucinazioni.

Limitazioni del TMS

In generale, questi studi mostrano prove preliminari sul potenziale delle tecniche di stimolazione cerebrale. Tuttavia, sono state identificate diverse limitazioni tra cui l'uso limitato di tecniche di stimolazione, generalmente associate a patologie gravi o in cui il trattamento farmacologico non ha effetti significativi.

D'altra parte, l'eterogeneità dei risultati e le diverse metodologie utilizzate rendono difficile l'identificazione dei protocolli di stimolazione ottimali.

La ricerca futura dovrebbe approfondire la conoscenza degli effetti fisiologici e clinici della stimolazione magnetica transcranica.

bibliografia

1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Caratterizzazione della plasticità corticale del cervello e delle dinamiche di rete in tutta la durata dell'età in salute e malattia con TMS-EEG e TMS-fMRI. Cervello Topogr.(24), 302-315.
2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernandez-Expósito, S., e Pascual-Leone, Á. (2011). Uso della stimolazione cerebrale non invasiva nei disturbi psichiatrici dell'infanzia: nuove opportunità e sfide diagnostiche e terapeutiche. Rev Neurol, 53 anni(4), 209-225.
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5. Immagine sorgente.