Transkraniaalne magnetiline stimulatsioon selle kasutamisel, tüübid ja patoloogiad



The Transkraniaalne magnetiline stimulatsioon on mitteinvasiivne aju stimuleerimise tehnika, mille kasutamine on viimastel aastatel oluliselt suurenenud mitte ainult teadusuuringute valdkonnas, vaid ka rehabilitatsiooni- ja raviuuringute kliinilises piirkonnas.

Seda tüüpi aju stimuleerimismeetodid võimaldavad aju aktiivsust moduleerida ilma vajaduseta tungida läbi kraniaalse võlviku, et jõuda aju otse.

Ajuuuringute tehnikate raames võib leida mitmeid meetodeid, kuid kõige sagedamini kasutatakse transkraniaalset alalisvoolu stimuleerimist (DCS) ja suuremas osas transkraniaalset magnetstimulatsiooni (Vicario et al., 2013)..

Indeks

  • 1 Mis on transkraniaalne magnetiline stimulatsioon??
  • 2 Aju plastilisuse mõiste
  • 3 Mis on transkraniaalne magnetiline stimulatsioon??
    • 3.1 Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni põhimõtted
  • 4 Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni tüübid
    • 4.1 Transkraniaalne magnetiline stimulatsioon, elektroenkefalograafia (EEG) ja magnetresonantsi (MR) meetodid 
  • 5 Aju stimuleerimine ja patoloogia
    • 5.1 Vaskulaarsed haigused
    • 5.2 Epilepsia
    • 5.3 ADHD
    • 5.4 TEA
    • 5.5 Depressioon
    • 5.6 Skisofreenia
  • 6 Piirangud
  • 7 Bibliograafia

Milleks on transkraniaalne magnetiline stimulatsioon??

Neid neuromoduleerimisvõime tõttu võib neid tehnikaid kasutada erinevate ajufunktsioonide uurimiseks ja moduleerimiseks: motoorseid oskusi, visuaalset tajumist, mälu, keelt või meeleolu, eesmärgiga parandada jõudlust (Pascual leone et al., 2011 ).

Tervetel täiskasvanutel on neid tavaliselt kasutatud kortikaalse erutuvuse jälgimiseks ja neuromodulatsioonimeetoditeks, et indutseerida aju plastilisust. Kuid nende meetodite kasutamine lastel on piiratud teatud haiguste raviga, kahjustatud funktsioonide taastamisega (Pascual leone et al., 2011)..

Praegu on selle kasutamine laienenud psühhiaatria, neuroloogia ja isegi taastusravi valdkonnale, kuna paljudel neuroloogilistel ja psühhiaatrilistel haigustel on lapsepõlves ja noorukieas muutused aju plastilisuses (Rubio-Morell et al., 2011).

Kognitiivsete funktsioonide hulgas, mis näivad paranevatena, on need, mida põhjustavad Parkinsoni tõbi, motoorne kontroll pärast insulti, afaasia, epilepsia ja depressioon (Vicario et al., 2013).

Aju plastilisuse mõiste

Aju plastilisus on kesknärvisüsteemi olemuslik omadus. See on oluline ajuahelate loomiseks ja säilitamiseks, muutes struktuure ja funktsioone vastuseks keskkonnanõuetele (Pascual leone et al., 2011)

Aju on dünaamiline organ, mis kasutab selliseid mehhanisme nagu võimendamine, nõrgenemine, kärpimine, sünaptiliste ühenduste lisamine või neurogenees, et kohandada selle arhitektuuri ja vooluahelat, võimaldades pärast vigastust omandada uusi oskusi või kohandusi. Tegemist on olulise mehhanismiga, mis võimaldab aju kahjustusi õppida, meeles pidada, ümber korraldada ja taastuda (Rubio-Morell et al., 2011).

Kuid ebatüüpiliste plastilisuse mehhanismide olemasolu võib hõlmata patoloogiliste sümptomite tekkimist. Plastiilsuse või hüperplastilisuse liig, tähendab, et aju struktuurid on ebastabiilsed ja et mõjutada optimaalse kognitiivse funktsioneerimise jaoks hädavajalikke funktsionaalseid süsteeme..

Teisest küljest on plastilisuse või hüpoplastilisuse puudujääksee võib kahjustada meie käitumusliku repertuaari kohanemist keskkonnaga, see tähendab, et me ei suuda kohaneda muutuvate keskkonnanõuetega (Pascual leone et al., 2011)

Uuendatud vaade psühhiaatriliste häirete etioloogiale on seotud nende muutustega spetsiifilistes aju ahelates, mitte fokaalsetes struktuurimuutustes või neurotransmissioonis (Rubio-Morell, et al., 2011).

Seetõttu võivad aju stimuleerimismeetodid lõpuks võimaldada plastilisuse modulatsioonil põhinevaid sekkumisi, mis tulenevad nende võimest tekitada pikaajalisi muutusi ja seega optimeerida iga inimese olukorda (Pascual leone, et al., 2011)

Mis on transkraniaalne magnetiline stimulatsioon??

Transkraniaalne magnetiline stimulatsioon on fokaalne, valutu ja ohutu protseduur (artikkel Rubio-Morell jt). Tänu oma võimele neuromoduleerida on see võimeline tekitama aju plastilisuse tasemel mööduvaid muutusi, muutes kortikaalset erutatavust (Rubio-Morell et al., 2011)..

See on protseduur, mida kasutatakse elektrivoolude loomiseks eraldiseisvates piirkondades, kiirete ja muutuvate elektromagnetiliste impulsside rakendamisega üksikisiku peanahale, millel on vask-spiraal..

Elektromagnetiline väli tungib läbi naha ja kolju ning jõuab ajukooresse, et mõjutada muutusi neuronite erutatavuse tasemel.

Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni ja magnetväljade rakendamiseks kasutatavad seadmed on erinevad. Üldiselt kasutavad stimulaatorid erineva kuju ja suurusega stimuleerivaid mähiseid, mida kasutatakse peanaha pinnal.

Rullid on valmistatud vasktraadist, mis on isoleeritud plastikust vormiga. Kõige sagedamini kasutatavad spiraalid on ümmargused ja mähised kaheksa (manolo-manuaalne) kujul..

Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni põhimõtted

See meetod põhineb M. Faraday elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel, millest magnetvälja, mis aja funktsioonina kujutab endast kiiret võnkumist, on võimeline tekitama väikese intrakraniaalse elektrivoolu selle peaaju ajukoores..

Kasutatav elektrivool, see on konkreetse piirkonna peanahale rakendatav magnetvälja, indutseerib ajukoores paralleelse elektrivoolu ja vastassuunas vastuvõetud.

Kui elektriline stimulatsioonivool keskendub motoorsele ajukoorele ja kasutatakse optimaalset intensiivsust, registreeritakse mootori reaktsioon või mootori tekitatud potentsiaal (Rubio-Morell et al., 2011).

Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni tüübid

Üks transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni tüüp on korduv (rTMS), mis koosneb mitme elektromagnetilise impulsi kiirest ja järjestikusest rakendamisest. Sõltuvalt stimulatsiooni sagedusest, millele need impulsid eralduvad, tekitab see erinevaid muutusi.

  • Stimuleerimine suure sagedusega: kui stimulatsioon kasutab rohkem kui 5 elektromagnetilist impulssi sekundis, suureneb stimuleeritud raja ergastuvus.
  • Madala sagedusega stimulatsioon: kui stimulatsioon kasutab vähem kui ühte impulsi sekundis, väheneb stimuleeritud raja ärrituvus.

Kui seda protokolli rakendatakse, võib see indutseerida indiviididel tahkeid ja järjekindlaid vastuseid ning viia motiveeritud potentsiaalide amplituudide suurenemiseni või vähenemiseni sõltuvalt stimulatsiooni parameetritest.

RTMS-protokoll, mida tuntakse Theta-plahvatuse stimuleerimisena (TBS), jäljendab paradigme, mida kasutatakse loommudelites pikaajalise võimenduse (PLP) ja pikaajalise depressiooni (DLP) esilekutsumiseks..

Pidevalt rakendatuna (CTBS) tekitab stimulatsioon potentsiaali, mis näitab märgatavat amplituudi vähenemist. Teisest küljest, kui seda rakendatakse vahelduvalt (ITBS), tuvastatakse suurema amplituudiga potentsiaalid (Pascual leone et al., 2011).

Transkraniaalsed magnetilised stimulatsioonid, elektroenkefalograafia (EEG) ja magnetresonantsi (MR) meetodid 

Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni reaalajas integreerimine EEG-ga võib anda teavet kohaliku koore ravivastuse ja jaotatud võrgu dünaamika kohta tervetel ja haigetel isikutel.

Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni ja MR kasutamise tulemusena on võimalik rakendada mitmesuguseid keerukaid tehnikaid, et tuvastada ja iseloomustada aju erinevate piirkondade vahelisi ühendusvõrke.

Seega on mitmed uuringud näidanud, et aju võrkude arhitektuur varieerub normaalse vananemise ajal ja võib olla ebanormaalne patsientidel, kellel on mõningane neuropsühhiaatriline seisund, nagu skisofreenia, depressioon, epilepsia, autismi spektrihäire või puudulikkuse häire. tähelepanu ja hüperaktiivsust.

Aju stimuleerimine ja patoloogia

Üks transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni peamisi rakendusi on selle kasutamine tulemuslikkuse parandamiseks või erinevate arenguhäirete, neuropsühhiaatriliste häirete või omandatud ajukahjustuse põhjustatud sümptomite mõju aju plastilisuse toimimisele..

Vaskulaarsed haigused

Vaskulaarsete haiguste patoloogia on seotud poolkerakujulise tasakaalustamatusega, kus kahjustatud poolkera aktiivsust kompenseerib vastandliku homoloogse piirkonna aktiivsuse suurenemine.

Erinevad uuringud rTMS-protokolli rakendamisega näitavad tema potentsiaali motoorsete sümptomite taastamiseks: haardetugevuse suurenemine või spastilisuse vähenemine.

Epilepsia

Epilepsia on patoloogia, mis hõlmab ajukoorme hüper-ergastatavusest tingitud konvulsiivsete episoodide kannatusi.

Mitmesugused uuringud, kus lastel on fokaalse epilepsiaga lapsed, on näidanud epilepsiahoogude sageduse ja kestuse olulist vähenemist. See järeldus ei ole siiski üldistatav, sest kõigi osalejate puhul ei ole süstemaatilist vähendamist.

ADHD

Tähelepanu puuduliku hüperaktiivsuse häire on seotud erinevate radade hüpo-aktiveerimisega, täpsemalt dorsolateraalse prefrontaalses ajukoores.

Weaveri ja kolleegide uuring näitas, et ADHD-ga patsientidel on erinevate transkraniaalsete magnetstimuleerimisprotokollide rakendamisel kliiniline paranemine ja hindamisskaalade tulemused..

TEA

Autistliku spektrihäire korral kirjeldatakse üldise gamma aktiivsuse suurenemist, mis võib olla seotud erinevate tähelepanu, keelelise või töömälu muutustega, mida need isikud esinevad.

Erinevad uuringud viitavad transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni terapeutilise kasutuse kasulikkusele ASD-ga lastel. Osalejad näitavad gamma aktiivsuse olulist paranemist, käitumuslike parameetrite paranemist, tähelepanu parandamist ja sõnavara omandamisega seotud hindade isegi suurenemist..

Kuid uuringute väikese arvu ja stimuleerimisprotokollide mitmekesisuse kasutamise tõttu ei ole selle terapeutiliseks kasutamiseks võimalik tuvastada optimaalset protokolli..

Depressioon

Laste ja noorukite depressioon näib olevat seotud erinevate piirkondade, näiteks dorsolateraalse prefrontaalse koore ja limbilise piirkonna aktiveerumisega. Eriti on vasakpoolsetes piirkondades hüpoaktivatsioon, samas kui paremal on nende struktuuride hüperaktiivsus.

Kättesaadavad uuringud näitavad, et rTMS-i protokollide kasutamisel on kliinilised mõjud: sümptomite vähendamine, paranemine ja isegi kliiniline remissioon.

Skisofreenia

Skisofreenia korral seostati ühelt poolt vasaku temporo-parietaalse koore erutatavuse positiivsete sümptomite ja teiselt poolt negatiivsete sümptomitega seotud vasaku prefrontaalse erutuvuse vähenemist..

Transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni mõju pediaatrilisele populatsioonile näitavad positiivsete sümptomite, hallutsinatsioonide vähenemist..

Piirangud

Üldiselt näitavad need uuringud esialgseid tõendeid aju stimuleerimismeetodite potentsiaali kohta. Siiski on tuvastatud erinevad piirangud, milleks on stimuleerimismeetodite piiratud kasutamine, mis on tavaliselt seotud tõsiste patoloogiatega või mille farmakoloogiline ravi ei oma märkimisväärset toimet..

Teisest küljest raskendab tulemuste heterogeensus ja erinevad metoodikad optimaalsete stimuleerimisprotokollide tuvastamist..

Tulevased uuringud peaksid süvendama teadmisi transkraniaalse magnetilise stimulatsiooni füsioloogiliste ja kliiniliste mõjude kohta.

Bibliograafia

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Aju kortikaalse plastilisuse ja võrgu dünaamika iseloomustamine tervise ja haiguse vanusepiiril TMS-EEG ja TMS-fMRI-ga. Aju Topogr.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Mitteinvasiivse aju stimuleerimise kasutamine laste psühhiaatrilistes häiretes: uued võimalused ja diagnostilised ja terapeutilised väljakutsed. Rev Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Transkraniaalne magnetiline stimuleerimine. F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago ja R. Cabestro Alonso, Neuroiming Kognitiivsed meetodid ja protsessid (lk. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Mitteinvasiivne aju stimuleerimine ajuhaiguste raviks lapsepõlves ja noorukieas: tehnika tase, praegused piirid ja tulevikuväljakutsed. Piirid süsteemide neuruteaduses, 7(94).
  5. Allikas.