TRANSKRANIÁLNÍ MAGNETICKÁ STIMULACE: K ČEMU SLOUŽÍ A JAKÉ TYPY - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Transkraniální magnetická stimulace je technika, non - invazivní mozkové stimulace, která předpokládá, velký nárůst v posledních letech, a to nejen v oblasti výzkumu, ale také v klinické oblasti s rehabilitací a terapeutické průzkumu.

Tento typ technik stimulace mozku umožňuje modulaci mozkové aktivity, aniž by bylo nutné proniknout kraniálním trezorem, aby se přímo dostal do mozku.

V rámci technik studia mozku najdeme různé techniky, avšak nejpoužívanější jsou transkraniální stejnosměrná stimulace (tDCS) a ve větší míře transkraniální magnetická stimulace (Vicario et al., 2013).

Na co se transkraniální magnetická stimulace používá?

Díky jejich neuromodulační kapacitě lze tyto techniky použít pro zkoumání a modulaci různých funkcí mozku: motorické dovednosti, vizuální vnímání, paměť, jazyk nebo náladu, s cílem zlepšit výkon (Pascual Leone et al., 2011).

U zdravých dospělých se obvykle používají ke sledování kortikální excitability a jako neuromodulační techniky k vyvolání plasticity mozku. Použití těchto technik v pediatrické populaci je však omezeno na léčbu některých nemocí, k rehabilitaci poškozených funkcí (Pascual leone et al., 2011).

V současné době se jeho využití rozšířilo do oblasti psychiatrie, neurologie a dokonce rehabilitace, protože mnoho neurologických a psychiatrických onemocnění v dětství a adolescenci představuje změny v plasticitě mozku (Rubio-Morell et al., 2011).

Mezi kognitivní funkce, které se zdají zlepšit, patří mimo jiné funkce způsobené Parkinsonovou chorobou, motorická kontrola po mrtvici, afázie, epilepsie a deprese (Vicario et al., 2013).

Koncept plasticity mozku

Plastičnost mozku představuje vnitřní vlastnost centrálního nervového systému. Je nezbytný pro vytvoření a udržování mozkových obvodů prostřednictvím změny struktur a funkcí v reakci na environmentální požadavky (Pascual Leone et al., 2011)

Mozek je dynamický orgán, který používá mechanismy, jako je zesílení, oslabení, prořezávání, přidání synaptických spojení nebo neurogeneze k přizpůsobení své architektury a obvodů, což umožňuje získávání nových dovedností nebo přizpůsobení po zranění. Je to základní mechanismus pro schopnost učit se, pamatovat si, reorganizovat se a zotavit se z poškození mozku (Rubio-Morell et al., 2011).

Existence atypických mechanismů plasticity však může znamenat rozvoj patologických symptomů. Nadměrná plasticita nebo hyperplasticita bude znamenat, že mozkové struktury jsou nestabilní a že mohou být ovlivněny funkční systémy nezbytné pro optimální kognitivní fungování.

Na druhé straně deficit plasticity nebo hypoplasticity může být škodlivý pro přizpůsobení našeho behaviorálního repertoáru prostředí, to znamená, že se nedokážeme přizpůsobit měnícím se environmentálním požadavkům (Pascual leone et al., 2011)

Aktualizovaný pohled na etiologii psychiatrických poruch souvisí s těmito změnami spíše s poruchami ve specifických mozkových okruzích než s fokální strukturální změnou nebo neurotransmisí (Rubio-Morell, et al., 2011).

Metody stimulace mozku tedy v konečném důsledku umožňují zásahy založené na modulaci plasticity, díky jejich schopnosti vyvolat dlouhodobé změny, a tím optimalizovat situaci každého jednotlivce (Pascual leone, et al., 2011)

Co je transkraniální magnetická stimulace?

Transkraniální magnetická stimulace je fokální, bezbolestná a bezpečná procedura (článek Rubio-Morell, et al). Díky své neuromodulační kapacitě je schopen vytvářet přechodné změny na úrovni plasticity mozku prostřednictvím modifikace stavů kortikální excitability (Rubio-Morell et al., 2011).

Jedná se o postup, který se používá k vytváření elektrických proudů v diskrétních oblastech prostřednictvím aplikace rychlých a měnících se elektromagnetických pulzů na pokožce hlavy s připojenou měděnou cívkou.

Elektromagnetické pole proniká kůží a lebkou a dosahuje mozkové kůry, aby ovlivnilo změny na úrovni neuronální excitability.

Zařízení používaná při aplikaci transkraniální magnetické stimulace a magnetických polí jsou různá. Stimulátory obecně používají stimulační cívky různých tvarů a velikostí, které se aplikují na povrch pokožky hlavy.

Cívky jsou vyrobeny z měděného drátu, který je izolován plastovou formou. Nejrozšířenějšími formami cívek jsou kruhová a osmihranná cívka (ruční manolo).

Principy transkraniální magnetické stimulace

Tato technika je založena na principu elektromagnetické indukce M. Faradaye, ze kterého bude magnetické pole, které v závislosti na čase představuje rychlou oscilaci, schopno indukovat malý intrakraniální elektrický proud v neuronech základní mozkové kůry.

Použitý elektrický proud, to je magnetické pole, které je aplikováno na pokožku hlavy ve specifické oblasti, indukuje elektrický proud v mozkové kůře, který je rovnoběžný a v opačném směru než ten, který byl přijat.

Když je stimulační elektrický proud zaměřen na motorickou kůru a je použita optimální intenzita, bude zaznamenána motorická odezva nebo potenciál vyvolaný motorem (Rubio-Morell et al., 2011).

Druhy transkraniální magnetické stimulace

Jeden typ transkraniální magnetické stimulace je opakující se (rTMS), který spočívá v aplikaci několika elektromagnetických pulzů v rychlém sledu. V závislosti na stimulační frekvenci, při které jsou tyto pulzy emitovány, to vyvolá různé změny.

• Vysokofrekvenční stimulace: Pokud stimulace používá více než 5 elektromagnetických pulzů za sekundu, vzrušení stimulované dráhy se zvýší.
• Stimulace s nízkou frekvencí: Pokud stimulace používá méně než jeden puls za sekundu, excitabilita stimulované cesty se sníží.

Při použití tohoto protokolu může u subjektů vyvolat robustní a konzistentní odezvy a vést k zesílení nebo snížení amplitud motoricky vyvolaných potenciálů v závislosti na stimulačních parametrech.

Protokol rTMS, známý jako stimulace Theta Burst Stimulation (TBS), napodobuje paradigma použitá k vyvolání dlouhodobé potenciace (PLP) a dlouhodobé deprese (DLP) ve zvířecích modelech.

Při kontinuální aplikaci (CTBS) stimulace evokuje potenciály, které vykazují výrazné snížení amplitudy. Na druhou stranu, při aplikaci přerušovaně (ITBS) budou identifikovány potenciály s větší amplitudou (Pascual leone et al., 2011).

Techniky transkraniální magnetické stimulace, elektroencefalografie (EEG) a zobrazování pomocí magnetické rezonance (MRI)

Integrace transkraniální magnetické stimulace v reálném čase s EEG může poskytnout informace o lokální kortikální odpovědi a dynamice distribuované sítě u zdravých a nemocných jedinců.

Použití transkraniální magnetické stimulace a MRI jako měřítka výsledku umožňuje implementaci celé řady sofistikovaných technik pro identifikaci a charakterizaci propojovacích sítí mezi různými oblastmi mozku.

Několik studií tedy ukázalo, že architektura mozkových sítí se během normálního stárnutí liší a může být abnormální u pacientů s různými neuropsychiatrickými stavy, jako je schizofrenie, deprese, epilepsie, porucha spektra autismu nebo porucha deficitu. pozornost a hyperaktivita.

Stimulace mozku a patologie

Jednou z hlavních aplikací transkraniální magnetické stimulace je její aplikace ke zlepšení výkonu nebo symptomů způsobených různými vývojovými poruchami, neuropsychiatrickými poruchami nebo získaným poškozením mozku, které mohou ovlivnit fungování mozkové plasticity.

Cévní choroby

Patologie cévních onemocnění souvisí s hemisférickou nerovnováhou, ve které je aktivita poškozené hemisféry kompenzována zvýšením aktivity kontralaterální homologní oblasti.

Různé studie s použitím protokolu rTMS ukazují jeho potenciál pro rehabilitaci motorických příznaků: zvýšení přilnavosti nebo snížení spasticity.

Epilepsie

Epilepsie je patologie, která zahrnuje utrpení křečových epizod v důsledku nadměrné excitability mozkové kůry.

Různorodý počet studií s pacienty v dětském věku s epilepsií fokálního typu prokázal významné snížení frekvence a trvání epileptických záchvatů. Tento závěr však nelze zobecnit, protože nedochází k systematickému snižování všech účastníků.

ADHD

Porucha hyperaktivity s deficitem pozornosti je spojena s podaktivací různých cest, konkrétně v dorsolaterální prefrontální kůře.

Studie Weaver et al. Ukazuje celkové klinické zlepšení a výsledky hodnotících škál u jedinců s ADHD po aplikaci různých transkraniálních magnetických stimulačních protokolů.

POCHODEŇ

V případě poruchy spektra autismu je popsáno zvýšení obecné aktivity gama, což může souviset s různými změnami pozorovací, jazykové nebo pracovní paměti, které tito jedinci představují.

Různá výzkumy naznačují výhody terapeutického použití transkraniální magnetické stimulace u dětí s ASD. Účastníci vykazují významné zlepšení v gama aktivitě, zlepšení behaviorálních parametrů, zlepšení pozornosti a dokonce zvýšení skóre v souvislosti se získáním slovní zásoby.

Vzhledem k malému počtu studií a použití různých stimulačních protokolů však nebylo možné určit optimální protokol pro jeho terapeutické použití.

Deprese

Deprese u dětí a dospívajících se zdá být spojena s nerovnováhou v aktivaci různých oblastí, jako je dorsolaterální prefrontální kůra a limbické oblasti. Konkrétně se jedná o hypo-aktivaci v levých regionech, zatímco vpravo je hyperaktivace těchto struktur.

Dostupné studie naznačují existenci klinických účinků použití protokolů rTMS: snížení příznaků, zlepšení a dokonce klinická remise.

Schizofrenie

V případě schizofrenie bylo na jedné straně identifikováno zvýšení excitability levé temporo-parietální kůry spojené s pozitivními příznaky a na druhé straně snížení prefrontální excitability v levé části spojené s negativními symptomy.

Výsledky účinků transkraniální magnetické stimulace u dětské populace ukazují na důkaz pozitivních příznaků, halucinací.

Omezení

Celkově tyto studie ukazují předběžné důkazy o potenciálu technik stimulace mozku. Byly však identifikována různá omezení, včetně vzácného použití stimulačních technik, které jsou obecně spojeny se závažnými patologiemi nebo u nichž léčba drogami nemá významný účinek.

Na druhé straně heterogenita výsledků a různé použité metodiky ztěžují identifikaci optimálních stimulačních protokolů.

Budoucí výzkum by měl prohloubit znalosti o fyziologických a klinických účincích transkraniální magnetické stimulace.

Bibliografie

1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Charakterizace mozkové kortikální plasticity a dynamiky sítě napříč věkem ve zdraví a nemoci s TMS-EEG a TMS-fMRI. Brain Topogr. (24), 302-315.
2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Využití neinvazivní mozkové stimulace u dětských psychiatrických poruch: nové příležitosti 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). Transkraniální magnetická stimulace. V F. Maestú Unturbe M. Rios Lago a R. Cabestro Alonso, Neuroimagen. Kognitivní techniky a procesy (str. 213-235). Elsevier.
4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Neinvazivní mozková stimulace k léčbě mozkových onemocnění v dětství a dospívání: současný stav, současné limity a budoucí výzvy. Hranice v systémech neurscience, 7 (94).
5. Zdroj obrázku.