Estimulación clínica del nervio vago (VNS). El generador de estimulación del nervio vago (a) contiene una pequeña batería que genera impulsos eléctricos. Un cirujano implanta el generador de forma subcutánea en el pecho (b) y se adhiere los electrodos en el nervio vago izquierdo (c). Señales intermitentes desde el dispositivo de VNS viajar hasta el nervio vago (d) y entrar en la médula. (Reproducido con permiso del APPI, de Higgins y George (2008) ).
Estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS). Un dispositivo tDCS utiliza un ánodo y un cátodo conectado a una fuente de corriente directa como una batería de 9 V (a). La corriente pasa a través del tejido intermedio, con alguna derivación a través del cráneo, pero gran parte de ella pasa por el cerebro y los cambios de carga eléctrica en reposo, particularmente en el cátodo (b). Reproducido con permiso del APPI, de Higgins y George (2008).
clínica utiliza la estimulación cerebral terapéutico.
Estimulación del nervio vago
La idea de la estimulación del nervio vago para modificar la actividad del cerebro central, ha llevado a cabo más de 100 años. Sin embargo, no fue hasta mediados de 1980, que se convirtió en métodos disponibles para estimular eficazmente el nervio vago en el hombre y los animales.
Descripción del Método
Aunque se puede estimular el nervio vago de varias maneras diferentes, incluso de forma transcutánea, para todos los fines de estimulación del nervio vago en la literatura moderna se refiere a una técnica donde un cirujano (para estudios en humanos) o investigador (para uso de animales no humanos) envuelve un cable unidireccional en todo el nervio vago en el cuello (ver Figura 1 ). Este cable se conecta a una inyección subcutánea, baterías, generador, que se implanta subcutáneamente en la pared torácica izquierda, que de manera intermitente envía una corriente eléctrica a través del cable y por lo tanto a través del nervio, que luego transmite una señal a través de impulsos nerviosos en el tronco del encéfalo ( George et al , 2000 ).
Implantación de VNS, es generalmente un procedimiento ambulatorio en los Estados Unidos normalmente preformados por los neurocirujanos. La batería del dispositivo genera una estimulación eléctrica intermitente que se entrega con el nervio vago. Los médicos tras el control de los pacientes la frecuencia y la intensidad de la estimulación. Ajustes a los parámetros de estimulación se transmiten de una computadora para el dispositivo de VNS por una varita de mano infrarrojo colocado sobre el dispositivo.
El alambre envuelto alrededor de nervio a estimular, es direccional, y esta característica unidireccional probable que ayude a minimizar los efectos secundarios de la estimulación eferente vagal eferente (descendente)en sus fibras. Sin embargo, es probable que al menos algunos pacientes han invertido los cables, sin daño notable ( Koo et al , 2001 ).
El nervio vago es en realidad un conjunto de nervios que grande, compuesta de diversos pares de tamaño (tanto mielinizadas y mielinizadas). El nervio vago es, pues, una estructura compleja y la forma actual de VNS es impreciso con respecto a la activación de los nervios discretos en el paquete. Técnicas de microcirugía en teoría podría permitir una mayor estimulación del nervio vago focal.
Posibles mecanismos de acción
Para actualizar, el nervio vago (nervio craneal 10) entra en el cerebro a la médula. Es el más largo de los nervios craneales se extiende hacia el pecho y la cavidad abdominal. 'Vago' viene de la palabra latina para pasear, y este nervio es muy complejo, tanto en de dónde viene, y la variedad de información que pasa bidireccional entre el cerebro y las vísceras. Tradicionalmente, el nervio vago se ha conceptualizado como la modulación del tono parasimpático de los órganos internos (funciones eferentes). Sin embargo, el 80% de las señales que viajan a través del nervio vago en realidad van de nuevo los órganos en el cerebro (aferentes) ( Foley y DuBois, 1937 ).
En 1938, Bailey y Bremer ( Bailey y Bremer, 1938 ) estimuló el nervio vago de los gatos e informó que este sincronizado de la actividad eléctrica en la corteza orbital. En 1949, Paul MacLean y Karl Pribram llevado a cabo estudios similares con monos anestesiados. Usando electroencefalogramas (EEG) se encontraron con que la ENV genera ondas lentas en la corteza frontal lateral ( Maclean, 1990 ). Las fibras aferentes que viajan en el nervio vago terminar en gran medida en el núcleo del tracto solitarius (NTS) en la médula. El NTS, a su vez, inerva el núcleo noradrenérgico locus coeruleus (LC) directamente ( Van Bockstaele et al , 1999a ,1999b ), así como indirectamente a través de la médula rostral ventrolateral ( Van Bockstaele et al , 1989 ), que envía proyecciones fuerte LC neuronas ( Aston-Jones et al , 1986 ; Ennis y Aston-Jones, 1988 ). LC neuronas proyecto ampliamente en todo el neuroeje, proporcionando la inervación noradrenérgica prominente en la corteza orbitofrontal y la ínsula, incluidas las regiones somatotípicamente definido que puede representar emocional (límbico) de la información ( Aston-Jones, 2004 ). Por lo tanto, es posible que el NTS regula la liberación de NE en el cerebro anterior a través de sus proyecciones descendentes de las fibras aferentes LC en la IGP. Además, estas conexiones muestran que muchas fibras aferentes del vago se conectan transynaptically a las áreas del cerebro límbico que regulan la emoción. No es de extrañar entonces que cuando sufrimos tenemos la percepción de tener un "corazón roto", o sentir que hay "mariposas en el estómago" cuando están nerviosos o ansiosos. Esta mala ubicación, sobre la fuente de la señal sensorial puede reflejar el hecho de que las fibras cardiacas vagales terminan en las regiones del cerebro donde el sistema límbico y las sensaciones del intestino se superponen.
Jake Zabara a mediados de la década de 1980 fue quizás el primero en demostrar de manera convincente los beneficios terapéuticos de la estimulación del nervio vago, a pesar de que muchos habían estado considerando esta vía antes de Zabara ( Groves y Brown, 2005 ). Zabara descubierto en un modelo canino de la epilepsia (estricnina inducida) de que la estimulación eléctrica repetitiva del nervio vago fue capaz de terminar una crisis aguda del motor. Es importante destacar que, también encontró que los beneficios podrían durar más que el anticonvulsivo período de estimulación por un factor de cuatro ( Zabara, 1985a , 1985b , 1992 ).Estimulación constante no era necesario para soportar los efectos anticonvulsivos.
Seguridad
Los eventos adversos asociados con la estimulación del nervio vago se dividen en dos categorías: los relacionados con las complicaciones de la cirugía y los que resultan de los efectos secundarios de la estimulación. Los riesgos asociados con la cirugía son mínimos ( O'Reardon et al , 2006 ). Infecciones de la herida son poco frecuentes (menos del 3%) y manejarse con antibióticos. Dolor en el sitio de la cirugía casi siempre se resuelve dentro de 2 semanas. Paresia rara vez salía de las cuerdas vocales persiste después de la cirugía (<1 en 1000), pero por lo general se resuelve lentamente durante las siguientes semanas.
Asistolia temporal durante las pruebas iniciales del dispositivo es una complicación quirúrgica poco frecuente pero grave. En aproximadamente 1 de cada 1000 casos asistolia ha sido reportado en la sala de operaciones durante las pruebas de plomo inicial. Puede ser resultado de la estimulación eléctrica aberrante consecuencia de un control hemostático pobres. Es decir, la sangre en el campo quirúrgico causas arco de la corriente y la rama cardiaca se despolariza. Afortunadamente, no se han reportado muertes como el ritmo cardíaco normal siempre ha sido restaurada.Después de la cirugía estos pacientes han sido capaces de utilizar de forma segura VNS. Que es más importante y sorprendente, dados los efectos conocidos VNS eferentes, no hay eventos cardíacos han sido reportados cuando el dispositivo se enciende por primera vez después de la cirugía.
Los efectos secundarios más comunes asociados con la estimulación son la ronquera, disnea y tos. Son dependientes de la dosis y se correlacionan con la intensidad de la estimulación y puede ser minimizado con la reducción de los parámetros de estimulación. Curiosamente, la mayoría de los efectos secundarios disminuyen con el tiempo ( Sackeim et al , 2001c ). Alteración ronquera o la voz es el problema más persistente. Entre el 30 y el 60% sigue teniendo este efecto secundario durante los tiempos de la estimulación, aunque por razones que no están claras esto también disminuye durante meses o años. Uno podría especular que la estimulación del nervio vago puede inducir una respuesta parasimpática. Sin embargo, esto ha sido agresiva control y no ha sido un problema.
La terapia VNS también afecta a la respiración durante el sueño y se ha demostrado que empeora preexistentes apnea obstructiva del sueño / hipopnea por el aumento del número de apneas e hipopneas ( Ebben et al , 2008 ; Holmeset al , 2003 ; Marzec et al , 2003 ; Papacostas et al , 2007 ). VNS debe utilizarse con precaución en pacientes con apnea del sueño, o complementarse con presión positiva continua de aire.
Utiliza la investigación
Debido al costo y la naturaleza invasiva de estimulación del nervio vago, no ha habido estudios en humanos en los adultos sanos. Recientemente, algunos han propuesto VNS transcutánea ( Huston et al , 2007 ; Kraus et al , 2007 ). Sin embargo, estudios en pacientes con epilepsia o la depresión implantados con VNS han demostrado que la estimulación del nervio vago provoca cambios discretos en las estructuras límbicas como el giro cingulado, el hipocampo y la ínsula ( Chae et al , 2003 ; Henry, 2002 ; Henry et al , 1999 ) . La red específica que se activa depende de la elección de los parámetros de uso ( Mu et al , 2004 ), lo que sugiere que con un conocimiento más extenso, se podría "directa" la señal de estimulación del nervio vago en los grupos de pacientes o incluso individualmente (Lomarev et al , 2002b ). Los estudios en humanos utilizando técnicas de resonancia magnética y PET muestran que la ENV induce cambios actividad neuronal en la amígdala, el hipocampo y el tálamo, todos los objetivos de la LC (Henry et al , 1998 , 1999 ; Lomarev et al , 2002a ; Mu et al , 2004 ). Estos cambios regionales evolucionan con el tiempo y varían de acuerdo con la respuesta clínica ( Nahas et al , 2007 ). Además, produce estimulación del nervio vago interesantes mejoras en la cognición ( Boon et al , 2006 ; Borghetti et al , 2007 ; Helmstaedter et al , 2001 ; Sackeim et al , 2001a ; Smith et al , 2006 ), quizás relacionado con su influencia en el sistema central de norepinefrina LC . Las mejoras en la memoria de reconocimiento verbal ( Clark et al , 1999 ) y la memoria de trabajo mayor ( Sackeim et al , 2001b ) también han sido reportados. VNS también tiene efectos sobre el sueño y estados de excitación. VNS disminuye la somnolencia diurna en los seres humanos ( Malow et al , 2001 ) y promueve una mayor atención y la excitación de los animales ( Lockard et al , 1990 ). Estos hallazgos sugieren que la estimulación del nervio vago puede ser un potente modulador de la cognición a través de influencias en los sistemas de excitación ascendente. Los estudios del LCR han demostrado aumentos en los metabolitos de la serotonina y la norepinefrina después de la ENV.
Los estudios en animales hasta la fecha han sido más amplia, aunque el progreso en esta área se vio frenado por la falta de pequeños generadores portátiles. Ahora que están disponibles para las ratas, los estudios de VNS han demostrado la importancia de la LC en la propagación de la señal ( Krahl et al , 1998 ), y también han mostrado cambios a largo plazo en el lanzamiento del rafe, a diferencia de los medicamentos inhibidores que actúan ( Biggio et al , 2009 , Dorr y Debonnel de 2006 , Manta et al , 2009 ).
Los estudios en roedores han examinado la relación funcional entre el nervio vago y LC, además de las conexiones del circuito anatómico resumido anteriormente.VNS induce la expresión del gen temprano inmediato c-fos en las neuronas LC (Naritoku et al , 1995 ). Varios estudios han relacionado la LC a los efectos supresores de las convulsiones de la actividad vagal. Por lo tanto, las lesiones de la LC atenuar los efectos antiepilépticos de la ENV en la rata ( Krahl et al , 1998 ).Objetivos anatómicos de las proyecciones de LC también muestran cambios electrofisiológicos y neuroquímicos siguientes VNS. Amígdala, el hipocampo, la corteza insular y las neuronas muestran una actividad neuronal todos reforzada después de estimulación del nervio vago ( Radna y MacLean, 1981a , 1981b ).Estudios de microdiálisis en animales muestran que la ENV potencia la liberación de NE en la amígdala ( Hassert et al , 2004 ) y el hipocampo ( Miyashita y Williams, 2003 ). VNS también induce la expresión c-fos en cada una de estas estructuras, así como otros objetivos de LC como el tálamo ( Naritoku et al , 1995 ). Así, los hallazgos anatómicos muestran que el vago y LC se conectan a través de núcleos de relevo bien especificados, y los estudios funcionales muestran que estos circuitos de contribuir a la actividad del cerebro anterior. Estos hallazgos muestran que la estimulación química o eléctrica del nervio vago altera la actividad de LC y la de sus objetivos cerebro anterior sugiere que los efectos terapéuticos de la estimulación del nervio vago puede afectar el sistema LC-noradrenérgico.
También hay un intenso trabajo reciente investiga el papel que la ENV podría tener sobre la inflamación y la respuesta inmune ( Ottani et al , 2009 ; Pavlov, 2008 ;Van Der Zanden et al , 2009 ).
Los estudios clínicos
Los primeros dispositivos independientes fueron implantados en seres humanos en 1988 en pacientes con epilepsia intratable, médicamente no responde. Los resultados fueron positivos en dos grandes aguda estudios doble ciego controlados de estimulación del nervio vago en pacientes con epilepsia resistente al tratamiento ( Ben-Menachem et al , 1994 ; Handforth et al , 1998 ). Bajas dosis de estímulo (intensidad, número de pulsos por día) sirvió como control, en comparación con la estimulación de alta. En este difícil tratar a la población, frecuencia de las crisis disminuyó 28-31% en el grupo de estimulación de alta respecto a la basal, mientras que se redujo 15.11% en el grupo de baja estimulación.
Desafortunadamente, algunos pacientes son capaces de dejar sus medicamentos anticonvulsivos, aunque muchos son capaces de reducir el número de medicamentos de uso diario. Esto tiene importancia clínica en la epilepsia infantil, como muchos niños experimentan nocivos efectos secundarios cognitivos de los anticonvulsivantes ( Ferrie y Patel, 2009 ; Shahwan et al , 2008 ).
A largo plazo los estudios de seguimiento han demostrado que el tiempo para responder a estimulación del nervio vago es gradual, con la mejora continua de hasta 1 año y luego la estabilización del efecto. No parece haber ninguna tolerancia a la estimulación del nervio vago. El paciente con el mayor exposición a la estimulación del nervio vago ha tenido el sistema operativo desde hace 17 años. VNS ha asumido un papel pequeño pero significativo en la práctica la epilepsia en los pacientes que han intentado y han fallado dos anticonvulsivos.
VNS se puso a disposición para su uso en Europa en 1994 y se le dio una indicación de la FDA para la epilepsia en los Estados Unidos en 1997.
En 1997 uno de los autores (MSG), junto con John Rush, Sackeim Harold, y más tarde Marangell Lauren, comenzó un estudio piloto inicial de estimulación del nervio vago en pacientes con depresión resistente al tratamiento (TRD) ( Rush et al , 2000 ; Sackeim et al , 2001c ). Varias líneas de evidencia sugieren que la estimulación del nervio vago podría ser útil en pacientes con depresión, incluyendo informes de casos de mejora del estado de ánimo en pacientes con epilepsia VNS implantado y estudios de imagen funcional que muestran que la ENV aumento de la actividad en varias regiones del cerebro se cree que participan con la depresión (Henry et al , 1998 ). Este estudio de etiqueta abierta con 59 pacientes con TRD-30 mostró resultados buenos tasa de respuesta% y 15% tasa de remisión a las 10 semanas. Aún más alentadores fueron los resultados extendida ( Marangell et al , 2002 ; Nahas et al , 2005 ). Los pacientes continuaron mejorando mucho después de la fase aguda de la prueba. Los pacientes fueron clínicamente mejor en un año de lo que eran a los 3 meses. Este patrón es común en el tratamiento de la depresión, especialmente en una situación difícil para el tratamiento de cohorte con la tolerancia antes de que los antidepresivos ( Rush et al , 2006a , 2006b ).Un estudio europeo reciente demostró unos resultados ligeramente mejores, pero con los mismos efectos secundarios y la evolución en el tiempo de respuesta (Schlaepfer et al , 2008 ).
Una clave multicéntrico, aleatorizado, doble ciego de VNS no fue tan alentador. En este ensayo de poca potencia, VNS activos no separaron estadísticamente de un tratamiento simulado. Las tasas de respuesta para el tratamiento agudo de la TRD fueron del 15% para el tratamiento activo y 10% para el tratamiento simulado (Rush et al , 2005a ).
Un grupo paralelo, pero no aleatorizado se estudió y se comparó con los pacientes que recibieron estimulación del nervio vago en el estudio piloto anterior. Por lo tanto, un grupo recibió la suma de estimulación del nervio vago y el otro recibió el "tratamiento usual" ( Rush et al , 2005b ). Ellos fueron seguidos por 12 meses durante el cual ambos grupos recibieron el mismo trato (medicamentos y ECT) a excepción de la diferencia VNS. En el punto final de la tasas de respuesta fueron significativamente diferentes: 27% para el grupo de estimulación del nervio vago y el 13% para el tratamiento en el grupo normal ( George et al , 2005 ).
La FDA considera que todos estos estudios en la evaluación de VNS para la depresión. Ellos quedaron muy impresionados con los beneficios perdurables a largo plazo para esta población difícil de tratar ( George et al , 2005 ). En 2005, se aprobó VNS para los pacientes con depresión crónica o recurrente, ya sea unipolar o bipolar, con una historia de no responder a al menos cuatro ensayos con antidepresivos. Como VNS es aprobado por la FDA para el TRD en la ausencia de Clase I de evidencia de la eficacia, las compañías de seguros se han resistido a reembolsar el implante. Por lo tanto, actualmente no VNS está haciendo un gran impacto clínico para el tratamiento de la depresión y el campo espera un muy necesario poder adecuado ensayos controlados aleatorios (ECA), que por desgracia no se ha iniciado debido a las preocupaciones financieras por parte del fabricante.
Es decepcionante que la tasa de respuesta global a la estimulación del nervio vago, más medicamentos en un año es inferior al 50%, ya que es costoso y requiere de un implante quirúrgico. Sin embargo, muchos estudios muestran ahora que los pacientes con TRD tienen resultados pobres al tratamiento con medicamentos tradicionales ( Fekadu et al , 2009 ; Rhebergen et al , 2009 ; Rushet al , 2006a , 2006b ; Doesschate Diez et al , 2009 ; Trivedi et al , 2006 ; Yiendet al , 2009 ). Los intentos de predecir quién tiene más probabilidades de responder a estimulación del nervio vago no han tenido éxito.
Hay varios VNS otras posibles aplicaciones clínicas, el razonamiento de la función conocida del vago, como la obesidad ( Roslin y Kurian, 2001 ), deseo ( Bodenlos et al , 2007 ), dolor ( Borckardt et al , 2006a , 2005 ), cerebral traumática lesiones (Colombo et al , 2008 ; Neese et al , 2007 ; Ottani et al , 2009 ), y la ansiedad (George et al , 2008b ). Estos ensayos de la muestra de tamaño pequeño, sugieren eficacias potenciales en estos dominios, pero se necesitan ECA.
Estimulación Magnética Transcraneal
Descripción del Método
La estimulación magnética transcraneal implica la inducción de una corriente eléctrica dentro del cerebro con campos magnéticos pulsantes que se generan fuera del cerebro, cerca del cuero cabelludo. La característica esencial es el uso de electricidad para generar un campo magnético que cambia rápidamente, que a su vez produce impulsos eléctricos en el cerebro. Un dispositivo TMS típica produce un campo magnético muy potente (alrededor de 1,5-3 T), pero sólo muy brevemente (milisegundos). TMS no es simplemente la aplicación de un campo magnético estático o permanente al cerebro. En 1820 los científicos habían descubierto que pasar una corriente eléctrica a través de un cable induce un campo magnético. En 1832, Michael Faraday demostró que la inversa también es cierto-que pasa a través de un alambre de un campo magnético genera una corriente eléctrica ( Faraday, 1965 ). Por lo tanto, un campo magnético variable puede generar corriente eléctrica en los cables cercanos, los nervios o los músculos. Un imán estático, no va a generar una corriente. Para la mayoría de las aplicaciones de la EMT, lo probable es que la electricidad inducida por el imán palpitante, y no el propio campo magnético, que produce efectos neurobiológicos.
En 1959, Kolin y sus colegas demostraron que un campo magnético fluctuante podría estimular un músculo de la rana en la preparación de periféricos ( Kolin et al, 1959 ). Sin embargo, no fue hasta 1985 que la era moderna de la EMT comenzó. Ese año, Anthony Baker en Sheffield, Inglaterra describió el uso de un dispositivo no invasivo magnético semejante a instrumentos modernos TMS ( Barker et al , 1985 ). El dispositivo ha sido lenta para recargar y rápida de sobrecalentamiento, pero fue capaz de estimular las raíces de la médula espinal y corteza cerebral humana también superficial.
TMS requiere una unidad para almacenar y mantener una carga (llamado condensador), y una bobina electromagnética (por lo general ronda en la forma de un donut o dos bobinas redondas de lado a lado y se conecta en forma de ocho) (ver Figura 2 ) . Un sistema puede ser incómodo (se asemeja a un pequeño refrigerador), aunque algunos han demostrado que el sistema entero podría ser portátil y pesa menos de 20 libras ( Epstein, 2008 ; Huang et al , 2009 ). Los dispositivos están regulados por la FDA para la seguridad general, y la mayoría de las máquinas cuentan con la aprobación de la FDA para la venta en los EE.UU..También son luego reglamentadas con respecto a la posibilidad de anunciar su uso terapéutico en una enfermedad en particular. En los Estados Unidos un dispositivo fabricado por Neuronetics fue aprobado por la FDA en 2008 para tratar la depresión ( O'Reardon et al , 2007 ).
Figura 2.
La estimulación magnética transcraneal (TMS). Corriente de la pared (a) se utiliza para cargar una batería de condensadores de gran tamaño (b). Estos condensadores enviar un pulso eléctrico de corriente a las bobinas (c) que descansa sobre el cuero cabelludo (d). La corriente eléctrica de gran alcance pero de corta duración en la bobina crea un campo magnético transitorio, que pasa sin obstáculos a través de la piel y el cráneo y los resultados de los impulsos eléctricos en las neuronas de la corteza superficial bajo la bobina (e). Dependiendo del tipo de célula que se ocupa, esto se traduce luego en efectos secundarios transináptica. (Reproducido con permiso del APPI, de Higgins y George (2008)).
La estimulación magnética transcraneal (TMS). Corriente de l
a pared (a) se utiliza para cargar una batería de condensadores de gran tamaño (b). Estos condensadores enviar un pulso eléctrico de corriente a las bobinas (c) que descansa sobre el cuero cabelludo (d). La corriente eléctrica de gran alcance pero de corta duración en la bobina crea un campo magnético transitorio, que pasa sin obstáculos a través de la piel y el cráneo y los resultados de los impulsos eléctricos en las neuronas de la corteza superficial bajo la bobina (e). Dependiendo del tipo de célula que se ocupa, esto se traduce luego en efectos secundarios transináptica. (Reproducido con permiso del APPI, deHiggins y George (2008) ).
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Dispositivos TMS primeros sólo se emite un impulso simple y breve. Los dispositivos modernos pueden generar una rápida sucesión de impulsos, llamada EMT repetitiva (EMTr). Estos dispositivos se utilizan para la investigación de la conducta o los tratamientos clínicos y se puede descargar de forma intermitente durante varios minutos. Por ejemplo, el tratamiento típico de la depresión es una sesión de 20-40 minutos, 5 días a la semana durante 4-6 semanas. Para mantener al paciente quieto y el dispositivo colocado correctamente, la reclina paciente en una silla y el dispositivo se mantenga firme en contra de su cabeza mientras están despiertos y alerta sin necesidad de anestesia.
La bobina de TMS genera un impulso de campo magnético que sólo se puede llegar a las capas exteriores de la corteza ( Davey et al , 2004 ). El principal efecto del impulso sólo penetra 2-3 cm por debajo del dispositivo ( Roth et al , 1994 ;Rothwell et al , 1999 ). Sin embargo, un dispositivo TMS profundo ha sido inventado y se encuentra en los primeros ensayos clínicos de la depresión y varias otras indicaciones ( Roth et al , 2002 , 2005 ).
Cuando el dispositivo TMS produce un pulso sobre la corteza motora, descendiendo las fibras se activan y ráfagas de impulsos eléctricos descender a través de fibras conectadas a la médula espinal y hacia fuera a los nervios periféricos en los que en última instancia, puede causar un músculo de contracción. La cantidad mínima de energía necesaria para producir la contracción del pulgar (abductor corto del pulgar) se llama el umbral motor (MT) ( Fitzgerald et al , 2006 ; Fox et al , 2006 ; Sacco y Thickbroom, 2009 ). Como esto es tan fácil de generar, y varía ampliamente entre los individuos, la MT se utiliza como una medida de la excitabilidad cortical en general y en la mayoría de los TMS (tanto clínicos y de investigación) el informe de la intensidad de la EMT en función de la MT individual (y no como un valor físico absoluta) ( Di Lazzaro et al , 2008 ). A pesar de este convenio ha ayudado en la toma de TMS más seguro, es gravemente insuficiente, en la que se hace referencia sólo a cada máquina, y por lo tanto no es un número universal. El trabajo futuro se centra en la más universal, las medidas constantes, del campo magnético entregado.
En general, con TMS, una más fuerte, los resultados de pulso más intenso en una mayor activación del tejido nervioso central, y un área más amplia de la activación. La circunstancia con frecuencia es más compleja. En general, las frecuencias de menos de 1 por segundo (<1 Hz) son inhibidores ( Hoffman y cavo, 2002 ). Esto puede deberse a baja frecuencia de manera más selectiva TMS estimula las neuronas inhibitorias GABA, o esta frecuencia es como LTD. Por el contrario, el aumento de la estimulación de frecuencia es comportamiento de excitación ( Ziemann et al , 2008 ). Sin embargo, la alta frecuencia de TMS en algunas regiones del cerebro pueden bloquear temporalmente o golpe de gracia a la función de esa parte del cerebro ( Epstein et al , 1996 ; Pascual-Leone et al , 1991 ).
Un dispositivo de mano está siendo desarrollado y estudiado como un tratamiento para interrumpir la migraña (Neuralieve). El dispositivo ofrece una gran pulso único.Cuando el paciente experimenta la fase de aura de un dolor de cabeza inminente de que el dispositivo en la parte posterior de la cabeza y directo el pulso a la corteza occipital ( Ambrosini y Schoenen de 2003 , Clarke et al , 2006 ).
Posibles mecanismos de acción
TMS puede producir efectos diferentes del cerebro en función de la región del cerebro se estimularon, la frecuencia de estimulación, los parámetros de uso (intensidad, frecuencia de trenes de servicio), y si la región del cerebro se ocupa o "en reposo". Por lo tanto, es difícil para revisar mecanismo de acción de "un solo de TMS. Sin embargo, en general, un solo pulso de TMS sobre una región cortical, tales como el córtex motor, hace que las neuronas grandes para despolarizar. Es decir, el poderoso campo magnético transitorio provoca que la corriente fluya en las neuronas de la corteza superficial (corriente inducida). Tanto el modelado y pruebas simples han demostrado que las fibras que son más propensos a despolarizar son aquellos que son perpendiculares a la bobina, y se están doblando en el giro ( Amassian et al , 1992 ,; Lisanby et al , 1998a , 1998b ). Algunos menores intensidades TMS no causan la despolarización de neuronas grandes, pero todavía puede afectar a los potenciales de membrana en reposo y por lo tanto alterar la actividad cerebral y la conducta. El fenómeno positivo más notable que la EMT puede producir espasmos son motor (con el pulgar, mano, brazo, o movimiento de las piernas) cuando se aplica sobre la corteza motora, o "fosfenos" cuando TMS se coloca sobre el occipucio. Hasta la fecha TMS no puede producir recuerdos aguda, pensamientos o sensaciones o percepciones, aparte de la sensación del cuero cabelludo de la bobina.
rTMS puede producir efectos medibles que dura minutos u horas después el tren.En general, la EMTr en frecuencias superiores a 1 Hz son excitatorios, y menos de 1 Hz inhibitoria. Una secuencia de TMS en particular se basa directamente en los estudios neurobiológicos de la LTP y LTD, y se llama explosión theta, ya que ha explosiones cortas de la TMS en las frecuencias theta ( Di Lazzaro et al , 2005 ;Stagg et al , 2009 ).
TMS en algunas regiones corticales puede producir una interrupción transitoria de la conducta. Esto es más notable cuando la bobina se coloca sobre el área de Broca y se puede producir una afasia transitoria expresiva. Mucho interés consiste en si TMS puede producir cambios a corto plazo o incluso a largo plazo en la plasticidad ( Ziemann et al , 2008 ). Estudios sencillos en el motor y los sistemas visuales indican claramente el potencial de este enfoque ( Miniussi et al , 2008 ), que se está aplicando ahora en los estudios de recuperación post-ACV y otras formas de rehabilitación ( Hummel et al , 2008 ; Pape et al , 2009 ) .
TMS acoplamiento con medidas electrofisiológicas permite la utilización de TMS como una medida de la excitabilidad de la corteza motora, y luego medir el comportamiento, medicamentos u otras intervenciones podrían cambiar la excitabilidad. Varios grupos están utilizando esta técnica de medición de la excitabilidad de TMS para investigar nuevos compuestos activos en el SNC ( Li et al , 2009 , 2004 , Paulus et al , 2008 ; Ziemann et al , 2008 ).
TMS acoplamiento con la imagen (PET, SPECT, fMRI, o fMRI BOLD) permite estimular directamente los circuitos y luego la imagen resultante de los cambios (George et al , 2007 ; Siebner et al , 2009 ). Con respecto a los usos neuropsiquiátricos de la EMT para la depresión o el dolor, en un TMS nivel molecular se sabe que tiene efectos similares a los observados con la terapia electroconvulsiva, por ejemplo, el aumento de volumen de negocio de monoamina, el aumento de cerebro factor neurotrófico derivado, y la normalización del eje hipotálamo- hipófisis-suprarrenal.
El uso inicial de todos los días TMS prefrontal para tratar la depresión se basó en la teoría de que la depresión clínica involucrada una relación desequilibrada entre la corteza prefrontal y las regiones límbicas implicadas en la regulación del humor (la ínsula, giro cingulado, la amígdala y el hipocampo) ( George et al , 1994 ) . No es sólo un apoyo limitado directa de que esto está ocurriendo, aunque el trabajo reciente de Maier y sus colegas apoya directamente el papel causal de la corteza prefrontal medial para mitigar y revertir la impotencia crónica aprendido. Fibras estimulantes de PFCx son fundamentales en este modelo ( Baratta et al , 2007 ;Christianson et al , 2008a , 2008b ; Hutchinson et al , 2008 ).
Seguridad
En general, la EMT está considerado como seguro y sin efectos secundarios duraderos. No se han reportado neurológicas duraderas, cognitiva, o las secuelas cardiovasculares. Sin embargo, TMS puede alterar la función cerebral y es una tecnología relativamente nueva que se requiere vigilancia. El lector interesado debería leer los resultados de una conferencia internacional anterior en el TMS de seguridad ( Wassermann, 1997 ). Una actualización se ha elaborado después de otra reunión internacional y debería estar disponible dentro de los próximos 6 meses.
Inducir una convulsión es la preocupación primaria de seguridad con TMS. Ha habido menos de 20 incautaciones inducida con TMS, con un tamaño de muestra de varios miles. El riesgo es menor que la mitad del 1%. La mayoría de estos pacientes eran voluntarios sanos sin antecedentes de epilepsia. Afortunadamente, no hay informes de que las personas afectadas recurrencia experiencia. Además, todos los ataques se produjeron durante la administración de TMS cuando el paciente estaba sentado, cerca de un investigador. Además, todos los ataques se auto-limitada sin necesidad de medicamentos u otras intervenciones. Publicado mesas seguridad en relación con la intensidad adecuada, la frecuencia y número de estímulos ayudará a minimizar el número de incautaciones ( Wassermann, 1997). De los casos reportados la mayoría estaban recibiendo TMS a la corteza motora, la región más epileptogénico de la corteza. Además, la mayoría (pero no todos) estaban recibiendo trenes de estimulación fuera de los límites sugeridos.Estos casos sugieren que las convulsiones inducidas por TMS seguirá siendo un evento adverso pequeña, pero significativa, incluso en pacientes sin antecedentes de convulsiones e incluso cuando se utiliza TMS dentro de las pautas sugeridas.
Los estudios en conejos, así como algunos estudios en humanos sugieren que la EMT puede causar pérdida de audición y los sujetos, los pacientes, y los operadores deben usar tapones para los oídos ( Counter et al , 1990 ; Loo et al , 2001 ). Un paciente informó de una pérdida temporal de la audición después de TMS. En vista de ello un amplio estudio de umbral de audición se llevó a cabo antes y después de 4 semanas de la EMT en más de 300 pacientes. No se encontraron cambios. Sin embargo, los pacientes deben usar tapones para los oídos cuando se recibe TMS.
Dolores de cabeza son la queja más común después de la EMT, sin embargo, no hubo diferencia en la frecuencia de dolor de cabeza entre el simulacro y el control en un reciente ensayo de gran tamaño ( O'Reardon et al , 2007 ). Análisis repetidos de funcionamiento neurocognitivo de los pacientes TMS no ha encontrado ningún efecto negativo duradero en el procedimiento ( Avery et al , 2008 ; poco et al , 2000 ). Después de una sesión, los pacientes o sujetos son capaces de llevar a casa y volver al trabajo.
Utiliza la investigación
El espacio no permite una visión completa de los usos de investigación TMS, que no sea para poner de relieve las áreas activas. TMS se puede utilizar como una medida de la excitabilidad cortical, y se ha utilizado para investigar los efectos de la medicación, los estados emocionales, la plasticidad en el aprendizaje y la recuperación del accidente cerebrovascular, el sueño ( Massimini et al , 2007 ;Tononi y Koch, 2008 ), y en una serie de estados de la enfermedad. TMS se puede combinar con imágenes del cerebro para estimular directamente los circuitos y la imagen de los cambios resultantes (véase la Figura 3 ). Cuando precisamente se aplica sobre las regiones cerebrales críticas, TMS puede ayudar a determinar si la causal de una región del cerebro está involucrada en una conducta, y cómo fluye la información a través del cerebro durante una tarea (Figura 4 ). Hay mucho entusiasmo, pero muy poca evidencia sólida, que la EMT podría ser usado para aumentar de hecho la realización de tareas, formación de la memoria, o la recuperación de una lesión.
Figura 3.
La estimulación cerebral y de imagen. La combinación de imágenes cerebrales con estimulación cerebral permite un examen más directo de la función de la actividad de circuitos cerebrales en las relaciones de comportamiento. Históricamente la mayoría de imágenes del cerebro ha sido relativamente pasivo, y los cambios en un circuito se producen junto con un comportamiento, pero la causalidad no se conoce. Mediante la combinación de la estimulación real con la imagen que uno puede dar un paso más cerca de los enunciados causales, así como preparar el escenario para la traducción clínica potencial y usos terapéuticos de los enfoques de la estimulación cerebral. En general, se pueden tomar imágenes de forma simultánea a la estimulación (a), o se puede usar el resultado de imagen cerebral (estructural o funcional, o alguna combinación) para guiar la colocación de la estimulación cerebral (en este caso TMS) (b). Finalmente, se puede estimular una región con TMS o tDCS, producen cambios en el cerebro, y luego usar imágenes cerebrales para examinar los cambios en el comportamiento del circuito (c). (Reproducido con autorización de Elsevier y adaptado de Siebner et al (2009) ).
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Figura 4.
Estado dependiente de la interacción interregional evocados por la estimulación magnética transcraneal (TMS) intercalados con fMRI. Algunos grupos puedan efectivamente utilizar TMS dentro de un escáner de resonancia magnética ( Bohning et al , 1998 ).Estas imágenes muestran el efecto (a) principal del apretón de la mano izquierda, independientemente de la intensidad de la estimulación TMS. Esto ilustra cómo se puede obtener oxigenación de la sangre-nivel-dependiente (BOLD) mapas de activación durante la aplicación concurrente de TMS legumbres (cinco pulsos de 11 Hz) en el interior una imagen de resonancia magnética (IRM) escáner. (B) Tareas de estado dependiente de los efectos de la EMT en las interacciones causales en el sistema motor humano. En reposo, TMS aplicada a la izquierda corteza premotora dorsal (PMD) aumento de la actividad en el contralateral PMD y la corteza motora primaria (M1) en la intensidad de la estimulación de alta (110% del umbral motor en reposo), en comparación con la estimulación en un control de intensidad baja (70% activa umbral motor). Por el contrario, este efecto se revirtió durante una tarea simple motor que activa el derecho PMD y M1. Ahora de alta intensidad de la estimulación mayor en tareas relacionadas con la actividad, en comparación con la estimulación de baja intensidad. Los resultados muestran cómo TMS causal puede afectar la actividad en las regiones contralateral, y que estas influencias son dependientes del estado de activación de estas regiones (adaptado de Bestmannet al (2003) y reproducido con permiso de Elsevier y Siebner et al(2009) ).
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Los estudios clínicos
En gran parte debido a su invasividad, la EMT ha sido investigado en casi todas las enfermedades neuropsiquiátricas. Hasta hace poco, no ha sido una industria de TMS para promover o llevar a cabo este trabajo y por lo tanto gran parte del trabajo clínico ha sido solo sitio y nonindustry financiado, con un tamaño de muestra relativamente pequeña.
La depresión ha sido la condición más ampliamente estudiado con TMS. Tres estudios iniciales de Europa utiliza TMS sobre el vértice como un potencial antidepresivo ( Grisaru et al , 1994 ; höflich et al , 1993 ; Kolbinger et al , 1995 ).En los EE.UU., George, Wassermann y Post realizado los estudios iniciales de seguridad en los controles sanos, un estudio abierto, a continuación, un ensayo doble ciego controlado de la EMT durante 2 semanas ( George et al , 1997 , 1995, 1996 ). Este trabajo ha crecido notablemente, pero sin mucho cambio en muchas de las opciones de tratamiento inicial (ubicación de la bobina, la frecuencia de dosificación). Hasta ahora ha habido varios meta-análisis del procedimiento (Librar y Rothwell, 2007 ). Un reciente meta-análisis de la rTMS para la depresión examinó 25 publicó falsos estudios controlados ( Mitchell y Loo, 2006 ). Los autores concluyeron que la izquierda prefrontal TMS proporciona superioridad estadística sobre el tratamiento simulado para los pacientes con depresión. Sin embargo, concluyeron que los beneficios clínicos son marginales en la mayoría de los informes y todavía hay una considerable incertidumbre sobre los parámetros de estimulación óptima. Dos meta-análisis recientes sugieren que el positivo del tamaño del efecto global con TMS en la depresión mayor es al menos tan buena como la del tratamiento farmacológico estándar ( Lam et al , 2008 ; Schutter, 2008 ). Esas características clínicas que parecen estar asociados con una mayor respuesta de una edad joven, la falta de refractariedad a los antidepresivos, y no psicóticos ( Avery et al , 2008 ).
El ensayo más grande hasta la fecha varios sitios, lo que resultó en la aprobación de la FDA, fue por Neuronetics. Patrocinaron un estudio doble ciego, estudio multicéntrico de 301 pacientes sin medicación con depresión mayor. Los pacientes fueron asignados al azar a TMS activo o el tratamiento simulado, que recibieron durante 4-6 semanas ( O'Reardon et al , 2007 ). Hay una cierta controversia sobre los resultados de la prueba. Antes de realizar el experimento, la empresa optó por una variable continua, el cambio desde la basal en la Escala de Depresión de Montgomery-Asberg (MADRS), como medida de resultado primario (y no decirle a los investigadores en el campo), mientras que utilizando la Escala de Hamilton como los criterios de ingreso. Por desgracia, a las 6 semanas del continuo cambio medido MADRS desde el inicio para el grupo de tratamiento activo no fue estadísticamente diferente del grupo control: p = 0,058. Las puntuaciones de depresión de Hamilton Rating Scale, considera las medidas de resultado secundarias, eran realmente superiores a los del grupo de tratamiento activo. La compañía argumentó, con éxito para la publicación, que debe ser capaz de excluir a seis sujetos con puntuaciones MADRS entrada que eran muy bajos y no reflejan la mejoría clínica. Por lo tanto, el manuscrito fue publicado como un juicio positivo, pero la FDA rechazó inicialmente la solicitud, y sólo aceptó para su aprobación después de revisar los datos de respuesta en los subgrupos. Como no había un efecto tan grande visto en aquellos que son menos resistentes al tratamiento, el etiquetado de la FDA es para el tratamiento del trastorno depresivo mayor en pacientes adultos que no han alcanzado una mejoría satisfactoria de un tratamiento antidepresivo antes de iguales o superiores a la dosis mínima eficaz y la duración de el episodio actual. Tenga en cuenta que en la práctica clínica, sólo uno de cada cuatro ensayos de tratamiento cumple los criterios de mínima dosis y la duración, por lo que se traduce en la práctica clínica a los pacientes con un nivel moderado de resistencia al tratamiento ( Rocío et al , 2005 ; Joo et al , 2005; Oquendo et al , 2003 ).
Estos resultados mixtos reflejan el estado actual de la EMT para la depresión. La mayoría coincide en que todos los días TMS prefrontal izquierda durante varias semanas, tiene efectos antidepresivos y es seguro y bien tolerado. Es probable que sea un tratamiento ideal para algunos pacientes. Sin embargo, los datos de eficacia en los ensayos hasta la fecha no son tan robustos como algunos quisieran, y muchos esperan los resultados de grandes ensayos en curso y una mejor comprensión de los mecanismos de acción. Por ejemplo, un estudio europeo grande no encontró una diferencia estadísticamente significativa, pero es probable que utilizó un activo condición simulada, así como TMS examinado como un aumento en lugar de tratamiento independiente ( Herwig et al , 2007 ). El NIH ha financiado un gran ensayo multicéntrico en la depresión con los resultados a finales de 2009 y el VA ha puesto en marcha un gran estudio cooperativo de todos los días TMS prefrontal izquierda en los veteranos deprimidos.
Un desarrollo reciente en términos de posicionamiento de TMS ha puesto de relieve que una mejor comprensión de los métodos utilizados TMS probablemente aumentará la eficacia antidepresiva clínica. Los primeros estudios de NIMH utiliza una técnica de medición aproximada se conoce como la regla de 5 cm para colocar la bobina TMS aproximadamente más de la corteza prefrontal ( George et al , 1997 , 1995 , 1996 ). Como la ubicación de la tira del motor varía entre los individuos, y el tamaño del cráneo (tamaño del sombrero) también varía, el resultado es simple regla en una gran variación de la ubicación real en el cuero cabelludo. Se hizo evidente que se trataba de una técnica insuficiente, pero fue utilizado, sin embargo en la mayoría de los ensayos, incluyendo el de la aprobación de la FDA ( Herwig et al , 2001 ). Un estudio sugirió que la regla de 5 cm resultó en un 30% de los pacientes tratados sobre el área motora suplementaria en lugar de la corteza prefrontal. Dos análisis retrospectivos de ensayos clínicos en los que se llevó a cabo de imagen cerebral para documentar la ubicación de la bobina se han confirmado de forma independiente que una posición de la bobina que es anterior y lateral se asocia con una mejor respuesta clínica a los activos, pero no falsa TMS ( Herbsman et al , 2009 ). Un grupo australiano ha realizado un ensayo clínico y una localización más anterior y lateral, efectivamente, producir una respuesta antidepresiva superior ( Fitzgerald et al , 2009 ). Estos hallazgos sugieren que el efecto de TMS no es específica, y que la ubicación de la bobina con claridad las cosas, incluso dentro de los límites generales de un lóbulo específicos. No está claro si la ubicación individualizada será necesario o usado, o si los algoritmos general será suficiente para la mayoría de los pacientes.
Las alucinaciones auditivas son parte de los síntomas positivos de la esquizofrenia.Este tipo de alucinaciones son resultado de la activación aberrante de la zona de la percepción del lenguaje en el cruce de la corteza temporal izquierda y parietal (Higgins y George, 2007 ). De baja frecuencia TMS se ha utilizado para inhibir potencialmente esta área en los pacientes con esquizofrenia y proporcionar alivio de las alucinaciones auditivas. Un meta-análisis reciente examinó la eficacia de la EMT de baja frecuencia como tratamiento de las alucinaciones auditivas en la esquizofrenia resistente ( Aleman et al , 2007 ). Diez falsos estudios controlados han incorporado 212 pacientes. Su estudio concluyó que la EMT fue eficaz en la reducción de las alucinaciones auditivas. Por desgracia, la EMT no tuvo ningún efecto sobre otros síntomas positivos o los déficits cognitivos de la esquizofrenia.Estudios más grandes son necesarios para establecer definitivamente la eficacia, tolerabilidad, y la utilidad de la EMT para la esquizofrenia.
Ha habido cuatro ECA de la utilización de intermitentes TMS prefrontal al día para tratar los síntomas negativos en pacientes con esquizofrenia. Sólo uno de estos estudios fue positivo.
El tinnitus es un trastorno común, a menudo incapacitante, para el que no existe un tratamiento adecuado. Nada menos que 8% de los adultos mayores de 50 años de edad sufren de tinnitus, que a menudo puede ser muy angustiante. Recientes estudios de imágenes funcionales han identificado una mayor actividad en la corteza auditiva en pacientes con tinnitus. De baja frecuencia TMS ofrece un posible mecanismo para inhibir la hiperactividad de la corteza auditiva que puede producir tinnitus. Varios estudios pequeños controlados desde un grupo de investigación en Alemania se han producido resultados impresionantes ( Langguthet al , 2008 ). Más grandes, se necesitan estudios multicéntricos para determinar si estos efectos positivos pueden ser replicados.
Numerosos estudios pequeños controlados han evaluado la utilidad de la EMT en los pacientes con dolor. Múltiples sitios han sido probados como la corteza prefrontal, la corteza motora, y la corteza parietal ( Andre-Obadia et al , 2006 ;Lefaucher et al , 2001 ; Lefaucheur, 2004 ; Lefaucheur et al , 2001 ; Pridmore y Oberoi, 2000 ; Rollnik et al , 2003 ). En general, TMS proporciona un alivio eficaz del dolor en los diferentes lugares en diversos estados de dolor. Por desgracia, el efecto de la EMT en el dolor sólo dura un corto período. En consecuencia, la utilidad de la EMT en el tratamiento práctico de las condiciones de dolor crónico aún no se ha establecido.
Estudios recientes sugieren TMS pueden tener alguna utilidad en el manejo de dolor agudo. En dos estudios diferentes de los pacientes se recuperan de by-pass gástrico la cirugía, a 20 minutos de la real o la EMT simulada se administró a la corteza prefrontal de cada paciente. A continuación, el uso de auto-administrado morfina fue seguido en las próximas 48 h. Los TMS recibe real utiliza la morfina un 40% menos en las próximas 24 horas, con la mayoría de la reducción que ocurren en las primeras 8 horas después de la TMS ( Borckardt et al , 2008b , 2006b ).
El dispositivo de mano, ya mencionado, se está estudiando como tratamiento para la migraña. Los resultados preliminares han sido alentadores. Estudios más grandes están en marcha.
Después de un evento isquémico de la corteza motora, el cerebro intenta reorganizar las redes dañadas. De hecho, en la medida de reorganización se correlaciona con la recuperación clínica de la función motora. TMS puede acelerar el proceso de reorganización y por lo tanto, mejorar la recuperación ( Hummel et al , 2008 ; Miniussi et al , 2008 ; Pape et al , 2009 ). No está claro qué tipo de TMS puede ser beneficioso en la recuperación de un derrame cerebral. Alta frecuencia de TMS en el área afectada puede aumentar la reorganización. Por otra parte, de baja frecuencia TMS de lo contrario, el hemisferio intacto se cree que reduce la interferencia del lado nonstroke. Algunos creen que la entrada demasiado de la parte afectada del cerebro impide la recuperación. La reducción de la excitabilidad de baja frecuencia TMS puede mejorar la recuperación.
Librar y Rothwell examinó recientemente los estudios de la EMT en la recuperación de un derrame cerebral. Aunque el número total de pacientes en ensayos clínicos controlados fue sólo 87, los resultados fueron alentadores. Claramente, se necesitan estudios más, pero parece que la EMT podría ser capaz de mejorar el proceso natural de curación después de un accidente cerebrovascular ( Kew et al, 1994 ; McKay et al , 2002 ; Librar y Rothwell, 1995 , 2007 ).
Teóricamente baja frecuencia TMS podría ser utilizado para tratar la epilepsia cortical. Los primeros estudios mostraron que la EMT podría reducir anormalidades EEG epileptiformes. Los primeros estudios de casos fueron positivos. Un estudio controlado de la EMT a diario por Teodoro et al ( 2002 ) sobre el sitio de cortical de las convulsiones de una semana se encontró una reducción estadísticamente significativa en los ataques. Sin embargo, los autores concluyeron que el tratamiento con TMS no fue clínicamente significativo. Más recientemente, en otro ensayo controlado Cantello et al ( 2007 ) concluyó que "activa" rTMS no era mejor que el placebo para la reducción de las crisis. Por lo tanto, la idea de utilizar las dosis inhibitorias de la EMT para calmar los objetivos cortical es intrigante. Sin embargo, los ensayos controlados hasta la fecha no han tenido tanto éxito.
Estimulación transcraneal CORRIENTE
Descripción del Método
Estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS) es quizás una de las maneras más simples de manera focal estimular el cerebro. Técnicas similares se practicaban casi inmediatamente después de la electricidad fue "descubierto" a finales de 1880. Al pasar una corriente a través de los músculos o el cerebro, se puso de moda en Europa. Por ejemplo, uno de los residentes de Charcot, Georges Duchenne de Boulogne, viajó alrededor de París con una pequeña batería y se pasa electricidad a través de los músculos de los pacientes, el examen de los efectos sobre numerosas enfermedades y su utilización para una mejor comprensión del nervio músculo-inervaciones, sobre todo en las distrofias musculares ( George, 1994 ). Otros empezaron a aplicar corriente a través del cerebro. Debido a la falta de beneficios, esto se abandonó en gran medida como un tratamiento en Europa y los EE.UU..
Por razones que no están claras, tDCS siendo un área de investigación activa en Rusia durante la década de 1940 hasta la actualidad. Fue llamado a veces "electrosleep terapia" ya que los pacientes a veces la siesta o el sueño durante los tratamientos de 30 minutos ( Gómez y Mikhail, 1978 ). La mayoría de los tDCS a cabo en Rusia no se ha entregado en los ensayos clínicos, y fue en gran parte anecdótica para el tratamiento del alcoholismo, dolor, depresión, o una combinación ( Feighner et al , 1973 ).
Dr. Walter Pablo y su grupo en Gottingen, Alemania ha llevado a un reciente resurrección de esta tecnología, y ahora hay una investigación activa de tDCS, con más de 100 artículos en los últimos 10 años en revistas revisadas por pares (Paulus, 2003 ). Claramente, los TDC tiene un efecto en el cerebro, que puede aumentar la excitabilidad cortical y mejorar la memoria en personas sanas ( Boggioet al , 2007 , 2006 ). Si estos efectos pueden ser utilizados terapéuticamente queda por determinar ( George et al , 2009 ; Nitsche et al , 2008 ).
En pocas palabras, consiste en pasar un tDCS débil (generalmente 
1 mA) de corriente continua a través del cerebro entre dos electrodos. La corriente entra en el cerebro desde el ánodo, viaja a través del tejido, y sale por el cátodo.Algunos investigadores se refieren a esto como sea tDCS catódica o anódica tDCS dependiendo del electrodo se coloca sobre la región que está siendo modificada (Figura 5 ).
Figura 5.
Estimulación transcraneal con corriente continua (tDCS). Un dispositivo tDCS utiliza un ánodo y un cátodo conectado a una fuente de corriente directa como una batería de 9 V (a). La corriente pasa a través del tejido intermedio, con alguna derivación a través del cráneo, pero gran parte de ella pasa por el cerebro y los cambios de carga eléctrica en reposo, particularmente en el cátodo (b). Reproducido con permiso del APPI, de Higgins y George (2008) .
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La administración de tDCS es relativamente fácil. Muchos investigadores sólo tiene que utilizar esponjas humedecidas en los electrodos. Estos se pueden colocar en cualquier parte del cuero cabelludo y se mantienen en su lugar con una cinta elástica.
Posibles mecanismos de acción
Exactamente lo que ocurre en el cerebro con tDCS sigue siendo desconocido. Sin embargo, los experimentos con animales, los seres humanos, e incluso grabaciones directas de las neuronas individuales dan una idea general. Recuerde que el cátodo (que es negativo) es donde la electricidad sale del cerebro. Por lo tanto, hay una acumulación de carga negativa en el cátodo de salir como los electrones de la piscina para dejar salir a través del electrodo. Un cátodo de menor salida puede producir una entrega más central de carga de una región del cerebro, como las líneas de cobrar más por debajo de la salida. Así, se puede influir en la forma o el tamaño de la región del cerebro afectada por el cambio del tamaño del electrodo de cátodo (un tamaño más pequeño está más centrado) ( Borckardt et al , 2008a ) o cambiando el tamaño y la localización del electrodo anódico ( Dattaet al , 2008 ; Nitsche et al , 2007 ).
Los efectos sobre el comportamiento de lo que ocurre en el cátodo de salir no son necesariamente tan simple como cabría esperar. En la mayoría de los estudios de la zona bajo el ánodo es más activo (o excitado) y el área bajo el cátodo más inhibidos ( Radman et al , 2008 ). Por ejemplo, la estimulación de las regiones motoras produce tales resultados y esto está siendo explotada como un posible tratamiento para el accidente cerebrovascular. Ha habido una lamentable confusión de términos, "ánodo" y "cátodo" en algunos de los trabajos anteriores, pero esto se está aclarado en la literatura con mejores descripciones de los métodos exactos.
Sin embargo, el cerebro es enormemente complejo y hay estudios en los que es su comportamiento en la región del cerebro inhibe el ánodo. Por ejemplo, en un estudio, que examina la latencia de una respuesta visual evocada, de 10 minutos de tDCS anódica reducido amplitudes VEP, mientras que 10 minutos de tDCS catódica mayor amplitud durante varios minutos después de la estimulación (Accornero et al , 2007 ). Así, en este estudio, no hubo inhibición de la conducta en el ánodo y el cátodo en la excitación. Parece que las diferentes regiones del cerebro con una morfología diferente, capas y composición celular puede tener diferentes respuestas a la estimulación directa de corriente.
A medida que la cabeza humana es un pobre conductor de electricidad, tDCS (y ECT) son ineficientes en la estimulación del cerebro, ya que al menos el 50% de la corriente se pierde en el tejido circundante. Así, se puede utilizar la electricidad con mucho menos directa las técnicas invasivas, como la estimulación cerebral profunda, o con TMS (donde el campo magnético pasa a través del cráneo).
Finalmente, como con todas las técnicas de estimulación, la capacidad de inducir efectos duraderos, más allá del tiempo de administración, es esencial para aplicaciones clínicas prácticas. Con tDCS, parece que los cambios de actividad y el comportamiento puede persistir por algún tiempo al menos después de los electrodos se retiran. En los estudios de tDCS en la corteza motora, por ejemplo, tDCS inducida por la inhibición o excitación puede durar varios minutos o una hora más o menos ( Fregni et al , 2006 ). Si los cambios terapéuticos pueden durar semanas o meses se han determinado aún.
Seguridad
Los efectos secundarios de tDCS dependen de la colocación de los electrodos, ya sea anódica o catódica, la intensidad de la estimulación, y el tiempo que el paciente es tratado ( Poreisz et al , 2007 ). En la literatura el tratamiento mayores prefrontal, quemaduras en la piel puede ocurrir, y algunos pacientes se sentían incómodos o incluso tenía mareos. Ahora hay varios informes de casos de lesiones de la piel o quemaduras siguientes tDCS ( Palm et al , 2008 ).
Paulus y sus colegas publicaron sus resultados en 567 pacientes y los sujetos que habían recibido tDCS en estudios de provocación en el motor, parietal, occipital y la corteza ( Poreisz et al , 2007 ). Sorprendentemente, ningún paciente solicitó a la estimulación por terminado. Alrededor del 70% de los sujetos notaron una sensación de cosquilleo debajo de los electrodos, 1 / 3 de los sujetos sentían la fatiga después del tratamiento y 1 / 3 también se sentía "picazón" en el electrodo.Dolor de cabeza (11%), náuseas (3%) e insomnio (1%) se encontraron también, pero con menos frecuencia.
Investigación y Estudios Clínicos
Gran parte del trabajo más reciente con tDCS tratar los efectos conductuales de la estimulación tDCS en los controles sanos. A pesar de que está fuera del alcance de este capítulo para revisar exhaustivamente los estudios de comportamiento más básico, es evidente que tDCS focal puede excitar o inhibir el cerebro. Este cuerpo impresionante y creciente de la investigación sugiere que hay quizá usos clínicos de la tDCS aún por descubrir.
Numerosos pequeños estudios con voluntarios sanos han demostrado que tDCS puede mejorar la función motora y el control. El siguiente paso lógico es aplicar la técnica a los pacientes con el control motor ha sido dañado a causa de un derrame cerebral. Las cualidades únicas de tDCS ofrecer posibilidades más allá de sólo estimular el tejido dañado. Algunas investigaciones sugieren que limitar el lado sano, saludable del cerebro, de hecho mejora la cicatrización. Por ejemplo, limitando el brazo bueno y obligando al paciente a usar el brazo dañado mejora la recuperación después de un golpe que afecta las extremidades superiores.
En teoría, tDCS podría ser capaz de imitar este proceso terapéutico. Es decir, se podría excitar la parte dañada, mientras que la inhibición de la parte sana. Cuando el ánodo se coloca sobre la lesión, se debe excitar las neuronas debajo de ella. Del mismo modo, si el cátodo se coloca sobre el lado sano, debe proporcionar una cierta inhibición de las neuronas. En resumen, sin embargo, el trabajo en el accidente cerebrovascular es aún preliminar, sin grandes efectos claros en el bien realizado por simulación de ensayos controlados ( Alonso-Alonso et al , 2007 ;Fregni y Pascual Leone, 2007 ; Hummel et al , 2008 ; Nitsche et al , 2008 ;Schlaug y Renga, 2008a ; Schlaug et al , 2008b ).
Al igual que con todas las técnicas de estimulación nuevo, ha habido grupos que tratan de la tecnología en muchos de los trastornos neuropsiquiátricos. Estudios realizados en el sitio de muestra pequeños han sugerido algunos efectos positivos de tDCS en el dolor, la migraña, la fibromialgia, la depresión y la epilepsia. Ninguno de los estudios eran de gran tamaño o varios sitios, y el tamaño de las muestras han sido pequeñas ( George et al , 2009 ). Es necesario seguir trabajando para ver si estos estudios prometedores comienzos replicar.
Por lo tanto, los TDC es una herramienta nueva y emocionante, pero no hay aplicaciones de utilidad clínica en el momento. tDCS, al igual que muchas de las técnicas de estimulación, siguió el patrón interesante del descubrimiento, el uso excesivo, mal uso, y un despertar con métodos más modernos. tDCS es probable que sea clínicamente útil en un futuro próximo para algunas condiciones, especialmente cuando se combina con enfoques farmacológicos y de comportamiento para reformar el comportamiento del circuito en salud o enfermedad.
OTROS
El campo de la estimulación cerebral es de rápido crecimiento y transformación.Por ejemplo, en una edición reciente de la ciencia dos informes sugieren que la DBS más invasivos pueden ser reemplazados por métodos más sencillos basados en la superficie de la estimulación ( Gradinaru et al , 2009 ; Fuentes et al , 2009 ). Por lo tanto, estimuladores de la médula espinal, incluso, electroacupuntura, o unidades de ENET simple podría ser más ampliamente utilizado como el campo aprende más acerca de la neurobiología subyacente de los circuitos, y cómo interactuar con ellos. El campo está evolucionando rápidamente ( George y Sackeim, 2008a ; Higgins y George, 2008 ; Sackeim y George, 2008 ).
Hemos hecho una lista de las técnicas actuales que se conocen analizado en este volumen en la Tabla 1 , y han indicado que las condiciones son aprobados por la FDA.
Tabla 1 - Las técnicas de estimulación cerebral mayor y sus indicaciones aprobadas por la FDA.
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DIRECTRICES PARA EL FUTURO Y SUS IMPLICACIONES CLÍNICAS
Principio de Dale está claramente superada (una neurona, un transmisor). Una analogía de este método anticuado de un transmisor, una enfermedad también es probable obsoletos (por ejemplo, la dopamina y la esquizofrenia). Los datos analizados en este capítulo y este volumen sugieren claramente que el futuro de nuestro campo implica la comprensión de la farmacología focal y cómo interactúan varios neurotransmisores en regiones cerebrales discretas y circuitos para conducir los comportamientos y crear la enfermedad.
Esta revolución en los mecanismos básicos de la comprensión a nivel de circuito está ocurriendo simultáneamente con una explosión de nuevas tecnologías para interactuar con el cerebro a través de la estimulación directa e indirecta. Estos enfoques varían drásticamente de neuropsicofarmacología tradicionales, con profundas diferencias en la dosificación, la tolerancia y el cumplimiento. El campo está apenas comenzando a entender algunos de los principios más básicos que subyacen en esta nueva área.
El futuro es brillante para esta área, ya que es el crecimiento simultáneo en dos zonas. Este volumen revisión testimonio de cómo el conocimiento de la neurobiología de los circuitos se está expandiendo. La tecnología de los métodos de estimulación cerebral también se encuentra en una fase de crecimiento muy rápido. Durante la década pasada estos métodos de estimulación ya han transformado, o al menos un impacto significativo en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, epilepsia, distonia, OCD, y la depresión. Con suerte, este rápido ritmo continuará y 10 años a partir de ahora el campo va a utilizar ninguno de los métodos actuales, sino más bien una nueva generación de métodos de estimulación cerebral perfeccionó en el conocimiento que fluye desde la ciencia básica y de imagen.
DIVULGACIÓN
Dr. George informes no acciones u otras inversiones financieras directas en cualquier dispositivo o de una empresa farmacéutica. En los últimos 3 años ha: fue un consultor pagado de Glaxo-Smith-Kline, Jazz Pharmaceuticals, Cyberonics, Neuropace, recibieron becas de investigación de Glaxo-Smith-Kline, Jazz Pharmaceuticals, BRAINSWAY, trabajó como consultor remunerado a: Brainsonix , BRAINSWAY, Neuronetics, NeoStim, ha sido el editor en jefe de una revista publicada por Elsevier titulado La estimulación cerebral . MUSC tiene patentes en el área de la combinación de TMS con imágenes funcionales del cerebro. La compensación total de cualquier empresa en un solo año ha sido menos de $ 10 000. La compensación total combinado de todas las actividades de consultoría es inferior al 10% de su sueldo de la universidad.
Referencias
(Esas referencias marcadas con * son particularmente digno de la lectura, con una nota por qué.)
- Accornero N, Li Voti P, La Riccia M, Gregori B (2007). Los potenciales evocados visuales en directo polarización cortical actual. Exp. Brain Res.178 : 261-266. | artículo
- Aleman A, Sommer IE, Kahn RS (2007). La eficacia de la lenta estimulación magnética transcraneal repetitiva en el tratamiento de las alucinaciones auditivas en la esquizofrenia resistente:. Un meta-análisis J Clin Psychiatry68 : 416-421. | artículo
- Alonso-Alonso M, Fregni F, Pascual-Leone A (2007). La estimulación cerebral en la rehabilitación post-ACV. Cerebrovasc Dis 24 (Suppl 1): 157-166. | artículo
- * VE Amassian, Eberle L, Macabeo PJ, RQ Cracco (1992). Modelización de la excitación de la bobina magnética de la corteza cerebral humana con un nervio periférico inmerso en un conductor de volumen del cerebro en forma de:. La importancia de la fibra de flexión en la excitación Electroencephalogr Clin Neurophysiol 85 : 291-301. Este es un clásico en el campo y ayuda a explicar por qué partes de las fibras nerviosas que se excitan con TMS. | artículo
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