STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA: A COSA SERVE E TIPOLOGIE - NEUROPSICOLOGIA - 2024

La stimolazione magnetica transcranica è una tecnica di stimolazione cerebrale non invasiva che ha assunto negli ultimi anni un forte incremento, non solo nel campo della ricerca, ma anche in ambito clinico con riabilitazione ed 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 delle tecniche di studio del cervello, possiamo trovare varie tecniche, tuttavia le più utilizzate sono la stimolazione transcranica in corrente continua (tDCS) e, in misura maggiore, la stimolazione magnetica transcranica (Vicario et al., 2013).

A cosa serve la stimolazione magnetica transcranica?

Grazie alla 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, neurologia e persino della riabilitazione poiché molte malattie neurologiche e psichiatriche nell'infanzia e nell'adolescenza presentano alterazioni nella plasticità cerebrale (Rubio-Morell et al., 2011).

Tra le funzioni cognitive che sembrano migliorare ci sono quelle causate dalla malattia 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 la creazione e il mantenimento dei circuiti cerebrali, attraverso la modifica di strutture e funzioni in risposta alle esigenze 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 circuiti, consentendo l'acquisizione di nuove abilità o l'adattamento dopo un infortunio. È un meccanismo essenziale per la capacità di apprendere, ricordare, riorganizzare e recuperare dai danni cerebrali (Rubio-Morell et al., 2011).

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

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

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

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

Cos'è la stimolazione magnetica transcranica?

La stimolazione magnetica transcranica è una procedura focale, indolore e sicura (articolo Rubio-Morell, et al). Grazie alla sua capacità di neuromodulazione, è in grado di produrre cambiamenti transitori a livello di plasticità cerebrale attraverso la modifica degli stati di eccitabilità corticale (Rubio-Morell et al., 2011).

È una procedura che viene utilizzata per creare correnti elettriche in regioni discrete, attraverso l'applicazione di impulsi elettromagnetici veloci e mutevoli sul cuoio capelluto dell'individuo con una bobina di rame collegata.

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 della stimolazione magnetica transcranica e dei campi magnetici sono molteplici. In generale, gli stimolatori utilizzano bobine di stimolazione di diverse forme e dimensioni che vengono applicate alla superficie del cuoio capelluto.

Le bobine sono costruite con filo di rame isolato con uno stampo di plastica. Le forme di bobina più utilizzate sono la bobina circolare e quella a otto (manolo manuale).

Principi di stimolazione magnetica transcranica

Questa tecnica si basa sul principio di induzione elettromagnetica di M. Faraday, da cui un campo magnetico che oscilla rapidamente a seconda del tempo, sarà in grado di indurre una piccola corrente elettrica intracranica nei neuroni della corteccia cerebrale sottostante.

La corrente elettrica che viene utilizzata, è un campo magnetico che viene applicato al cuoio capelluto in una regione specifica, induce una corrente elettrica nella corteccia cerebrale che è parallela e nella direzione opposta a quella ricevuta.

Quando la corrente elettrica stimolante è focalizzata sulla corteccia motoria e viene utilizzata un'intensità ottimale, verrà registrata una risposta motoria o potenziale evocato dal motore (Rubio-Morell et al., 2011).

Tipi di stimolazione magnetica transcranica

Un tipo di stimolazione magnetica transcranica è ripetitiva (rTMS), che consiste nell'applicazione di diversi impulsi elettromagnetici in rapida successione. A seconda della frequenza di stimolazione alla quale vengono emessi questi impulsi, indurrà diversi cambiamenti.

• 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 questo protocollo viene applicato, può indurre risposte robuste e coerenti nei soggetti e portare al potenziamento o alla depressione delle ampiezze dei potenziali evocati motori a seconda dei parametri di stimolazione.

Un protocollo rTMS, noto come Theta Burst Stimulation (TBS), imita i paradigmi utilizzati per indurre il potenziamento a lungo termine (PLP) e la depressione a lungo termine (DLP) nei modelli animali.

Quando applicata in modo continuo (CTBS), la stimolazione evocherà potenziali che mostrano una marcata diminuzione dell'ampiezza. D'altra parte, quando applicato in modo intermittente (ITBS), verranno identificati potenziali con un'ampiezza maggiore (Pascual leone et al., 2011).

Tecniche di stimolazione magnetica transcranica, elettroencefalografia (EEG) e risonanza magnetica (MRI)

L'integrazione in tempo reale della stimolazione magnetica transcranica con l'EEG può fornire informazioni sulla risposta corticale locale e sulle dinamiche di rete distribuite in soggetti sani e malati.

L'uso della stimolazione magnetica transcranica e della risonanza magnetica come misura del risultato consente l'implementazione di una varietà di tecniche sofisticate per identificare e caratterizzare le reti di connettività tra diverse regioni del cervello.

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

Stimolazione e patologia cerebrale

Una delle principali applicazioni della stimolazione magnetica transcranica è la sua applicazione per migliorare le prestazioni oi 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 delle malattie vascolari è correlata a uno squilibrio emisferico, in cui l'attività dell'emisfero danneggiato è compensata da un aumento dell'attività dell'area omologa controlaterale.

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

Epilessia

L'epilessia è una patologia che comporta la sofferenza di episodi convulsivi dovuti ad una ipereccitabilità della corteccia cerebrale.

Un numero variabile di studi su pazienti in età infantile con epilessia di tipo focale hanno mostrato una significativa riduzione della frequenza e della durata delle crisi epilettiche. Tuttavia, questa conclusione non è generalizzabile poiché non vi è una riduzione sistematica in tutti i partecipanti.

ADHD

Il disturbo da deficit di attenzione e iperattività è associato a una sottoattivazione di diverse vie, in particolare, nella corteccia prefrontale dorsolaterale.

Lo studio di Weaver et al.Mostra un miglioramento clinico complessivo e i risultati delle scale di valutazione negli individui con ADHD dopo l'applicazione di diversi protocolli di stimolazione magnetica transcranica.

TORCIA

Nel caso del disturbo dello spettro autistico, viene descritto un aumento dell'attività gamma generale, che può essere correlato alle diverse alterazioni della memoria attenzionale, linguistica o di lavoro che questi individui presentano.

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

Tuttavia, a causa del numero limitato di studi e dell'uso di una varietà di 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. Nello specifico, c'è l'ipoattivazione nelle regioni di sinistra, mentre a destra c'è l'iperattivazione di queste strutture.

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

Schizofrenia

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

I risultati sugli effetti della stimolazione magnetica transcranica nella popolazione pediatrica mostrano una riduzione dei sintomi positivi, allucinazioni.

limitazioni

Nel complesso, questi studi mostrano prove preliminari sul potenziale delle tecniche di stimolazione cerebrale. Tuttavia, sono state individuate diverse limitazioni, tra cui lo scarso utilizzo di tecniche di stimolazione, generalmente associate a patologie gravi o in cui il trattamento farmacologico non ha un effetto significativo.

D'altra parte, l'eterogeneità dei risultati e le diverse metodologie utilizzate rendono difficile identificare i 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 cerebrale e delle dinamiche di rete attraverso la fascia di età in salute e malattia con TMS-EEG e TMS-fMRI. Cervello Topogr. (24), 302-315.
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