Estimulação magnética transcraniana

Representação esquemática da estimulação magnética transcraniana

A estimulação magnética transcraniana ( transcraniana apenas algo como "pelo crânio") TMS , uma tecnologia na qual são fortes as áreas magnéticas do cérebro tanto estimuladas como também podem ser inibidas. Isso torna o TMS uma ferramenta útil na pesquisa neurocientífica . Além disso, a estimulação magnética transcraniana é usada de forma limitada em diagnósticos neurológicos ou sugerida para o tratamento de doenças neurológicas, como zumbido , apoplexia , epilepsia ou doença de Parkinson , bem como em psiquiatria para o tratamento de distúrbios afetivos , especialmente depressão , mas também da esquizofrenia . A partir dos estudos realizados até o momento, a eficácia antidepressiva da rTMS também pode ser comprovada por uma série de metanálises , que em uma visão geral mostram a eficácia antidepressiva da estimulação magnética transcraniana com alta evidência. O procedimento foi incluído nas Diretrizes Nacionais de Saúde.

História do TMS

Transcraniana primeiro ( v. Lat. = Transcraniana através do crânio através ) estimulação magnética chegar ao médico e físico Jacques-Arsène d'Arsonval final do século 19 no Collège de France , em Paris . Ele usou bobinas de alta voltagem , como as usadas em usinas elétricas, para estimular a si mesmo e a seus sujeitos, e assim foi capaz de provar que uma mudança no campo magnético induz um fluxo de corrente nos tecidos humanos . Isso foi seguido por experimentos com bobinas muito grandes, principalmente realizados em autoexperimentos , que muitas vezes envolveram completamente a cabeça dos assuntos de teste. As pessoas testadas viram fosfeno ativo ( magnetofosfeno ) e experimentaram distúrbios circulatórios e ataques de tontura até perda de consciência . Pesquisas recentes assumem que os efeitos observados não ocorreram por meio da estimulação do cérebro, mas por meio da estimulação direta dos nervos ópticos e da retina.

Na Universidade de Sheffield , Anthony Barker apresentou a variante moderna da estimulação magnética transcraniana em 1985. Isso pode ser rastreado até o desenvolvimento técnico de capacitores de alto desempenho e usa bobinas muito menores que apenas estimulam o córtex cerebral em uma pequena área. Desde então, a estimulação magnética do córtex perto do crânio tem sido virtualmente desconfortável para os assuntos de teste ou pacientes e tecnicamente (aludindo a Sherlock Holmes ) "a própria simplicidade" .

fundamentos técnicos

O TMS usa o princípio físico da indução eletromagnética. Uma bobina magnética colocada tangencialmente no crânio gera um curto campo magnético de 200 a 600 µs de duração com uma densidade de fluxo magnético de até 3  Tesla . A mudança resultante no potencial elétrico no córtex craniano causa uma despolarização dos neurônios com o desencadeamento de potenciais de ação . Como uma primeira aproximação, a intensidade desse campo elétrico diminui exponencialmente com a distância da bobina e depende das propriedades da corrente do capacitor e da bobina . A corrente na bobina chega a mais de 15.000 amperes . São utilizadas as chamadas bobinas redondas e as bobinas duplas. Este último consiste em duas bobinas redondas que se tocam ou se sobrepõem na borda. Como resultado, o campo magnético de ambas as sub-bobinas é sobreposto na parte do meio da bobina e, portanto, reforçado. Devido ao seu formato, as bobinas duplas também são conhecidas como bobinas em forma de oito ou borboleta.

Em termos de engenharia elétrica , os estimuladores magnéticos comuns geralmente distinguem entre circuitos monofásicos e bifásicos. Um circuito oscilante é fechado por um tiristor . A direção da corrente é revertida após meio período. No circuito monofásico, o capacitor muda sua polaridade após um quarto de oscilação e, portanto, não pode ser recarregado pela oscilação de volta da corrente. Em vez disso, a corrente é dissipada por meio de um diodo e um resistor . Em contraste, no circuito bifásico, o capacitor é recarregado pela corrente que oscila de volta. Na bobina, portanto, uma corrente decaindo exponencialmente resulta no circuito monofásico, e no circuito bifásico uma corrente que é semelhante a uma oscilação sinusoidal amortecida .

Também é feita uma distinção entre a estimulação com pulsos de campo magnético individuais e a estimulação com rajadas de pulso, a chamada estimulação magnética repetitiva (EMTr). Principalmente as formas de pulso de corrente bifásica são usadas para o rTMS. Hoje, salvos de até 100 Hz são tecnicamente possíveis. O rTMS agora é limitado principalmente pelo aquecimento da bobina. O trabalho está em andamento no desenvolvimento de bobinas resfriadas.

efeito

A estimulação magnética leva ao desencadeamento de potenciais de ação no cérebro . Apesar da intensa pesquisa desde a introdução do método em 1985, o mecanismo exato ainda não é totalmente compreendido.

Acima de uma certa intensidade de campo magnético, um campo elétrico suficientemente forte é gerado no córtex cerebral próximo ao crânio para despolarizar os neurônios . É mais provável que essa despolarização ocorra no axônio . Se o campo elétrico induzido corre na direção do axônio, a força do campo magnético necessária é a menor. Assim, a direção da despolarização é decisiva para prevenir a despolarização de ondas grandes, que pode iniciar tanto o agregado endócrino quanto os autacoides vasoativos do próprio corpo . A intensidade do campo magnético necessária para ter um efeito no neurônio é chamada de limiar de excitação em neurofisiologia . Terminações nervosas, ramificações e especialmente curvas têm um limiar de excitação particularmente baixo.

inscrição

O TMS é usado em pesquisas neurocientíficas , em neurologia e em psiquiatria . O distúrbio de curto prazo de uma pequena região do cérebro para investigar sua função fisiológica é de particular interesse científico. Por exemplo, a estimulação magnética pode ser usada para desencadear espasmos musculares sobre o córtex motor , e fosfenos e escotomas podem ser gerados sobre o córtex visual . A EMTr das regiões cerebrais responsáveis ​​pela linguagem pode levar a uma deterioração na capacidade dos indivíduos de se expressarem por alguns minutos.

As aplicações clínicas são limitadas principalmente a pulsos únicos sobre o córtex motor ou à estimulação repetitiva:

  • O desencadeamento de contrações musculares por meio da estimulação do córtex motor é usado para diagnóstico em neurologia . Isso leva a potenciais elétricos (potenciais evocados motores ; MEP ), que são relativamente fáceis de derivar com eletrodos. Certas doenças do cérebro e da medula espinhal, como a esclerose múltipla, levam a alterações no MEP, que é, portanto, uma importante ajuda no diagnóstico. A mudança nos limiares de estímulo em várias doenças neurológicas, como enxaqueca ou epilepsia, também é de interesse diagnóstico . O uso de psicofármacos ou drogas também leva a alterações no limiar de estímulo, que pode ser medido com o TMS.
  • O rTMS (TMS repetitivo) pode levar à habituação à estimulação, o que pode levar a uma mudança de longo prazo na atividade do córtex cerebral na área estimulada. Por exemplo, rTMS do córtex motor pode prejudicar a mobilidade dos assuntos de teste por alguns minutos. Também se pode alterar a atividade do córtex pré-frontal , que se tenta usar no tratamento da depressão em psiquiatria. Diz-se que o efeito antidepressivo dura alguns dias no paciente, mas não está suficientemente comprovado cientificamente. Em contraste com a terapia eletroconvulsiva (ECT), por razões plausíveis, nenhum estudo duplo-cego é possível com EMTr: Para ajuste, 100 - 110% do limiar motor é usado (dependendo do estudo) . Com a EMTr tenta-se - sem os riscos da ECT - tratar a depressão refratária à terapia com uma frequência de 10 Hz (corresponde ao ritmo alfa das ondas cerebrais no estado de relaxamento) em diferentes "trens" (sequências) com diferentes números de sessões. No caso da esquizofrenia, é usada uma frequência de estimulação de cerca de 1 Hz. (Ver resumos via pubmed.gov)

Na pesquisa científica , a gama de aplicações é maior.

Um problema fundamental com a estimulação por TMS é a resolução espacial.Não está claro até que ponto as regiões conectadas são estimuladas pela estimulação de uma região-alvo. Portanto, é difícil fazer afirmações sobre o papel exclusivo de uma área estimulada do cérebro. Outro problema surge do fato de que os estímulos TMS ainda não podem ser padronizados quanto à sua intensidade: A padronização da estimulação usando a relação acima mencionada com o limiar motor é questionável, pois este valor limite não apresenta qualquer correlação em outras regiões do cérebro. dentro da mesma cabeça. Então você não sabe com que intensidade uma determinada área foi estimulada, nem mesmo se o limiar motor é dado como referência. Ao usar os protocolos de estimulação detalhados abaixo, muitas vezes existem resultados conflitantes que podem variar de estudo para estudo, bem como de assunto para assunto. As estruturas complexas do cérebro são provavelmente influenciadas de muitas maneiras por diferentes protocolos, de modo que declarações precisas sobre o modo de ação de protocolos individuais ainda não foram possíveis:

  • Por meio de pulsos únicos, as áreas cerebrais podem ser influenciadas de forma bem definida e controlada. Isso torna possível interferir diretamente com certas etapas de processamento (por exemplo, no sistema visual) e, assim, determinar essas etapas de processamento precisamente em termos de tempo (em relação à apresentação do estímulo). A desvantagem do pulso único é sua baixa energia, de modo que muitas vezes apenas estímulos muito fracos podem ser interrompidos em seu processamento ou a interrupção é muito pequena.
  • Com um pulso duplo (pulso pareado), uma grande parte da precisão temporal é retida, a influência no processamento neural é muito maior.
  • A chamada estimulação theta-burst provou ser útil no passado por causa de sua adequação para potenciação de longo prazo a fim de melhorar a força das conexões neuronais. A estimulação de rajada teta consiste em várias rajadas curtas (de 50–100 Hz por 100–1000 ms), que são separadas umas das outras por um intervalo de tempo mais longo (segundos). As regiões do cérebro provavelmente fazem parte de uma rede quando sua atividade está mais sincronizada após a estimulação do theta-burst do que antes.
  • A estimulação repetitiva (EMTr) é usada em pesquisas de maneira semelhante à aplicação clínica.
  • Outra possibilidade, que por sua vez pode consistir em qualquer uma das aplicações listadas, é a estimulação simultânea de diferentes áreas do cérebro com duas ou mais bobinas para poder estudar a influência das áreas umas sobre as outras ou o seu papel numa rede.

Riscos e efeitos colaterais

As cobaias e os pacientes que enfrentam STM devem conversar com seu médico assistente sobre os riscos e efeitos colaterais . Os riscos e efeitos colaterais descritos aqui podem fornecer apenas uma visão geral. O médico assistente terá que decidir em cada caso individual se uma pessoa é adequada ou não para a STM.

Desde a introdução da estimulação magnética em 1985, quase nenhum efeito colateral foi observado. O efeito colateral mais comum é uma dor de cabeça temporária, que ocorre principalmente quando os músculos são estimulados. Acima de tudo, o desencadeamento muito raro de uma crise epiléptica na EMTr deve ser evitado. Portanto, em 1998, em consenso de vários cientistas, foram elaborados regulamentos de aplicação estritos para o TMS a fim de minimizar os riscos, e. B. excluindo pessoas em risco de experimentos científicos. No entanto, protocolos mais novos com um efeito mais forte, como a estimulação theta-burst, ainda não foram levados em consideração neste consenso, o que significa que os riscos de tais estímulos têm sido até agora mais difíceis de calcular.

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Links da web