Estimulación magnética transcraneana
La estimulación magnética transcraneana (EMT) o transcraneal, (Transcraneal Magnetic Stimulation o TMS, en inglés) es una forma no invasiva de estimulación de la corteza cerebral, y constituye una herramienta llena de posibilidades de estudio e investigación en el ámbito de las neurociencias, así como para el tratamiento de diversos padecimientos y trastornos neuropsiquiátricos. Permite la estimulación incruenta del tejido nervioso (corteza cerebral, médula espinal, vías motoras centrales y nervios periféricos), sin dolor, y permite interferir de forma controlada la actividad normal del cerebro humano.[1]
Historia
La estimulación magnética transcraneana fue descrita y usada por primera vez el año 1985 por Anthony Barker en el Departamento de Medicina Física de la Universidad de Sheffield para evaluar en forma no invasiva e indolora en un ser humano la integridad de las vías motoras centrales a través de la estimulación de la corteza cerebral. Posteriormente, el año 1987, lo aplicó en pacientes con esclerosis múltiple demostrando el enlentecimiento de las vías motoras, así como las ventajas de esta técnica frente a la estimulación eléctrica transcraneana.[2] [3] [4]
Fundamentos
La estimulación magnética transcraneana se basa en el principio de inducción electromagnética descrito por Michael Faraday en 1838. Se aplica una corriente eléctrica de determinada fuerza y duración proveniente de una bobina de estimulación ubicada sobre el cuero cabelludo, lo cual genera campos magnéticos que penetran hasta el cerebro con una atenuación insignificante. Estos campos magnéticos inducen una corriente eléctrica en el tejido neural, cuyo volumen depende de la forma y tamaño de la bobina de estimulación, de la fuerza (intensidad) del campo magnético y de la frecuencia y la duración de los pulsos magnéticos producidos.[1]
Estos pulsos magnéticos de intensidad específica, producen una despolarización selectiva de neuronas del neocórtex o corteza cerebral, ubicadas entre 1,5 y 2 cm por debajo del cráneo. Estos pulsos pueden ser únicos en la estimulación magnética trascraneana o bien regulares repetitivos, en la modalidad que toma el nombre de estimulación magnética transcraneana repetitiva o EMTr (por sus siglas en inglés, rTMS).
Desde la perspectiva terapéutica, existe ya una gran cantidad de estudios que demuestran que las dos vertientes de la estimulación magnética transcraneana, la EMT y la EMTr, son efectivas y además pueden ser catalogadas como seguras, siendo necesario adoptar ciertas medidas para garantizar tal seguridad.
Aplicación
La aplicación de la estimulación magnética transcraneal requiere del empleo de un transductor que el operador ubica sobre el lugar que se quiere estimular. El operador puede controlar la posición del transductor, la focalización, la intensidad y la frecuencia del estímulo. En el caso de la estimulación de la corteza cerebral, la posición debe ser perpendicular al surco central, fluyendo diagonalmente de atrás hacia adelante. La intensidad se regula cambiando la intensidad de la corriente que fluye por el transductor, lo cual modifica la magnitud del campo magnético inducido y, por lo tanto, del campo eléctrico secundario inducido. El foco depende de la forma del transductor, ya sea en forma de ocho o circular. El primero permite una estimulación más focalizada, permitiendo un mapeo más fino de la representación cortical. El segundo induce un campo eléctrico distribuido más ampliamente permitiendo la estimulación simultánea de ambos hemisferios, lo cual es muy útil en estudios de tiempos de conducción. Por último, la frecuencia del estímulo puede ser modificada para lograr diferentes efectos sobre una región determinada del cerebro.[2][5]
Uso en investigación y terapia
Se utiliza tanto en investigación como en terapia de trastornos neurológicos.[6]
- Investigación
- Funcionamiento del cerebro, función ejecutiva.
- Áreas funcionales, corteza cerebral, memoria, etc.
- Neurología, neurociencias, neurociencia cognitiva.
- Como terapia alternativa en trastornos de carácter neurológico
- Enfermedad de Parkinson
- Depresión
- Ansiedad
- Déficit de atención
- Hiperactividad
- Autismo
- Tinnitus o acúfenos en el oído
- Estrés postraumático
- Síndrome del miembro fantasma o lesiones del sistema nervioso central
- Migraña
- Disminución de la libido
- Esquizofrenia
- Epilepsia
- Trastornos del sueño
- Trastorno obsesivo-compulsivo
- Trastorno bipolares.
Asimismo, hoy se sabe que tiene efectos neuroprotectores que ayudan, al menos temporalmente, a personas afectadas por enfermedades neurológicas degenerativas como la esclerosis múltiple, la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer, y que incide muy favorablemente en la modulación de la plasticidad cerebral, que se refiere a la capacidad del cerebro para renovar o reconectar circuitos neuronales y, con ello, adquirir nuevas habilidades y destrezas y preservar la memoria.
Contraindicaciones
Las principales contraindicaciones relativas que el tratamiento tiene son: mujeres en periodo de gestación, niños menores de seis años, y personas con marcapasos, electrodos o bombas de infusión medicamentosa, o bien, con placas metálicas, alambre o tornillos, en la cabeza.
Por otra parte, algunos pacientes sometidos a esta estimulación cortical experimentan algunos efectos secundarios tras su aplicación, que pudieren considerarse como menores y pasajeros, como cefaleas (dolores de cabeza), que pueden ser mitigadas con analgésicos comunes. Igualmente, existen reportes de que personas que padecen epilepsia o toman antidepresivos epileptogénicos, pudieren llegar a presentar crisis convulsivas durante el tratamiento con la estimulación magnética transcraneana.
Referencias
- ↑ Calvo-Merinoa, B; Haggard, P (2004). . Rev Neurol 38 (4): 374-380. Archivado desde el original el 4 de julio de 2014. Consultado el 6 de noviembre de 2013.
- ↑ Kobayashi, Masahito; Pascual-Leone, Alvaro (marzo de 2003). «Transcranial magnetic stimulation in neurology». The Lancet Neurology (en inglés) (Elsevier Ltd) 2 (3): 145-156. PMID 12849236. doi:10.1016/S1474-4422(03)00321-1. Consultado el 6 de noviembre de 2013.
- Barker, AT; Jalinous, R; Freeston, IL (mayo de 1985). «Non-invasive magnetic stimulation of human motor cortex». Lancet (en inglés) 325 (8437): 1106-1107. PMID 2860322. doi:10.1016/S0140-6736(85)92413-4. Consultado el 6 de noviembre de 2013.
- Barker, AT; Freeston, IL; Jalinous, R; Jarratt, JA (1987). «Magnetic stimulation of the human brain and peripheral nervous system: an introduction and the results of an initial clinical evaluation». Neurosurgery (en inglés) 20 (1): 100-9. PMID 3808249. Consultado el 6 de noviembre de 2013.
- Brasil-Neto, JP; Cohen, LG; Panizza, M; Nilsson, J; Roth, BJ; Hallett, M (enero de 1992). «Optimal focal transcranial magnetic activation of the human motor cortex: effects of coil orientation, shape of the induced current pulse, and stimulus intensity». J Clin Neurophysiol (en inglés) 9 (1): 132-6. PMID 1552001. Consultado el 7 de noviembre de 2013.
- Ruiz de Elviar, Malen (12 de diciembre de 2016). «Un experimento revela la “materia oscura” de la memoria». Público (España). Consultado el 13 de diciembre de 2016.
Bibliografía
- Cadwell J. Principles of magnetoelectric stimulation. In Chokroverty S (Ed), Magnetic Stimulation in Clinical Neurophysiology. Boston: Butterworth; 1989: 13-32
- Cammarota A, Brasil-Neto J, et al. Differential inhibitory properties of transcranial magnetic, transcranial electric and percutaneous electric brainstem stimulation. Neurology 1993;43: 423P, A261
- Claus D, Murray NMF, et al. The influence of stimulus type on the magnetic excitation of nerve structure. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1990;75:342-349
- Cohen LG, Roth B, Nilsson J, Dang N, Panizza M, Bandinelli S, Friauf W, Hallett M. Effects of coil design on delivery of focal magnetic stimulation: technical considerations. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1990; 75:350-357
- Cohen RB , Brunoni AR , Boggio P S, Fregni F. Clinical predictors associated with duration of repetitive transcranial magnetic stimulation treatment for remission in bipolar depression: a naturalistic study. .Journal of Nervous and Mental Disease 2010 Sep;198(9):679-81.
- Counter SA. Auditory brainstem and cortical responses following extensive transcranial magnetic stimulation. J Neurol Sci 1994;124:163-70
- Cracco RQ, Amassian VE, et al. Excitatory and inhibitory effects of magnetic coil stimulation of human cortex. New Trends and Advanced Techniques in Clinical Neurophysiology (EEG Suppl) 1990;134-139.
- Cracco RQ. Evaluation of conduction in central motor pathways: techniques, pathophysiology, and clinical interpretation. Neurosurgery 1987;20:199-203.
- Frisardi G, Ravazzani P, Tognola G, Grandori F. Electric versus magnetic transcranial stimulation of the trigeminal system in healthy subjects: clinical applications in gnathology. J Oral Rehab (in press).
- Grandori F, Ravazzani P. Magnetic stimulation of the motor cortex: theoretical considerations. IEEE Trans Biomed Eng 1991;38:180-191.
- Hallett M, Cohen LG, Nilsson J, Panizza M. Differences between electrical and magnetic stimulation of human peripheral nerve and motor cortex. In Chokroverty S (Ed), Magnetic Stimulation in Clinical Neurophysiology. Boston: Butterworths, 275-288, 1989.
- Meyer BU, Britton TC, et al. Coil placement in magnetic brain stimulation related to skull and brain anatomy. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1991;81:38-46.
- Nakamura H, Kitagawa H, et al. Intracortical facilitation and inhibition after paired magnetic stimulation in humans under anaesthesia. Neurosci 1995;199:155-157.
- Nielsen JF. A new high-frequency magnetic stimulator with an oil-cooled coil. J Clin Neurophysiol 1995;12:460-467.
- Pascual-Leone A, Cohen LG, Hallett M. Demonstration of cortical plasticity in humans with non-invasive transcranial stimulation. TINS 1992;15:13-14.
- Pascual-Leone A, Valls-Solé J, et al. Responses to rapid-rate transcranial magnetic stimulation of the human motor cortex. Brain 1991;117:847-858.
- Ravazzani P, Ruohonen J, Grandori F. Magnetic stimulation of peripheral nerves: computation of the induced electric fields in a cylinder-like structure. Adv Eng Soft 1995;22:29-35.
- Ravazzani P, Ruohonen J, Grandori F, Tognola G. Magnetic stimulation of the nervous system: induced electric field in unbounded, semi-infinite, spherical, and cylindrical media. Ann Biomed Eng 1996;24:606-616.
- Ren CY. A novel electric design for electromagnetic stimulation - the slinky coil. Biomed Eng 1995;42:918-925.
- Rosen AD, Lubowsky J. Magnetic field influence on central nervous system function. Exp Neurol 1987;95:679-687.
- Roth BJ, Saypol JM, Hallett M, Cohen LG. A theoretical calculation of the electric field induced in the cortex during magnetic stimulation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 81:47-56.
- Roth BJ, Cohen LG, Hallett M. The electric field induced during magnetic stimulation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol Suppl 1991;43:268-78.
- Roth BJ, Cohen LG, Hallett M, Friauf W, Basser PJ. A theoretical calculation of the electric field induced by magnetic stimulation of the peripheral nerve. Muscle and Nerve 1991;13:734-741.
- Roth BJ, Cohen LG, Hallett M, Friauf W, Basser PJ. A theoretical calculation of the electric field induced in the cortex during magnetic stimulation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1991;81:47-56.
- Roth BJ. Mechanisms for electrical stimulation of excitable tissue (review). Biomed Eng 1994;22:253-305.
- Ruohonen J, Panizza M, Nilsson J, Ravazzani P, Grandori F, Tognola *G. Transverse-field activation mechanism in magnetic stimulation of peripheral nerves. Electroencephalog Clin Neurophysiol 1996;101:167-174.
- Ruohonen J, Ravazzani P, Grandori F. An analytical model to predict electric field and excitation zones due to magnetic stimulation of peripheral nerves inside limbs. IEEE Trans Biomed Eng 1995;42:158-161.
- Ruohonen J, Panizza M, Nilsson J, Ravazzani P, Grandori F: A new hypothesis on the activation mechanism in magnetic stimulation of peripheral nerve. Electroenceph and Clin Neurophys 1996;101:167-174.
- Ruohonen J, Ravazzani P, Nilsson J, Panizza M, Grandori F, Tognola G. A volume-conduction analysis of magnetic stimulation of peripheral nerves. IEEE Trans Biomed Eng 1996;43:669-678
- Ruohonen J, Ravazzani P, Tognola G, Grandori F. Modeling peripheral nerve stimulation using magnetic fields. J Periph Nerv Sys (in press)
- Saypol JM, Roth BJ, Cohen LG, Hallett M. A theoretical comparison of electric and magnetic stimulation of the brain. Ann Biomed Eng 1991;19:317-328
- Shafran B, Maccabee PJ, et al. Spectamine imaging of cerebral blood flow during voluntary movement and focal stimulation of motor cortex with magnetic coil. Soc Neurosci Abstr 1989, 15:314.12
- Tofts PS, Branston NM. The measurement of electric field, and the influence of surface charge, in magnetic stimulation. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1991;81:238-239
- Triggs WJ, Macdonell RA, et al. Motor inhibition and excitation are independent effects of magnetic cortical stimulation. Ann Neurol 1992;32:345-351
- Vanderkamp W, Zwinderman AH, et al. Cortical excitability and response variability of transcranial magnetic stimulation. J Clin Neurophysiol 1996;13:164-171
Véase también
Enlaces externos
- Laboratorio para el estudio de las funciones cerebrales superiores (LAFUN) -Boedo- BuenosAires - Argentina
- Instituto de Neurociencias Aplicadas a la Clínica (INAC) - Argentina
- Estimulación magnética transcraneal, Clínica Lopez Ibor - España
- - España
- Centro Europeo de Neurociencias - CEN - España
- Neurowave - EMT -México