TRANSKRANIELLE MAGNETSTIMULATION: WOFÜR ES IST UND WELCHE ARTEN ES GIBT - NEUROPSYCHOLOGIE - 2025

Die transkranielle Magnetstimulation ist eine Technik der nicht-invasiven Hirnstimulation, die in den letzten Jahren nicht nur auf dem Gebiet der Forschung, sondern auch im klinischen Bereich mit Rehabilitation und therapeutischer Erforschung einen starken Anstieg angenommen hat .

Diese Art von Hirnstimulationstechniken ermöglicht die Modulation der Gehirnaktivität, ohne dass das Schädelgewölbe durchdrungen werden muss, um direkt zum Gehirn zu gelangen.

Innerhalb der Gehirnstudientechniken können wir verschiedene Techniken finden, die am häufigsten verwendeten sind jedoch die transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) und in größerem Umfang die transkranielle Magnetstimulation (Vicario et al., 2013).

Wofür wird die transkranielle Magnetstimulation angewendet?

Aufgrund ihrer Neuromodulationskapazität können diese Techniken zur Erforschung und Modulation verschiedener Gehirnfunktionen verwendet werden: motorische Fähigkeiten, visuelle Wahrnehmung, Gedächtnis, Sprache oder Stimmung mit dem Ziel, die Leistung zu verbessern (Pascual Leone et al., 2011) ).

Bei gesunden Erwachsenen wurden sie im Allgemeinen zur Überwachung der kortikalen Erregbarkeit und als Neuromodulationstechniken zur Induktion der Plastizität des Gehirns verwendet. Die Verwendung dieser Techniken in der pädiatrischen Bevölkerung beschränkt sich jedoch auf die Behandlung einiger Krankheiten, um beschädigte Funktionen zu rehabilitieren (Pascual leone et al., 2011).

Gegenwärtig hat sich seine Verwendung auf den Bereich der Psychiatrie, Neurologie und sogar Rehabilitation ausgeweitet, da viele neurologische und psychiatrische Erkrankungen im Kindes- und Jugendalter Veränderungen der Plastizität des Gehirns aufweisen (Rubio-Morell et al., 2011).

Zu den kognitiven Funktionen, die sich zu verbessern scheinen, gehören unter anderem diejenigen, die durch Parkinson, motorische Kontrolle nach einem Schlaganfall, Aphasie, Epilepsie und Depression verursacht werden (Vicario et al., 2013).

Plastizitätskonzept des Gehirns

Die Plastizität des Gehirns ist eine intrinsische Eigenschaft des Zentralnervensystems. Es ist wichtig für die Einrichtung und Aufrechterhaltung von Gehirnkreisläufen durch die Modifikation von Strukturen und Funktionen als Reaktion auf Umweltanforderungen (Pascual Leone et al., 2011).

Das Gehirn ist ein dynamisches Organ, das Mechanismen wie Potenzierung, Schwächung, Beschneiden, Hinzufügen von synaptischen Verbindungen oder Neurogenese verwendet, um seine Architektur und Schaltkreise anzupassen und den Erwerb neuer Fähigkeiten oder die Anpassung nach Verletzungen zu ermöglichen. Es ist ein wesentlicher Mechanismus für die Fähigkeit zu lernen, sich zu erinnern, sich neu zu organisieren und sich von Hirnschäden zu erholen (Rubio-Morell et al., 2011).

Das Vorhandensein atypischer Plastizitätsmechanismen kann jedoch die Entwicklung pathologischer Symptome implizieren. Übermäßige Plastizität oder Hyperplastizität bedeuten, dass die Gehirnstrukturen instabil sind und dass funktionelle Systeme, die für eine optimale kognitive Funktion wesentlich sind, beeinträchtigt werden können.

Andererseits kann das Defizit an Plastizität oder Hypoplastizität nachteilig für die Anpassung unseres Verhaltensrepertoires an die Umwelt sein, dh wir können uns nicht an die sich ändernden Umweltanforderungen anpassen (Pascual leone et al., 2011).

Eine aktualisierte Ansicht der Ätiologie psychiatrischer Störungen bezieht diese Veränderungen eher auf Störungen in bestimmten Gehirnkreisläufen als auf fokale strukturelle Veränderungen oder Neurotransmission (Rubio-Morell et al., 2011).

Daher können Hirnstimulationsmethoden letztendlich Interventionen ermöglichen, die auf der Modulation der Plastizität beruhen, da sie langfristige Veränderungen hervorrufen und so die Situation jedes Einzelnen optimieren können (Pascual leone, et al., 2011)

Was ist transkranielle Magnetstimulation?

Die transkranielle Magnetstimulation ist ein fokales, schmerzloses und sicheres Verfahren (Artikel Rubio-Morell et al.). Aufgrund seiner Neuromodulationskapazität ist es in der Lage, durch Modifikation der kortikalen Erregbarkeitszustände vorübergehende Veränderungen auf der Ebene der Gehirnplastizität hervorzurufen (Rubio-Morell et al., 2011).

Es ist ein Verfahren, das verwendet wird, um elektrische Ströme in diskreten Bereichen durch Anlegen schneller und sich ändernder elektromagnetischer Impulse auf der Kopfhaut des Individuums mit einer angeschlossenen Kupferspule zu erzeugen.

Das elektromagnetische Feld durchdringt die Haut und den Schädel und erreicht die Großhirnrinde, um Veränderungen auf der Ebene der neuronalen Erregbarkeit zu beeinflussen.

Die bei der Anwendung der transkraniellen Magnetstimulation und der Magnetfelder verwendeten Vorrichtungen sind unterschiedlich. Im Allgemeinen verwenden Stimulatoren Stimulationsspulen unterschiedlicher Formen und Größen, die auf die Oberfläche der Kopfhaut aufgebracht werden.

Die Spulen bestehen aus Kupferdraht, der mit einer Kunststoffform isoliert ist. Die am häufigsten verwendeten Spulenformen sind die kreisförmige und die achtförmige Spule (manuelles Manolo).

Prinzipien der transkraniellen Magnetstimulation

Diese Technik basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion von M. Faraday, bei dem ein Magnetfeld, das je nach Zeit schnell schwingt, einen kleinen intrakraniellen elektrischen Strom in den Neuronen der darunter liegenden Hirnrinde induzieren kann.

Der verwendete elektrische Strom, ein Magnetfeld, das in einem bestimmten Bereich an die Kopfhaut angelegt wird, induziert einen elektrischen Strom in der Großhirnrinde, der parallel und entgegengesetzt zu dem empfangenen ist.

Wenn der stimulierende elektrische Strom auf den Motorkortex fokussiert wird und eine optimale Intensität verwendet wird, wird eine motorische Reaktion oder ein motorisch evoziertes Potential aufgezeichnet (Rubio-Morell et al., 2011).

Arten der transkraniellen Magnetstimulation

Eine Art der transkraniellen Magnetstimulation ist die repetitive (rTMS), bei der mehrere elektromagnetische Impulse schnell hintereinander angelegt werden. Abhängig von der Stimulationsfrequenz, mit der diese Impulse abgegeben werden, werden unterschiedliche Änderungen induziert.

• Hochfrequenzstimulation : Wenn die Stimulation mehr als 5 elektromagnetische Impulse pro Sekunde verwendet, erhöht sich die Erregbarkeit des stimulierten Signalwegs.
• Stimulation mit niedriger Rate : Wenn die Stimulation weniger als einen Impuls pro Sekunde verwendet, nimmt die Erregbarkeit des Stimulationspfads ab.

Wenn dieses Protokoll angewendet wird, kann es bei Probanden robuste und konsistente Reaktionen hervorrufen und in Abhängigkeit von den Stimulationsparametern zu einer Potenzierung oder Depression der Amplituden motorisch evozierter Potentiale führen.

Ein rTMS-Protokoll, bekannt als Theta Burst Stimulation (TBS), ahmt die Paradigmen nach, die verwendet werden, um in Tiermodellen eine Langzeitpotenzierung (PLP) und eine Langzeitdepression (DLP) zu induzieren.

Bei kontinuierlicher Anwendung (CTBS) ruft die Stimulation Potentiale hervor, die eine deutliche Abnahme der Amplitude zeigen. Andererseits werden bei intermittierender Anwendung (ITBS) Potentiale mit einer größeren Amplitude identifiziert (Pascual leone et al., 2011).

Transkranielle Magnetstimulation, Elektroenzephalographie (EEG) und Magnetresonanztomographie (MRT)

Die Echtzeitintegration der transkraniellen Magnetstimulation mit dem EEG kann Informationen über die lokale kortikale Reaktion und die verteilte Netzwerkdynamik bei gesunden und kranken Probanden liefern.

Die Verwendung von transkranieller Magnetstimulation und MRT als Ergebnismaß ermöglicht die Implementierung einer Vielzahl hochentwickelter Techniken zur Identifizierung und Charakterisierung der Konnektivitätsnetzwerke zwischen verschiedenen Gehirnregionen.

So haben mehrere Studien gezeigt, dass die Architektur von Hirnnetzwerken während des normalen Alterns variiert und bei Patienten mit einer Vielzahl von neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie, Depression, Epilepsie, Autismus-Spektrum-Störung oder Defizitstörung abnormal sein kann. Aufmerksamkeit und Hyperaktivität.

Hirnstimulation und Pathologie

Eine der Hauptanwendungen der transkraniellen Magnetstimulation ist ihre Anwendung zur Verbesserung der Leistung oder der Symptome, die durch verschiedene Entwicklungsstörungen, neuropsychiatrische Störungen oder erworbene Hirnschäden verursacht werden und die Funktion der Plastizität des Gehirns beeinträchtigen können.

Gefäßerkrankungen

Die Pathologie von Gefäßerkrankungen hängt mit einem hemisphärischen Ungleichgewicht zusammen, bei dem die Aktivität der geschädigten Hemisphäre durch eine Zunahme der Aktivität des kontralateralen homologen Bereichs kompensiert wird.

Verschiedene Studien mit der Anwendung des rTMS-Protokolls zeigen sein Potenzial für die Rehabilitation motorischer Symptome: Erhöhung der Griffstärke oder Verringerung der Spastik.

Epilepsie

Epilepsie ist eine Pathologie, bei der Krampfanfälle aufgrund einer Übererregbarkeit der Großhirnrinde auftreten.

Eine vielfältige Anzahl von Studien mit Patienten im Kindesalter mit fokaler Epilepsie hat eine signifikante Verringerung der Häufigkeit und Dauer epileptischer Anfälle gezeigt. Diese Schlussfolgerung ist jedoch nicht verallgemeinerbar, da nicht alle Teilnehmer systematisch reduziert werden.

ADHS

Die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung ist mit einer Unteraktivierung verschiedener Signalwege verbunden, insbesondere im dorsolateralen präfrontalen Kortex.

Die Studie von Weaver et al. Zeigt eine globale klinische Verbesserung und die Ergebnisse der Bewertungsskalen bei Personen mit ADHS nach Anwendung verschiedener transkranieller Magnetstimulationsprotokolle.

FACKEL

Im Fall einer Autismus-Spektrum-Störung wird eine Zunahme der allgemeinen Gamma-Aktivität beschrieben, die mit den unterschiedlichen Aufmerksamkeits-, Sprach- oder Arbeitsgedächtnisveränderungen zusammenhängen kann, die diese Personen aufweisen.

Die verschiedenen Untersuchungen legen die Vorteile der therapeutischen Anwendung der transkraniellen Magnetstimulation bei Kindern mit ASD nahe. Die Teilnehmer zeigen eine signifikante Verbesserung der Gamma-Aktivität, eine Verbesserung der Verhaltensparameter, Aufmerksamkeitsverbesserungen und sogar eine Erhöhung der Punktzahlen im Zusammenhang mit dem Wortschatzerwerb.

Aufgrund der geringen Anzahl von Studien und der Verwendung einer Vielzahl von Stimulationsprotokollen war es jedoch nicht möglich, ein optimales Protokoll für seine therapeutische Verwendung zu identifizieren.

Depression

Depressionen bei Kindern und Jugendlichen scheinen mit einem Ungleichgewicht bei der Aktivierung verschiedener Bereiche wie des dorsolateralen präfrontalen Kortex und der limbischen Regionen verbunden zu sein. Insbesondere gibt es eine Hypoaktivierung in den linken Regionen, während in den rechten Regionen eine Hyperaktivierung dieser Strukturen vorliegt.

Die verfügbaren Studien legen nahe, dass die Verwendung von rTMS-Protokollen auf klinischer Ebene Auswirkungen hat: Verringerung der Symptome, Verbesserung und sogar klinische Remission.

Schizophrenie

Bei Schizophrenie wurde einerseits eine Zunahme der Erregbarkeit des linken temporo-parietalen Kortex festgestellt, die mit positiven Symptomen verbunden ist, und andererseits eine Abnahme der linken präfrontalen Erregbarkeit, die mit negativen Symptomen zusammenhängt.

Die Ergebnisse zu den Auswirkungen der transkraniellen Magnetstimulation in der pädiatrischen Population zeigen Anzeichen einer Verringerung der positiven Symptome, Halluzinationen.

Einschränkungen

Insgesamt zeigen diese Studien vorläufige Belege für das Potenzial von Hirnstimulationstechniken. Es wurden jedoch verschiedene Einschränkungen festgestellt, einschließlich des seltenen Einsatzes von Stimulationstechniken, die im Allgemeinen mit schwerwiegenden Pathologien verbunden sind oder bei denen die medikamentöse Behandlung keine signifikante Wirkung hat.

Andererseits erschweren die Heterogenität der Ergebnisse und die unterschiedlichen Methoden die Identifizierung der optimalen Stimulationsprotokolle.

Zukünftige Forschung sollte das Wissen über die physiologischen und klinischen Auswirkungen der transkraniellen Magnetstimulation vertiefen.

Literaturverzeichnis

1. A. Pascual-Leone, C. Freitas, L. Oberman, J. Horvath, M. Halko, M. Eldaief, A. Rotenberg (2011). Charakterisierung der kortikalen Plastizität und Netzwerkdynamik des Gehirns über die gesamte Altersspanne in Bezug auf Gesundheit und Krankheit mit TMS-EEG und TMS-fMRI. Gehirn Topogr. (24), 302 & ndash; 315.
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3. J. Tornos Muñoz, C. Ramos Estébañez, A. Valero-Cabré, J. Camprodón Giménez & A. Pascual-Leone Pascual (2008). Transkranielle Magnetstimulation. In F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago und R. Cabestro Alonso, Neuroimagen. Kognitive Techniken und Prozesse (S. 213-235). Elsevier.
4. Vicario, C. & Nitsche, M. (2013). Nicht-invasive Hirnstimulation zur Behandlung von Hirnkrankheiten im Kindes- und Jugendalter: Stand der Technik, aktuelle Grenzen und zukünftige Herausforderungen. Frontiers in Systems Neurscience, 7 (94).
5. Bildquelle.