Полезно ли сочетание диффузионно -тензорной визуализации мозга (трактографии) и транскраниальной магнитной стимуляции?
Для врача
В сочетании со структурной визуализацией мозга ( диффузионное тензорное изображение или трактография) нами разработаны новые методы таргетирования для лечения с помощью повторяющейся транскраниальной магнитной стимуляции (rTMS) ряда нейропсихиатрических расстройств. Предварительная визуализауция мозга значительно усиливают позитивное влияние rТМS на нейронныве сети.
Позиционированием катушки ( коэл) можно управлять с помощью инфракрасных устройств, местоположение катушки можно регистрировать совместно с индивидуальными структурными МRI и функциональными МRI, а роботизированные держатели катушек могут удерживать положение относительно цели, адаптивно компенсируя движения субъекта в период стимуляции. Все эти технические разработки привели к нацеливанию rТМS с миллиметровым разрешением, ориентированным на функционально активные области, характерные для каждого человека.К сожалению, такое точное нацеливание имеет серьезное концептуальное ограничение: ТМS может эффективно стимулировать только поверхностную кору с максимальной глубиной примерно 3 см от поверхности головы, на которой может работать наиболее часто используемая катушка — катушка в виде восьмерки.
Первичная мишень депрессии ТМS — дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC) — расположена в поверхностной коре - относительно доступном участке коры, который можно стимулировать электрическими полями (Е-полями) со средней напряженностью 92 В/м при типичных условиях лечения (Deng et al. др., 2019). Использование контроля структурной визуализации для размещения катушки TMS и других методологий несколько улучшает результаты. Исследования по отслеживанию нейронных сетей у животных и исследования диффузионно-тензорной визуализации (DTI) у людей позволяют предположить, что DLPFC имеет ограниченную прямую связь с критическими узлами в нейроцепи депрессии, , таких как подмозолистая поясная извилина (SCC или BA25), белое вещество и вентральная капсула/вентральное полосатое тело. Хотя анатомическая связь между DLPFC и BA25 может быть слабой, есть доказательства того, что между ними может существовать функциональная связь, связанная с депрессией (Fox et al., 2012) и лечением с использованием ТМS (Hadas et al., 2019 ).
Сегодня растет понимание того, что ТМS может вызывать потенциалы действия не только в коре головного мозга непосредственно под катушкой ТМS, но и в удаленных областях кортикальной сети, связанных с местом стимуляции. Cтимуляция ТМS поверхностных мишеней коры может привести к измеримым эффектам в удаленных участках, в том числе в тех, которые расположены глубоко по отношению к поверхности мозга, например, в гиппокампе и других лимбических областях. Например, ТМS моторной коры индуцировала измеримый выброс дофамина в скорлупе, в то время как rТМS DLPFC индуцировала высвобождение дофамина в голове хвостатого тела. Исследования с использованием одновременной ТМS-fМRI показали эффекты в BA25/12, орбитофронтальной коре, хвостатом теле, миндалевидном теле и таламусе при стимуляции DLPFC . Такие результаты привели к предположению, что ТМS можно использовать для целенаправленного использования явных преимуществ транссинаптических эффектов, а измерения связности с помощью МRI можно использовать для управления межсетевым таргетингом. Отметим, что в ряде исследований использовалась МRI функциональной связности на основе задач и DTI, чтобы найти кортико-кортикальные пути для нацеливания на более отдаленные области коры с помощью TMS.
Из-за их большей пространственной точности мы используем мишени на основе диффузионной трактографии в качестве основы для локализации стимуляции TMS. Существующие методы неинвазивной стимуляции мозга являются очаговыми, но поверхностными (как в случае традиционной ТМS), или они являются глубокими, но нелокальными (как в случае с катушками ТМS, предназначенными для более глубокой стимуляции мозга или транскраниальной электрической стимуляции). Одиночные импульсы TMS к DLPFC приводили к активации подкорковых структур, включая область передней поясной коры (ACC), которая включала BA25.
Целевые местоположения на основе DTI более плотно сгруппированы, чем функциональные мишени. На групповом уровне структурно определенные мишени приводили к более пространственно однородному паттерну корковых мишеней, чем функционально обусловленные корковые мишени, которые имели большую эксцентричность. Это различие может быть связано со многими факторами, но, скорее всего, из-за того, что анатомия белого вещества в целом очень консервативна у разных людей. Развитие методов моделирования электрического поля показали, что даже небольшие изменения в расположении и ориентации катушки явно влияют на реакцию на лечение. Тем не менее, эффективность конкретного метода наведения, вероятно, выиграет от более последовательного позиционирования коры у субъектов, поскольку большая эксцентричность по отношению к стандартному месту наведения может привести к ошибкам в позиционировании у разных людей. Больший эффект стимуляции связан с меньшим расстоянием между местом стимуляции и корковой мишенью, предполагаемой функциональной связностью. Подобной зависимости не было для корковых мишеней, предполагаемых методами трактографии; это нулевое отношение может быть связано с ограниченным диапазоном, который можно объяснить подходом таргетинга на основе DTI. Комбинация информации, основанной на диффузии и функциональной связности, по-прежнему необходима для оптимального целевого размещения. Тем не менее, учитывая доказательства дозозависимой активации BA 25, связанной со стимуляцией лобного полюса на расстоянии одного синапса, мы заключаем, что ТМS поверхностной коры под контролем DTI действительно напрямую активировала выбранную глубокую мишень вне непосредственного влияния эффективного электрического поля. Кроме того, дозозависимый ответ в BA25 предполагает механизм титрования глубокой целевой модуляции в потенциальных терапевтических применениях неинвазивной стимуляции мозга. Наконец, еще одним, возможно, важным открытием, связанным с параметрическим манипулированием интенсивностью ТМS, было то, что активация стимулируемой коры лобного полюса уменьшалась с увеличением интенсивности
Добавить комментарий