В этой заметке приведен фрагмент моей книги "Физотерапия для психиатров", посвященный транскраниальной магнитной стимуляции. Транскраниальная магнитная стимуляция (TMS) является новым методом не инвазивной стимуляции мозга. Во время проведения TMS возникает кратковременное, но сильное электрическое поле, проходящее через коил, который располагают напротив определенных областей скальпа. Генерация мощного локального магнитного поля , проходящего через кости черепа индуцирует слабые и иногда менее фокальные электрические токи. Точно локализованное при проведении TMS магнитное поле в стандартных условиях проведения процедуры имеет величину порядка 1 -1,5 тесла.
В нашей клинике накапливаются данные об эффективности TMS при стойких органических галлюцинациях, затяжных и резистентных депрессиях и навязчивых состояний (аппарат для TMS был приобретен нашей клиникой в декабре 2013 года). Первые результаты показали большую эффективность этой терапии. В то же время, многие пациенты, почувствовав сравнительно быстро улучшение своего состояния, прекращают курс транскраниальной магнитной стимуляции через 7-10 сеансов (обычный курс включает в себя 12-20 сеансов транскраниальной магнитной стимуляции), что приводит к рецидиву - возвращению симптомов психического расстройства. Рецидив, напротив, не отмечается в том случае, если больной прошел полный курс такой терапии.
История транскраниальной магнитной стимуляциии
Мысль об использовании транскраниальной магнитной стимуляции (TMS) и подобных методов воздействия для лечения функциональных нарушений нервной системы появилась в конце XIX столетия.
В 1896 J-A. d'Arsonval (1851-1940) сообщил об использовании прибора магнитной катушки для индуцирования "фосфенов" (стимулирующие вспышки света на область визуального кортекса в темноте).
В 1902 г. A. Pollacsek (1850-1921) и B. Beer (1859-1922) зарегистрировали патент на «электромагнетический прибор», предназначенный для лечения депрессии и неврозов. Интересно отметить, что эти два психиатра работали всего в нескольких милях от Вены, где в то время практиковал S. Freud.
В 1910 г. Thompson опубиковал несколько статей об использовании TMS с целью получения "фосфенов".
Несмотря на то, что электромагнетический эффект был впервые продемонстрирован на мышцах лягушек в 1959 г. (Kolin et.al., 1959) прибор, с помощью которого это воздействие оказывалось соверешенно не напоминал современное оборудование, необходимое для проведение TMS, до тех пор, пока в 1985 г. A. Barker с коллегами не нашли варианты стимуляции моторного кортекса.
В 1995 г. M. George с коллегами продемонстрировали клинический эффект при терапии депрессии. Первоначально это было открытое исследование, но затем результаты были подтверждены и в двойном слепом исследовании. Авторами было показано, что ежедневное повторяющееся воздействие TMS на левый дорсолатеральный префронтальный кортекс (DLPFS) значительно улучшает настроение у пациентов, страдающих депрессией. Один из пациентов George показал после проведения TMS достижение полной ремиссии от депрессии на протяжении трех лет. В дальнейшем Hadley et.al., 2011) показали эффективность TMS при терапии резистентной депрессии.
Современный коил (coil - катушка) по форме в общем подобен той, которую использовал Barker с коллегами в 1980 г. Сегодня под TMS понимают фокальную неинвазивную форму стимуляции мозга , которая деполяризует или гиперполяризует поверхностные нейроны коры мозга. TMS проводится с помощью воздействия на скальп электромагнетического коила, с электрическим током создающим поток мощностью , приблизительно 1,5 Тесла. и кратковременное ( микросекунды) магнитные поля , воздействующие на мозг беспрепятственно проходя через кожные покровы головы, ее мышцы и кости.
Пульсирующие магнитные поля индуцируют электрический ток в мембранах нейронов. Таким образом, электрическая энергия в TMS трансформируется в магнетическую энергию , которая проходит через скальп. Эта магнитическая энергия затем конвертируется обратно в электрическую энергию в структурах мозга ( Bohning ., 2000).
Факторы, влияющие на эффективность транскраниальной магнитной стимуляции
Эффекты транскраниальной магнитной стимуляции не только специфичны по отношению к цели (очагу) воздействия, но также большую роль играют параметры последнего. Итак, важно определить анатомический «очаг», на который необходимо воздействовать при помощи магнитного поля, выбрать специфическую частоту и дозу (интенсивность стимуляции и ее продолжительность) воздействия. Например, стимуляция префронтальной области коры мозга может улучшить процессы, связанные с рабочей памятью или "пространственным вниманием", но влияние на настроение, ангедонию, нейровегетативные симптомы депрессии здесь будут минимально. Аналогично, торможение патологически гипоактивного региона вполне может ухудшить состояние пациента. Восстановление миелинизированной оболочки и дефицита волокон в основных пучках, связывающих различные структуры мозга возможно с помощью высокочастотной транскраниальной магнитной стимуляции (20 Гц), что говорит о значимости первоначального проведения структурной и функциональной нейровизуализации мозга и исследования его биоэлектрической активности.
Подготовка пациента к транскраниальной магнитной стимуляции
Перед проведением TMS больному необходимо ответить на ряд вопросов врача, касающихся анамнеза пациента: проводилась ли ранее TMS, имели ли место побочные эффекты при проведении сеансов, отмечались ли у когда - либо инсульты или судорожные синдромы ( включая семейный анамнез) , были ли черепно - мозговые травмы и нейрохирургические операции, имеется ли какие-либо металлические предметы в голове (включая полость рта) или в сердце ( водитель сердечного ритма; беспокоят ли частые и интенсивные головные боли, принимает ли пациент какие-либо медикаменты?
Карта транскраниальной магнитной стимуляции
Карта транскраниальной магнитной стимуляции включает в себя: информацию о TMS как медицинской процедуре (информированное согласие); цель и задачи, продолжительность одного сеанса и длительность курса терапии, а также сведения о состоянии пациента до, вовремя и после проведения каждого сеанса TMS и технические характеристики проведенной терапевтической сессии.
На первом сеансе врач подбирает приблизительную "терапевтическую дозу" стимуляции. Магнитный коил устанавливается на одной из сторон головы и пациент слышит щелчки и чувствует покалывание в области скальпа. Количество необходимого энергетического воздействия определяется по сокращению мышц руки ( "моторный порог"). Процедура определения данного порога занимает около 30 минут. Обычно курс терапии занимает 4-6 недель , а процедуры проводятся 5 раз в неделю ( 20-30 сеансов на курс терапии).
Информированное согласие подразумевает ознакомление пациента с TMS как медицинской процедурой , использующий "терапевтический коил" или прибора , обеспечивающие магнитные поля. Последние также используются при проведении нейровизуализации ( МРТ ). TMS считается эффективным методом терапии депрессии , собенно если медикаментозная терапия антидепрессантами в достаточных терапевтичсеких дозах и на протяжении достаточно продолжительного времени оказалась неэффективной.
Перед началом проведения TMS необходимо заключить терапевтический контракт с пациентом, в котором обосновывается продолжительность курса терапии для достижения определенного терапевтического эффекта.
Пациент должен быть проинформирован о противопоказаниях к TMS: металлические клипсы на аневризмах, металлические импланты, ферромагнитные импланты в области ушей и глаз и др.
Локус нейронов, активирующихся в процессе rTMS зависит от распространения индуцированного электрического поля, геометрии и размещении стимулирующего койла (coil). Разные варианты конфигурации койла обеспечивают характеристики их электрического поля.
Типы транскраниальной магнитной стимуляции
Различные типы TMS были разработаны в зависимости от частоты и типа направленного магнитного импульса. Одиночный импульс TMS разряжает единственный магнитный импульс в определенное время, тогда как повторяющиеся импульсы TMS (rTMS) воздействуют повторяющимися одиночными магнитными импульсами одной и той же интенсивности, направленными на конкретный регион мозга. При двойных импульсах TMS (ppTMS), подпороговый стимул соединен с супрапороговом стимулом с интервалом между стимулами - 1-4 мс. Когда интервал между стимулами составляет 1-4 мс, происходит интракортикальная ингибиция (ICI), продуцируемая GABA и дофамин (DA) интернейронами. Когда интервал между стимулами составляет 5-30 мс наблюдается интракортикальная фасциляция (ICF), происходящая за счет возбуждения NMDA интернейронов. Повторные двойные импульсы TMS (rppTMS) соединеняются импульсы с очень низкой частотой (2 Гц). Когда интервал между двойным импульсом составляет 3 мс, это уменьшает возбудимость коры, в то время , как интервал составляющий 1.5 мс увеличивает возбудимость коры. Стимуляция тета вспышками (разрядами) (Theta Burst Stimulation - TBS) - новая парадигма, состоящая из кратковременных вспышек при частоте стимуляции на уровне 50-100 Гц, которые повторяются на уровне 5 Гц (“частота тета”). Этот метод основан на "пакетных протоколах" тета ритма, используемых в экспериментальной нейрофизиологии для индуцирования LTP (соответствие происходящим в гиппокампе изменений во время исследовательского поведения).
Частота стимуляции rTMS может колебаться от ≤1 до 20 или больше в секунду. В низкой частоте rTMS (или медленный rTMS), стимуляция < 1 Гц применяется на более длительные отрезки времени (10–15 минут), приводя к LTD нейронов коры, тогда как высокочастотный rTMS (или быстрый rTMS); стимуляция частотой > 1 Гц требует более короткой экспозиции для манифестации нейронального LTP.
Контроль эффективности и безопасности транскраниальной магнитной стимуляции
Особый интерес в литературе представляют сообщения о "навигации", предшествующей сопровождающей наложение коэла.
Для этой цели чаще всего используется электроэнцефалография со спектральным когерентным анализом, функциональная магнитная - резонансная томография. Во всех случаях "навигация" требует особого технического сопровождения, предназначенного для уменьшения артефактов и точной оценки динамики данной процедуры. По мнению большинства ученых, более эффективна и безопасна. Транскраниальная магнитная стимуляция низкими частотами ( до 3 Гц). В то же время, на конференции почти не прозвучала информация о безопасности и эффективности данного метода лечения.
Наш опыт использования транс краниальной магнитной стимуляции показал, что имеет смысл еженедельная оценка эффективности терапии с помощью специальных шкал психопатологической оценки выраженности симптомов психического расстройства.
По данным литературы (Garland et.al., 2003) для полной оценки эффективности транс краниальной магнитной стимуляции требуется оценка с помощью особых психометрических инструментов.
Сегодня TMS может быть использована как с диагностической, так и с терапевтической целью, в первом случае она позволяет провести временную оценку различных процессов, протекающих в коре мозга, а также прояснить характер кортико - кортикальных связей (фасиллятация, пластичность и формы взаимодействия корковых процессов).
В парадигме процессов торможения ( ингибиции) обычно измеряют период молчания кортекса ( cortical silent period - CSP ) , продолжительность интервала коркового торможения ( long - interval cortical ingibition - LICI) . короткий интервал коркового торможения ( short - interval cortical ingibition - SICI ) и время транскаллозального ( через мозолистое тело) интервала торможения ( transcallosal ingibition - TCI).
CSP - представляет простую - пульсовую парадигму, которая измеряется стимуляцией контрлатерального моторного кортекса с вызовом тонической мышечной активности ( 20% от максимального сокращения ) , при интенсивности стимуляции (110-160% ) "моторного порога" ( resting motor threshold - RMT), фиксирующегося в прерывании свободного сокращения мышц. Продолжительность CSP измеряется с помощью оценки амплитуды моторного вызванного потенциала ( MEP) , необходимого для восстановления свободной EMG (мышечной ) активности , заканчивающейся с отклонением формы волны на электромиограмме ( EMG). LICI отражает соединение ( pairing) преодолевающего порог обусловливающего стимула ( CS)., следующего за превышающим уровень порога стимулом ( TS). продолжительный меж стимульный интервал ( обычно 50 - 100 мсек).
Побочные эффекты транскраниальной магнитной стимуляции
|
Экспериментальные исследования на животных показали возможность токсического эффекта TMS на ткани мозга, в частности, на 2-4 поля коры мозга крыс.
Из других побочных эффектов TMS следует отметить: головную боль, акустическую травму, особенно у детей до 2-х лет, когнитивные нарушения, расстройства вегетативной нервной системы (повышение артериального давления, учащение частоты сердечных сокращений, однако, отмечено, что у пациентов, находящихся в состоянии депрессии изменения со стороны вегетативной нервной системы могут и не проявиться при проведении данной процедуры).
ТМS все используется в качестве инструмента исследования функционального состояния (картирования) мозга в нейронауках. Несмотря на то, что побочные эффекты легко переносимы, все же они могут влиять на выполнение задач в бихевиоральных исследованиях ТМS. Так, как побочные эффекты TMS могут влиять на решение задачи, то следует подчеркнуть важность контроля эффектов смещения результатов в исследованиях ТМS. Побочные эффекты повторной транскраниальной магнитной стимуляции в значительной степени не изучены, и пределы безопасного воздействия не определены, кроме редких случаев появления судорожного синдрома. Повреждение тканей мозга при rTMS маловероятно, однако, зафиксированы когнитивные побочные эффектыю
Обычно rTMS является безболезненной процедурой и хорошо переносится пациентами, а также не требует никакого предварительного назначения медикаментов в отличии от электросудорожной терапии или специального биологического мониторинга состояния организма пациента.
Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на эндокринную систему
К биологическим побочным эффектам следует также отнести влияние rTMS на эндокринные органы, в частности, гипоталамо - гипофизарно - адреналовую ось. В последнее время за рубежом появился ряд исследований, свидетельствующих о том, что rТМS c частотой 1 Гц дорсолатерального префронтального кортекса (DLPFC) способна индуцировать изменения в гипоталамо - гипофизарно - надпочечниковой оси (пролактин, кортизол), а также гормонов щитовидной железы при депрессии. Причина данного эффекта ТМS остается неизвестной.
По некоторым данным изменение в плазме крови уровня гормона роста может быть предиктором эффективности терапии депрессии с помощью TMS.
Гормональные предикторы эффективности транскраниальной магнитной стимуляции Снижение уровня кортизола и пролактина Повышение уровня сомототропного гормона тиреотропного гормона и лептина |
TMS снижает уровень пролактина и увеличивает уровень ТТГ в крови. Не вызывает сомнения, что rTMS влияет на гипоталамо - гипофизарно - тиреоидную ось, поскольку тиреоид - стимулирующий гормон (ТТГ) обычно повышается в процессе LF-rTMS стимуляции. Стимуляция всех трех отделов префронтальной области (дорсолатеральной, дорсомедиальной и орбито - фронтальной областей), но не затылочной доли или мозжечка, приводит к увеличению выброса ТТГ.
Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на иммунную систему
Отмечено влияние rTMS на иммунную систему (иммунный ответ), в частности, пролиферацию лимфоцитов и макрофагов при стимуляции левой (доминантной) гемисферы и подавление активности иммунной системы - при стимуляции правой гемисферы.
TMS увеличивает секрецию иммуноглобуллина А, в слюне в ответ на кортикальную стимуляцию левой, но не правой гемисферы.
TMS модулирует пластичность коры мозга , при которой короткий электрический ток (100 мкс) подается через спиральный провод, что приводит к изменяющемуся во времени магнитному полю, проходящему через скальп (1,5-2 Тесла). Это индуцирует электрическое поле, а затем меняет активность нейронов. Дозировка обычно определяется интенсивностью стимуляции и часто откалибрована до порогового значения потенциала (MEP), специфичного для человека . Наиболее распространенным побочным эффектом TMS является кратковременная боль (встречается приблизительно в 40% случаев), как правило, зависящая от чувтсвительности пациента, интенсивности или частоты стимуляции . TMS не может использоваться у тех людей, которые имеют в организме какие- либо металлы, менее , чем у 1% больных фиксируются судороги.
Протоколы стимуляции включают «одноимпульсную» стимуляцию, «спаренный импульс» TMS и повторяющуюся TMS (rTMS); в последнем случае используются низкочастотные (≤1 Гц), высокочастотные серии или различные вспышки стимуляции например, стимуляция тета-вспышки (TBS).
Нейроны коры мозга, расположенные на глубине 1,5-3 см ниже скальпа могут активироваться в зависимости от интенсивности стимуляции. Увеличение интенсивности и частоты стимуляции увеличивает возбудимость коры; однако серии стимуляций модулируют возбудимость коры, а последующие эффекты зависят от параметров стимуляции. Как правило, более высокие частоты (например, 20 Гц) увеличивают, а более низкие частоты (приблизительно 1 Гц) подавляют возбудимость коры, хотя низкочастотная стимуляция не всегда может вызывать ингибирующие эффекты. Непрерывная TBS приводит к торможению, в то время как прерывистая TBS ведет к расстармаживанию, по крайней мере, в случае моторной коры. Протокол стимуляции зависит от прогнозируемой продолжительности последествия.
Одноимпульсные и короткие по времени протоколы rTMS приводят к последействию в несколько секунд; длинные или множественные серии rTMS приводят к последействию от нескольких минут до 1 часа. Протоколы TBS могут приводить к последействиям до 8 часов. Более длительные продолжительности эффекта могут возникать при ТМS, когда они повторяются ежедневно, поскольку эффекты постстимуляции могут наблюдаются даже спустя месяц.
rTMS приводит к улучшению ассоциативной памяти, а rTMS в течение 3-недельного периода значительно уменьшает выраженность депрессивных симптомов у пожилых людей. Высокочастотная ТМS, применяемая к левой дорсолатеральной префронтальной коре (DLPFC) при лечения депрессии по своим эффектам, сравнима с фармакологическим лечением. Важно отметить, что терапевтический эффект ТМS может быть аддитивным, поскольку предполагается, что повторные сеансы в течение 6-недельного периода приводят к кумулятивным улучшениям настроения. Кроме того, TMS может также модулировать и улучшать процессы обучения, зрение, память и внимание у здоровых людей.
Повторяющаяся транскраниальная магнитная стимуляция (rTMS) известна как безопасное, неинвазивное лечение основного ( большого ) депрессивного расстройства (MDD), но представляет интерес сравнение стоимость rTMS со стоимостью фармакотерапии? Австралийские исследователи сравнили экономическую эффективность rTMS с фармакотерапией у пациентов резистентных к лечению форм депрессии ( MDD) 1 Они обнаружили, что, хотя как фармакотерапия, так и rTMS являются клинически эффективными методами лечения депрессии , rTMS является более рентабельным.
Здесь следует учитывать , что до 40% пациентов с тяжелой депрессией ( MDD ) либо вообще не реагируют на антидепрессанты , либо не переносят фармакотерапию, и что до 85% пациентов, которые все же "отвечают" на терапию антидепрессантами , имеют хотя бы один рецидив в течение следующих )после лечения депрессии )15 лет.
Стоит отметить, что качественное лечение депрессии стоит достаточно дорого. В США в нескольких исследованиях сравнивалась стоимость rTMS с электросудорожной терапией и фармакотерапией при лечении большого депрессивного расстройства ( MDD). Исследование, проведенное в 2009 году показало, что rTMS обеспечивает дополнительный коэффициент рентабельности в размере почти 35 000 долл. США за год жизни, скорректированный на качество (QALY). (порог готовности к оплате был установлен в размере 50 000 долларов США за QALY.). По некоторым данным лечения транскраниальной магнитной стимуляцией слуховых галлюцинаций обходится пациенту в США - 75 000 долларов.
Напомним читателю, что повторяющаяся магнитная стимуляция ( rTMS), которfz индуцирует электрический ток в локализованной ( определенной) области коры головного мозга, требует от пациента 3 - 5 раз в неделю в течение 4-6 недель лечения. Лечение длится около 40 минут. Нет необходимости в анестезии или мышечных релаксантах. Пациенты могут возобновить нормальную деятельность сразу же после сеанса, хотя общие неблагоприятные побочные эффекты включают легкую или умеренную головную боль после сеанса лечения, легкую боль или дискомфорт на месте воздействия магнитным полем.
Влияние транскраниальной магнитной стимуляции на сердечно – сосудистую систему
Новые стратегии лечения депрессии, тревоги используют методы неинвазивной стимуляции головного мозга (NIBS), такие как rTMS и транскраниальная стимуляция постоянным током (tDCS).
Методы NIBS могут быть эффективными стратегиями снижения активности HPA (гипоталамо - гипофизарно - надпочечниковй оси) и оптимального регулирования потребления пищи, алкоголя и сигарет. Однако, rTMS несколько повышает уровень артериального давления, а tDCS несколько снижает уровень глюкозы в крови. Большинство исследований продемонстрировало появление "острых эффектов" после одного сеанса rTMS / tDCS; поэтому необходимы дальнейшие исследования для изучения того, модифицирует ли NIBS факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний в долгосрочной перспективе.
Как отмечалось выше, TMS деполяризует нейроны через мощное, относительно фокальное электромагнитное поле, которое создается под катушкой, расположенной над скальпом. При повторном применении, rTMS оказывает терапевтическое действие. Мета-анализы показали, что высокочастотная (HF) rTMS (т. е. возбуждающая) над левой дорсолатеральной префронтальной корой (DLPFC) и низкочастотная (LF) rTMS (т. е. ингибирующая) над правой DLPFC являются эффективными методами лечения большого депрессивного расстройства. В отличие от TMS, при tDCS применяют слабые прямые электрические токи, воздействующие на мозг через относительно большие электроды, расположенные на коже головы. Для лечения большого депрессивного расстройства (MDD) анод размещается над областью, соответствующей левому DLPFC. Уровни кортизола снижаются после анодного tDCS в сочетании с негативным просмотром изображений, что считается методом экспериментального индуцирования стресса.
rTMS не только улучшает состояние больных с депрессией, но и восстанавливает симпато - вагусный баланс. rTMS приводит к «снижению уровней пробуждения» (т. е. уменьшению симпатической / повышенной парасимпатической активности). Yozbatiran et al. ( 2009 ) обнаружил небольшое, но значительное увеличение систолического артериального давления после стимуляции HF rTMS в области ipsilesional первичной моторной коры у пациентов с инсультом. Другие исследования с rTMS (Van den Eynde et al., 2010 ) и tDCS (Vandermeeren et al., 2010 ) не показали здесь изменений артериального давления. Fregni et al. ( 2008 ) обнаружили, что желание потребления продуктов питания и визуального внимания к пищевым изображениям уменьшилось после tDCS. Отмчено, что rTMS снижает потребление сигарет. Herremans et al. ( 2012 ) не показали никаких эффектов rTMS на алкогольную тягу к алкогольным напиткам у зависимых пациентов и другие авторы сообщили о положительных результатах терапии rTMS в отношении снижения тяги ( влечения) к алкоголю. Что касается tDCS, Boggio et al. ( 2008 ) обнаружили, что активные tDCS уменьшают тягу к алкоголю у пациентов с алкогольной зависимостью. Кроме того, Nakamura-Palacios et al. ( 2012 ) обнаружили, что активный и фиктивный tDCS повышают познавательные способности и префронтальную активность у алкоголиков.
Эффекты NIBS на ось HPA и сердечно-сосудистые механизмы, скорее всего, происходят с помощью модуляции "сверху вниз", т. е. изменения активности коры мозга впоследствии изменяют активность центров, связанных с гормональной и сердечно-сосудистой регуляцией, которые расположены в подкорковых областях. Следует отметить, что влияние NIBS на эти системы происходило в основном в контексте реакции стресса - например, визуализация негативного изображения или в процессе лечения депрессии, расстройств тревожного спектра и булимии. Подобные эффекты имели место прежде всего при нейромодуляции DLPFC, области, связанной с патофизиологией стрессовых и аффективных расстройств. Это говорит о том, что эффекты NIBS могут не влиять на эти системы в течение их устойчивого состояния; а скорее, когда они активируются - например, во время реакции стресса. В этом контексте использование компьютерных имитационных моделей и / или нейровизуальных исследований для определения областей мозга, которые активируются во время стимуляции головного мозга, может помочь идентифицировать те области коры головного мозга, которые прицельно или косвенно способны модулировать подкорковые и стволовые структуры , связанные с контролем над сердечно-сосудистой системой. Другим вариантом является исследование использования новых методов NIBS, таких как «глубокая rTMS» (Levkovitz et al., 2007 ) и «high-definition» tDCS (Minhas et al.,2010 ), которые теоретически могут нацеливаться на более глубокие области мозга и / или стимулировать более сильными стимулами для непосредственной модуляции этих областей.
Навигация
Дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC) и первичная моторная кора (M1) являются одними из самых обычных ( частых ) целей транскраниальной магнитной стимуляци (TMS) , особенно в ее «терапевтическом» применении. Представляет интерес алгоритм определения анатомического расположения DLPFC и M1 с использованием трехмерной (3D) реконструкции мозга, предоставляемой специальной навигационной системой, основанной на TMS, на основе данных индивидуального магнитного резонанса (МРТ , MRI ). Выполнение навигационной TMS требует совершенного знания о корковой анатомии, которая очень различна между субъектами. Области, стимуляция которых вызывает почти постоянно двигательные вызванные потенциалы, в основном соответствуют первичной моторной коре, с ростральным расширением до премоторной коры и каудальным расширением к задней теменной коре.
Навигационные системы для транскраниальной магнитной стимуляции
Одним из вариантов навигационной системы для транскраниальной магнитной стимуляции является "Localite TMS Navigator". Данная неинвазивная технология основана на сильных магнитных полях, которые могут стимулировать и подавлять определенные структуры мозга. Конкретные области мозга, которые, как предполагается, участвуют в определенных патиологических процессах, подвергаются воздействию ТМS, поэтому точная целевая стимуляция имеет решающее значение для эффективности стимуляции. Несмотря на то, что стимуляция связанных с моторными областями мозга может обеспечить немедленную обратную связь с нейробиологом, при стимуляции областей, участвующих в когнитивных функциях более высокого порядка, невозможно оценить эффект воздействия.
В ряде случаев мощные высокочастотные TMS, а также высокоточные одноимпульсные и повторяющиеся импульсные воздействия могут объединяться в одном устройстве, например, " PowerMAG ANT 100". "vi sor2 ™ QT" работает с точностью 3D-нейронавигации в реальном времени, пошаговые рабочие процессы и аппаратный дизайн делает удобным работу на данном аппарате. В ряде исследований была подтверждена эффективность низкочастотной повторяющейся ТМS (rTMS) правого дорсолатерального региона коры головного мозга (RDLPFC). TMS возможно проводить на фоне фармакологического лечения в стандартных дозах пациентка, при стимуляции в течение 3 недель при 1 Гц, 110% от моторного порога, 300 стимулов в день, что значительно улучшает показатели по шкале оценки депрессии Гамильтона (HDRS (21)), по шкале Асберга (MADRS) и оценки клинического глобального впечатления, (CGI-I).
По завершении 3-недельного rTMS, пациент проходит периодические сеансы rTMS при тех же параметрах, что и при острой фазе в течение дополнительных 6 месяцев. В то же время, необходимы более масштабные и контролируемые исследования, позволяющие оценить курсовую и поддерживающую терапию rTMS при биполярной депрессии.
Непрерывная стимуляция тета – вспышками
Непрерывная стимуляция тета-вспышками (cTBS) представляет собой повторяющуюся транскраниальную парадигму магнитной стимуляции, причем в литературе сообщается, что в случае подобной стимуляции отмечается снижение возбудимости стимулированной области коры, которая, как считается, отражает форму тормозной синаптической пластичности. Согласно протоколам rTMS непрерывная стимуляция тета-вспышками (cTBS) представляет собой быстро структурированную стимуляцию, способную индуцировать долгосрочные тормозные механизмы в коре.
Многие авторы обращают внимание на вариабельность ответа на cTBS; среди факторов ответа есть генетические факторы, связанные с рецепторами и факторами роста, "закодированными в нервной системе", специфический интернейронный рекрутинг с помощью импульса ТМS и базовый размер зонда MEP. Поскольку считается, что размер MEP отражает возбудимость M1, можно полагать наличие параллельности между амплитудой MEP и кортикальной активностью, и, действительно, амплитуда MEP, как известно, зависит от электрической активности мозга, измеренной с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ). В частности, было показано, что амплитуда MEP связана с мощностью альфа-полосы, мощностью и фазой бета-диапазона, предшествующей импульсу транскраниальной магнитной стимуляции.
Комбинированная терапия
Представляет интерес комбинированное лечение депрессии с помощью, повторяющейся транскраниальной магнитной стимуляции (rTMS) и терапии антидепрессантами. Через две недели монотерапии rTMS почти 40% пациентов отвечают на rTMS, по меньшей мере на 50% ослабляя выраженность проявлений симптомов депрессии, исходя из оценки шкалы Hamilton для депрессии (HRSD). Прерывание лечения после rTMS приводит к значительному увеличению показателя депрессии (HRSD) у пациентов, лечившихся rTMS. Общая частота ответа после лечения rTMS и лечения миртазапином (отдельно или в комбинации) составляет почти 80%.
Транскраниальная магнитная стимуляция нейропсихиатрических расстройств
Транскраниальная магнитная стимуляция деменции
Применение rTMS сравнительно мало исследовано в геронтологической психиатрии. Высокочастотная стимуляция левой и правой дорсолатеральной префронтальной коры (DLPFC) повышает уровень точности и обозначения действий при болезни Альцгеймера. Отметим, что rTMS также полезно при так называемой "поздней депрессии" (пожилой и старческий возраст), а также депрессии после инсульта и депрессии при болезни Паркинсона
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) в современной наркологии стала использоваться для лечения табачной, алкогольной и наркотической зависимости. Для терапии зависимости ТМС применяется стимуляция высокими частотами дорсолатеральной префронтальной области коры мозга (DLPFC).
Обычно повторные сеансы высокочастотной ТМС предполагают воздействие переменных магнитных полей одной частоты с целью индукции электрических токов в тканях коры головного мозга. Низкая частота (≤ 1 Гц) ТМS вызывает процесс торможения нейронов в локализованной области и используется в диагностических целях, чтобы вызвать «виртуальное раздражение» для изучения роли той или иной области мозга в процессе решения различных задач. Высокочастотная транскраниальная магнитная стимуляция (> 1 Гц) ТМС способна возбуждать нейроны и вести к их деполяризации под катушкой, продуцирующей стимулы. Кроме того, эффект ТМS не ограничивается точкой приложения к локальной зоне коры, а изменения могут произойти и в отдаленных, но взаимосвязанных областях мозга. Иными словами, воздействие ТМS на кору мозга может служить стимулом, посредством которого оказывается влияние на подкорковые области, регулирующие эмоции и поведение.
ТМS вызывает значительные изменения в нейронных цепях, о чем свидетельствуют изменения в поведении и ослабление активности «оси стресса»: гипоталамической — гипофизарной — надпочечниковой системы. Кроме того, в экспериментах было продемонстрировано, что ТСМ увеличивает содержание дофамина в дорсальном гиппокампе и прилегающих к нему ядрах. Повторная ТМС у животных также показала изменение белков, что отражает синтез γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) двумя изоформами GAD. Trippe et al. показали, что 1 Гц ТМС снижает выработку GAD67 и повышает продукцию GAD65 и ГАМК транспортера (GAT-1). Таким образом, ТМS вызывает изменения тормозного процесса в коре головного мозга.
Увеличение TMS частоты до 20 Гц, воздействующей на моторную кору, повышает показатели содержания ГАМК б рецептор-опосредованной тормозящей нейронной трансмиссии, однако, 25 Гц стимуляция вызывает снижение ГАМК б рецептор-опосредованной нейронной трансмиссии процесса торможения. Также было показано, что повторная TMС вызывает изменения в показателях ГАМКA — рецептор — опосредованной тормозящей нейротрансмисси, применяемая при 5 Гц (Такано et al., 2004 г.) и 10 Гц к моторной коре (Jung et al., 2008). Кроме того, в сочетании ТМS/PEТ исследования на здоровых добровольцах показали, что 10 Гц TMС дорсолатеральной префронтальной коры приводит к повышению уровня внеклеточного дофамина (Cho, Strafella, 2009 г.; Strafella et al., 2001), в то время как 1 Гц TMS приводит к увеличению регионарного кровотока в зоне стимуляции (DLPFC) и в переднебоковой префронтальной коре (Eisenegger et al., 2008). Исследования на животных и людях показывают, что TMS меняет потенциал корковой возбудимости посредством модуляции различных нейромедиаторов, в том числе дофамина и ГАМК и эти изменения могут оказывать лечебные воздействия на зависимость.
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении шизофрении
Большинство терапевтических подходов к лечению шизофренией ориентировалось на префронтальную кору, если речь шла о негативной симптоматике и на височную – теменную кору - при доминировании в клинической картине слуховых галлюцинаций.
Первые исследования, посвященные использованию транскраниальной магнитной стимуляции при шизофрении касались низко - частотной и высоко - частотной стимуляции дорсолатеральной префронтальной коры, отвечающей за наиболее глобальные симптомы шизофрении.
Результаты первых исследований транс краниальной магнитной стимуляции при шизофрении были в общем пессимистичны, если речь не шла о второстепенных симптомах этого психического расстройства (Geller et.al., 1997; Feinsod et.al., 1998; Klein et.al., 1999).
Большинство исследователей использовало высокочастотную стимуляцию дорсолатеральной префронтальной коры с целью устранения позитивных симптомов шизофрении, при этом был отмечен положительный эффект терапии в отношении данной группы симптомов (Holi et.al., 2004; Sachdev et.al., 2005; Hajak et.al., 2004) и более слабые результаты при проведении обработки полученных данных с помощью мета - анализа (Freitas et.al., 2009).
Учитывая тот факт, что префронтальная область отвечает за негативную симптоматику, а при шизофрении имеет место сниженная активность данного региона мозга ожидалось, что ее стимуляция приведет к ослаблению выраженности негативных симптомов за счет усиления активности коры префронтальной области (Cohen et.al., 1999).
В литературе можно встретить много статей, касающихся стимуляции префронтальной области при шизофрении, воздействия различаются по частоте , месту воздействия, продолжительности одной экспозиции и длительности всего курса лечения, причем сведения об эффективности данного метода лечения носят достаточно противоречивый характер. Большинство положительных результатов зафиксировано при высокочастотной стимуляции (100% стандартного моторного порога) , а также при продолжительном курсе стимуляции ( 15 дней ) ( Prikryl et.al., 2007). Нередко после транс краниальной магнитной стимуляции больных шизофренией, страдающих депрессией, после ослабления выраженности последней происходило и уменьшение выраженности негативной симптоматики.
Результаты терапии транс краниальной стимуляции больных шизофрении, как правило, были противоречивыми, а данные, полученные в ранних работах не воспроизводились более поздними исследователями (Feinsod et.al., 1998). Так как, шизофрении демонстрирует вовлеченность в патологический процесс многих регионов мозга и не носит очагового характера, то повторная транс краниальная магнитная стимуляция (rTMS) ориентируется при своем таргетировании на определенные кластеры симптомов. Так в частности, большая часть исследований фокусировалась на терапии слуховых галлюцинаций, ослаблении выраженности негативной симптоматики или улучшении состояния когнитивной сферы.
Некоторые авторы отмечали уменьшение выраженности негативной симптоматики после однодневной префронтальной rTMS (Nahas et.al., 1999). Hoffman et.al. (1998, 2008) был одним из пионеров применения низкочастотной rTMS верхней части височной доли при слуховых галлюцинациях. Редукцию галлюцинаций в течении месяца после rMTS также наблюдал Slotema (2013).
Низкочастотная стимуляция rTMS обычно 1 Гц на височно - теменной кортекс больных с рефрактерными и постоянными слуховыми галлюцинациями приводила к ослаблению их выраженности. Подобная аппликация базировалась на положении о том, что слуховые галлюцинации являются результатом гиперактивности в левой темпоро - париетальном кортексе ( Shergill et.al., 2000). Почти в 50% случаев здесь удается добиться положительных результатов, оцениваемых на протяжении 15 недель после завершения курса rTMS ( Hoffman et.al., 2003).
В литературе также встречаются работы, задачей которых являлась как правосторонняя стимуляция височной - теменной области, так и билатеральная (Lee et.al., 2005).
Современная навигация очага поражения при шизофрении, и, в частности, очага слуховых галлюцинации, особенно с помощью визуализации мозга, значительно повышает эффективность транс краниальной магнитной стимуляции ( Schonfeld - Lecuona et.al., 2004; Sommer et.al., 2007; Hoffmam et.al., 2007; Montagne - Larmurier et.al., 2009).
По мнению большинства исследователей, повторные курсы rTMS заметно влияют на профилактику рецидивов слуховых галлюцинаций при шизофрении (Fitzgerald et.al., 2006).
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении ожирения при шизофрении
Основываясь на трех перекрывающихся мозговых механизмах при ожирении и шизофрении, можно сказать , что rTMS ффективна в качестве метода для снижения веса у пациентов с шизофренией и сопутствующим ожирением, причем, глубокая ТМS по сравнению с обычной ТМS потенциально может привести к большему эффекту потери веса.
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении аффективных расстройств
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении биполярном аффективном расстройстве
В одном из исследований , посвященных эффективности лечения биполярного аффективного расстройства с помощью транскраниальной магнитной стимуляции ( rTMS) был отмечен значительный позитивный эффект ( почти 70%) ( Fitzgerald et.al., 2006), однако, большинство исследователей не проводили отдельного анализа эффективности rTMS при биполярном аффективном расстройстве ( чаще анализировались смешанные состояния) ( Dolberg et.al., 2002; Nahas et.al., 2003; Dell"Osso et.al., 2009, 2011; Harel et.al., 2011).
В литературе не удалось найти исследований, посвященных выбору оптимального места для апликации (воздействия) rTMS при биполярном аффективном расстройстве, хотя большинство авторов склоняется к выбору тех же мест воздействия магнитного поля, как и при терапии униполярной депрессии. Несколько исследований было посвящено терапии с помощью rTMS маниакальных состояний , рекомендовалась высокочастотная стимуляция с воздействием на правый дорсолатеральный префронтальный кортекс ( Grisaru et.al., 1998), антиманиакальный эффект правосторонней высокочастнотной стимуляции также изучался ( Michael, Erfurth, 2004; Saba et.al., 2004) . Однако, результаты этих исследований были противеречивы в отношении антиманиакального эффекта rTMS.
Транскраниальная магнитная стимуляции при лечении депрессии
В настоящее время известно, что развитие депрессии и вообще регуляция аффективной сферы зависит от активности определенных структур мозга: медиальной и дорсолатеральной префронтального коры, поясной извилины, лимбической системы (амигдала, гиппокамп, парагиппокамп, перегородка, гипоталамус, лимбический таламус, островок) и связанные с ней кортекс переднего височного поля и, а также орбитофронтальный кортекс.
Предполагается, что депрессия возникает от нарушение функционирования взаимосвязей между префронтальным кортексом и лимбической областью.
Эффект электросудорожной терапии некоторые авторы сегодня объясняют ее воздействием на префронтальный кортекс.
Исследования показали, что частая транс краниальная магнитная стимуляция коры префронтальной области может инициировать позитивный терапевтический эффект, направленный на улучшение взаимосвязи между этой зоной и лимбической системой.
Методы нейровизуализации показали, что транскраниальная магнитная стимуляция префронтального кортекса оказывает регулирующее влияние на активность нейронов, принимающих участие в регуляции настроения ( цингулярная извилина, орбитофронтальный кортекс и гиппокамп).
На сегодня не выявлено существенных различий между эффективностью транс краниальной магнитной стимуляцией и электросудорожной терапией , однако, первый метод значительно лучше переносится пациентами, чем второй, не требует предварительной анестезии , а также вызывает меньше побочных эффектов , в частности, в плане негативного влияния на когнитивную сферу. Совместное назначение транс краниальной магнитной стимуляции и антидепрессантов более эффективно (быстрота наступления эффекта и его стойкость ), чем изолированная терапия каждым из этих способов ( Dannon et.al., 2002).
Прерывистая - тета стимуляция ( 1-3 минуты) используется при транскраниальной магнитной стимуляции, в качестве дополнения к обычному протоколу данной терапии. Предварительные клинические исследования свидетельствуют о том, блокада рецептора D2 может изменить терапевтический эффект прерывистой тета - стимуляции. Обзор историй болезни 105 стойких к лечению больных депрессией, которые подвергались дорсолатеральной префронтальной перывистой тета стимуляции показал не резко выраженный положительный эффект при добавлении к терапии антипсихотиков.
Высокочастотная повторная транс краниальная магнитная стимуляция левой префронтальной области эффективна при лечении резистентной (рефрактерной, стойкой) депрессии. Однако, механизм терапевтического эффекта транс краниальной магнитной стимуляции в данном случае остается неизвестным.
Исследование взаимосвязей между функциональной активностью нейронных сетей и электроэнцефалограммой покоя (ЭЭГ данные анализировались с помощью стандартизованной низко - разрешающей электромагнитной томографии - standardized low-resolution brain electromagnetic tomography- sLORETA) до и после повторной транс краниальной магнитной стимуляции rTMS) больных резистентной депрессией показало , что высокочастотная rTMS левой префронтальной восстанавливает взаимосвязь префронтального кортекса и лимбической системы, включая подколенный цингулярный кортекс и парагиппокампальную извилину.
Повторная транс краниальная магнитная стимуляция ( rTMS) эффективна при лечении резистентных депрессий, особенно, в случае использования высокочастотной стимуляции (HF-rTMS: 5 Гц до 25 Гц) левого дорсолатерального префронтального кортекса и низкочастотной стимуляции (LF-rTMS≤1 Гц) правого дорсолатерального префронтального кортекса. Сравнительный анализ эффективности rTMS на разные структуры мозга показал, что снижение позитивных эмоций возникает после левой префронтальной rTMS, а снижение чувства тоски и печали наблюдается после правосторонней префронтальной rTMS.
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении невротических расстройств
Орбитальная - фронтальная кора (OFC) важный регион мозга, принимающий участие в патогенезе навязчивых состояний (обсессивно - компульсивного расстройства).
По сравнению с другими структурами мозга, это одна из труднодоступных целей для транс краниальной магнитной стимуляции.
Ruffini et al. полагает, что на OFC можно воздействовать влияя на область Fp1 согласно 10-20 EEG (ЭЭГ) международной системы).
При терапии обсессивно - компульсивного расстройства пациентам проводится 15 сессий с низкочастотной rTMS.
Nauczyciel et al. применяя двойной койл и воздействие низкочастотной стимуляцией rTMS на правую OFC пациентов с обсессивно - компульсивным расстройством показал значительную редукцию выраженности навязчивых состояний и ритуалов (по шкале YBOCS ) , однако, эти данные были статистически недостоверны.
Обсессивно – компульсивное расстройство
Патогенез обсессивно - компульсивного расстройства (obsessive-compulsive disorder - OCD) связан с аномалиями в кортико-стриато-таламо-кортикальной петли (CSTC) , которая проходит через такие области, как дорсомедиальная префронтальная кора (dorsomedial prefrontal cortex - dmPFC) и вентральная часть полосатого тела (ventral striatum.). Эти области могут представлять собой терапевтические мишени для лечения нейромодуляцией, например, такой, как rTMS. У здоровых людей специфические циклы петли CSTC важны для саморегуляции аффекта, когнитивных процессов и поведения. При OCD эти схемы отображают структурные аномалии: объемные сокращения серого вещества и уменьшенную целостность белого вещества переднего цингулярного кортекса, снижение серого вещества в орбитофронтальной коре и увеличение серого вещества в таламусе и вентральном стриатуме.
Глубокая стимуляция головного мозга (DBS) показала многообещающие эффекты для лечения ОCD, здесь были изучены несколько целей CSTC, включая передний лимб внутренней капсулы, субталамическое ядро и вентральные стриатумы / прилежащие ядра (nucleus accumbens - NAcc). Исследование fMRI показало, что NAcc-DBS нормализует чрезмерную "функциональную связность" между NAcc и дорсомедиальной и дорсолатеральной префронтальной корой (dlPFC) у пациентов с OCD; причем, степень снижения этой связности коррелировала со степенью симптоматического улучшения.
rTMS может представлять собой неинвазивную альтернативу DBS при OCD, если она направлена на подходящую целевую стимуляцию (мишень) rTMS на dlPFC, как известно успешна при большой депрессии , но показывает минимальную клиническую выгоду при лечении OCD. Однако медиальные префронтальные мишени кажутся более перспективными: 1 Гц rTMS дополнительной моторной области (SMA) и pre-SMA достигли существенного уменьшения выраженности симптомов OCD. Аналогично, при транскраниальной стимуляции постоянным током, как сообщается, катодная, но не анодная стимуляция SMA нивелирует симптомы обсессивно - компульсивного расстройства. Аномально высокое функциональное связывание в состоянии покоя и уменьшение объема серого вещества в dmPFC наблюдались у пациентов с OCD. NAcc-DBS терапевтическая эффективность коррелировала с уменьшением чрезмерной фронтальной связи через области dmPFC (dmPFC-rTMS еще не изучалась при OCD). Однако, при большом депрессивном расстройстве (MDD) исследование с открытой меткой dmPFC-rTMS 10 Гц для лечения, устойчивой MDD, позволило достичь 50% снижения выраженности симптомов у примерно половины пациентов.
Представляет интерес использование функциональной магнитно-резонансной томографии в состоянии покоя (fMRI) для выявления нейронных предикторов и коррелятов ответа на 20-30 сеансов билатеральных 10 Гц dmPFC-rTMS. Примечательно, что терапевтические эффекты лечения обсессивно - компульсивного расстройства коррелировали с изменением связи CSTC через dmPFC на fMRI, как с NAcc-DBS при MDD. Эти наблюдения говорят о том, что dmPFC-rTMS может задействовать аналогичный терапевтический механизм с помощью неинвазивных методов лечения OCD. Предикторы fMRI и корреляты успешных 10 Гц dmPFC-rTMS для OCD оказываются противоположными тем, которые работают при лечении большой депрессии. У пациентов с MDD низкая базовая связь от dmPFC до скорлупы и таламуса предсказывала лучший ответ на лечение и степень увеличения связей в лобно-стриатно-таламическом соединении , что коррелировало с симптоматическим улучшением. dmPFC-rTMS может оказывать терапевтическое воздействие через аналогичный путь CSTC как при MDD, так и при OCD, но с помощью противоположных механизмов ( с помощью уменьшения патологически высокой базовой связи CTSC при OCD, а не путем усиления патологически низкого базового соединения CTSC при (MDD). Эти, казалось бы, противоположные выводы могли бы быть согласованы, если dmPFC-rTMS оказывает терапевтическое воздействие на OCD и MDD не прямо, а косвенно, путем снятия навязчивых мыслей.
Одним из важных различий исследований в области rTMS при OCD, нацеленном на медиальную часть коры, является то, что в ряде исследований использовалась стимуляция 1 Гц, а не 10 Гц. Классически стимуляция 1 Гц считается ингибирующей , а возбуждающая стимуляция - 10 Гц ; подавление сверхактивных областей в SMA и pre-SMA служит основанием для использования стимуляции 1 Гц при обсессивно - компульсивном расстройстве.
Транскраниальная магнитная стимуляция при расстройствах личности
Транс краниальная магнитная стимуляция, как и более глубокие варианты стимуляции мозга с помощью имплантации чипов-электродов, последнее время широко применяются в неврологии и психиатрии. Этот факт, порождает вопрос: влияют ли эти методы на личность пациентов, так как, по крайней мере, функциональные изменения в активности мозга, возможны вследствие повторяющейся стимуляции его структур.
В литературе приводятся факты подобных позитивных изменений личности, возникших после кратковременных эпизодов эйфории в процессе лечения алкоголизма глубокой стимуляцией мозга. Как известно, начиная от лоботомии и, кончая психотропными средствами, терапия оказывает воздействие на личность больного, его когнитивную сферу. В то же время, существуют работы, показывающие позитивное влияние транс краниальной магнитной стимуляции на когнитивные процессы и опосредованно на личность пациента, включая собственное представление о своей идентичности.
В настоящее время предложено около 12 вариантов различных техник стимуляции головного мозга. Некоторые из них находятся либо в стадии разработки, другие уже активно используются при лечении неврологических и психиатрических расстройств. Глубокая стимуляция мозга открывает возможность лечения паркинсонизма путем использования имплантированных микро электродов, предназначенных для регуляции функциональной активности сети базальных ганглиев. Восстанавливается функция механизмов полосатого тела, участвующих в экстрапирамидном контроле движения.
Следует помнить, что мозг представляет системное в структурно-функциональном плане образование и воздействие на его определенную область не ограничивается только ее площадью. Так, например, изменения в сетевой активности полосатого тела влияют на свойства афферентных и эфферентных путей, вызывают функциональные изменения в других частях мозга, а те, в свою очередь, повлечь за собой различные нервно-психические эффекты, включая изменения состояния когнитивной сферы, эмоций и поведения, что, в конечном итоге, может отражаться на личности больных. В целом, потенциал для изменения личности после стимуляции определенных структур мозга должен быть оценен, с точки зрения продукции позитивных эффектов и обратимости негативных эффектов после прекращения лечения (напр., на ранних этапах транс краниальной магнитной стимуляции, или путем удаления электродов, предназначенных для глубокой стимуляции мозга.
Транскраниальная магнитная стимуляция в детской психиатрии
В литературе отсутствуют контролируемые исследования эффективности rTMS при каких-либо психических расстройствах детского возраста. Однако, отмечены отдельные случаи улучшения психического состояния детей после rTMS при биполярном расстройстве, униполярной депрессии, шизофрении и эпилепсии, в частности парциальной эпилепсии, острого миоклонуса, прогрессирующей миоклонической эпилепсии. При дефиците внимания /гиперактивности (ADHD), имеет место дисфункция в дофаминергической системе (сетях нейронов), при этом rTMS в данном случае требует дальнейших исследований. Во всех случаях необходимо первоначально оценить безопасность применения rTMS в детском возрасте.
Минимальный риск, хорошая переносимость и пластичность делают этот rTMS перспективной технологией для исследований в педиатрии, последующим расширением диагностических и терапевтических интервенций у детей с психическими расстройствами (аутизм, синдром дефицита внимания и гиперактивности, задержка психического развития и др.). В то время, как литература, посвященная использованию TMS у взрослых в качестве нового, неинвазивного, не фармакологического диагностического и терапевтического инструмента при различных нарушениях нервной системы и психических расстройствах достаточно обширна, применение TMS у детей только в последнее время привлекает интерес исследователй.
Представляет интерес использование TMS при клинически значимых неврологических нарушениях, включая нейрофизиологию развития, перинатальный инсульт и церебральный паралич, эпилепсию, нейропсихиатрическое заболевание, головную боль, метаболическое заболевание, аутизм, синдром дефицита внимания и гипереактивности и др.
Транскраниальная магнитная стимуляция, основанная на принципе электромагнитной индукции, позволяет с помощью фокусированных магнитных полей генерировать региональные электрические поля коры мозга, которые при достаточной величине и плотности способны деполяризовать очаговые популяции нейронов.
TMS может применяться в одноимпульсном режиме с одним стимулом, возникающим за один раз или с парноимпульсном режиме, где стимулу предшествует условный раздражитель, сила каждого и интервал между ними вызывают специфические эффекты, отражающие физиологические процессы в коре мозга. Одноимпульсные методы могут использоваться для различных целей: нейрофизиологической оценки, включая картографию моторных зон коры мозга, время проводимости центрального импульса и показатели возбудимости коры. Методы парного импульса предоставляют информацию об интракортикальных процессах: возбуждении и торможении, а также кортико-кортикальном и транскаллозальном взаимодействиях. Импульсы также могут быть сопряжены с периферической стимуляцией, такой как «парная ассоциативная стимуляция» или другие протоколы исследования или стимуляции процессов нейропластичности.
При повторном применении TMS также можно модулировать возбудимость коры. Эффектами здесь являются увеличение или уменьшение возбудимости в зависимости от параметров стимуляции; низкая частота (например, 1 Гц) является ингибирующей ghb повторяющейся ТМS (rTMS), а высокочастотная (> 5 Гц) является возбуждающей. Такие эффекты превышают продолжительность стимуляции, создавая терапевтический потенциал. Считается, что такие длительные ингибирующие или возбуждающие эффекты rTMS происходят за счет разных механизмов, включая синаптические изменения, напоминающие экспериментальную долгосрочную депрессию (LTD) и долгосрочное потенцирование (LTP), а также большие сдвиги возбудимости в сети нейронов , активацию циклов обратной связи и активность - зависиую метапластичность. Заинтересованные читатели могут посмотреть обзорные статьи о принципах использования ТМS, безопасности и этических соображениях применения этого метода у взрослых и детей.
Обзоры устройств для проведения ТМS свидетельствуют о том, что повреждение мозговой ткани от одиночных или парных импульсов крайне маловероятно. Пиковая напряженность магнитного поля составляет 1,5-2 Тл, что сопоставимо с клиническими МРТ-сканерами и менее, чем у 3 Тл и более интенсивных клинических сканеров. Однако TMS гораздо более ориентирована на местоположение (фокусировку) очага мозга по сравнению с МРТ. Объем магнитного поля мал и экспоненциально уменьшается с расстоянием, так что ткани, расположенные на расстоянии нескольких сантиметров от катушки, не подвержены негативному влиянию. Дистрибьюторы устройства MagStim TMS (Spring Gardens, Whitland, Carmarthenshire, UK) полагают, что индуцированная плотность тока стимулятора MagStim 200 в соседней (> 5 мм) мозговой ткани составляет 14-19 мА / см 2 / фазу импульса с энергией доставляемый в ткань на уровне 3,0-5,3 мкДж / см 3, Для сравнения, это количество энергии оказывается намного ниже, чем требуется для получения повреждения кортикальной ткани, отмечаемого при плотности заряда 100 мкК / см 3 с 7 часов непрерывной корковой стимуляции при 50 Гц у животных. Следует отметить, что стимуляция на уровне 50% максимальной мощности стимулятора вызывает напряжение менее 200 мВ, что меньше половины напряжения, производимого в мозге при проведении электросудорожной терапией, лечение, которое применялось десятилетиями у подростков с тяжелой депрессией. Даже при 100% максимальной мощности индуцированное rTMS напряжение с использованием имеющихся в продаже устройств не будет соответствовать электрошоковой терапии.
После многолетних исследований в педиатрической клинике было установлено, что ТМS безопасна и хорошо переносится детьми. Эти данные по безопасности поддерживаются более чем в 10 раз большими по объему исследованиями и опытом применения у взрослых ТМS, в частности , терапии последствий инсульта.
Несмотря на широкое разнообразие неврологических расстройств детского возраста, изучаемых с помощью ТМS, включая эпилепсию и другие состояния с пониженными порогами судорожной активности , припадки судорог не отмечались у детей спри проведении одноимпульсной транскраниальной магнтной стимуляцией. У взрослых судороги, индуцированные одноимпульсной ТМS, иногда описывались у пациентов с ранее существовавшей патологией головного мозга, включая инсульт, рассеянный склероз и рефрактерную эпилепсию. Тем не менее, многочисленные исследования, посвященные специальным вариантам TMS по сравнению с установленными очагами припадков у взрослых, демонстрируют вполне благоприятный профиль безопасности. Хотя крайне редко, существующие данные свидетельствуют о том, что взрослые с ранее существовавшими поражениями головного мозга имеют более высокий риск эпилептического припадка при одноимпульсной ТМS, но такой же небольшой риск не был подтвержден в педиатрической практике.
Систематические исследования у взрослых людей и здоровых добровольцев не обнаружили каких-либо доказательств нарушений слуха после воздействия многих тысяч одиночных импульсных стимулов . На простейшем уровне децибел современных TMS-аппаратов хорошо соответствуют установленным стандартам безопасности слуха. Кроме того, исследование 18 детей в возрасте от 2 месяцев до 16 лет и формальном тестировании слуховых вызванных потенциалов мозга, отоакустических излучений, акустических рефлекторных и чисто тоновых аудиометрических тестах, проведенных до и после ТМS не обнаружило никаких нарушений слуха после курса лечения TMS. Основываясь на этих исследованиях можно скзать, что текущие одиночные и парные протоколы импульсов, по-видимому, не представляют риска для нарушений слуха. Тем не менее, у субъектов с персональной или семейной историей или другими известными факторами риска потери слуха остается разумным использовать специальные ушные тампоны для минимизации любого возможного риска.
Нейрокардиогенный обморок был идентифицирован, как "предотвратимое осложнение ТМS" у подростков, участвующих в исследовании по лечению детского инсульта. У двух подростков наблюдался нейрокардиогенный обморок в течение нескольких минут после первого воздействия ТМS с низкой интенсивностью однократного импульса. Оба восстановили свое состояние в течение нескольких минут без каких-либо длительных осложнений, но один из них отказался от дальнейшего исследования. Определенные факторы риска анамнеза , включали предыдущий обморок во время венопунктуроы или мочеиспусканием и ситуационные переменные в лаборатории ТМS, включая предшествующий проведению процедуры стресс и состояние голод. В качестве вероятных механизмов предполагается "автономная дисгармония", общая для этого возрастного диапазона. Предлагаемые стратегии снижения риска обморока включают : скрининг на предрасположенность к нейрокардиогенному обмороку; осуществление мер предосторожности, включая адекватную гидратацию, недавнее потребление пищи, низкие начальные и постепенно увеличивающиеся интенсивности стимуляции, и немедленное размещение на спине при симптомах или признаках гипотонии; а также полное раскрытие риска для нейрокардиогенного обморока в документах с информированным согласием и обсуждениях в семье.
Существующие повторяющиеся (rТМS) исследования у детей обычно не сообщают о каких - либо существенных побочных эффектоах. В наиболее полном обзоре безопасности применения в детстве TMS , в который вошли публикации до 2001 года, не было опубликованных даннывх исследований rTMS у детей. С 2001 года, однако, были проведены многократные исследования с использованием rTMS в популяциях педиатрического и молодого возраста (<25 лет) . В совокупности они демонстрируют хорошую безопасность и переносимость, когда только один случай выходит из дальнейшего курса терапии из-за нечувствительности кожи головы через 5 минут rTMS из 114 субъектов, получающих различные схемы rTMS при разных болезненных состояниях. Многие из этих исследований включают детей младшего возраста в возрасте от шести лет, которые также показали хорошую переносимость и безопасность, несмотря на то, что пороги судорожной активности были часто более высокими .
Опыт центров с рандомизированными, контролируемыми клиническими исследованиями применением rTMS у детей с перинатальным инсультом дают дополнительные данные по безопасности этого метода. Анализ безопасности 35-ти детей в возрасте 6-18 лет, получающих как комплексную , однократную и парную пульсовую стимуляцию (2-часовой протокол, дважды в течение 2-3 недель), так и суточный ингибирующий rTMS в не пораженный первичный моторный кортекс (1 Гц, 1200 стимулов × 10 дней) показали положительные результаты. Процедуры TMS и rTMS хорошо переносились без серьезных побочных эффектов . Оценки переносимости TMS и rTMS были благоприятными, более приятным, чем «длительная поездка на машине», в среднем с использованием стандартизированной шкалы детской ТМS. Все побочные эффекты были мягкими, короткими (минутs) и самоограничивающимися, при этом ни один из них не нуждался в лечении. Головная боль была обычной (43% в течение первого сеанса TMS). Головная боль снизилась (20%) с тем же протоколом через 3 недели. Головная боль была необычной во время rTMS (11%) с допуском с течением времени (0% на 2- йсессии) и сопоставимыми коэффициентами между rTMS и плацебо. Таким образом, поскольку клинические испытания педиатрических rTMS были ограничены до настоящего времени, необходимо соблюдать осторожность, но имеющиеся данные говорят о безопасности и переносимости.
Использование ТМS в педиатрических исследованиях имеет некоторые ограничения , поскольку они относятся к созреванию развивающегося мозга, как нейрофизиологически, так и в плане поведения и состояния когнитивной сферы. Понятна обеспокоенность по поводу использования взрослых стимуляторов TMS для детей с меньшей окружностью головы. Однако, несмотря на меньшую окружность головы у детей, объем мозга у людей остается очень похожим с 6-летнего возраста и только с небольшими сокращениями, наблюдаемыми у младенцев и детей в возрасте до 6 лет. Таким образом, предполагается, что возрастные различия в ТМS-вызванных параметрах у детей в основном отражают нейрофизиологические изменения развития, такие как церебральное и кортикопалическое миелинирование и внутрикортикальное синаптическое и нейронное созревание . Моторные пороги у детей выше, особенно в возрасте до 6 лет, по сравнению с подростками и взрослыми. В результате мышечная активация обычно требуется для получения ответа у очень маленьких детей, тогда как парадигмы, использующие сверхпороговые стимулы, более ограничены у детей младшего школьного возраста.
Этот вопрос столь же важен в педиатрической практике, как и в испытаниях на стимуляцию мозга для взрослых. Поскольку на сегодняшний день имеется небольшое количество рандомизированных клинических исследований детской ТМS то отсутствуют четкие данные о плацебо - протоколах. Тем не менее, клинические испытания rTMS у детей с инсультом рандомизированных до 2 недель суточной ингибирующей, контрлатеральной rTMS и фиктивной стимуляции с помощью простого койла , расположенного перпендикулярно коре головного мозга, позволяют сделать определенной вывод.
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении расстройств аутистического спектра
Когда применяется один сеанс ТМS, исследователи могут наблюдать реакцию на такую стимуляцию и использовать эту информацию для того, чтобы предсказать, как функционирует мозг больного аутизмом. rTMS способен изменять реакцию мозга в течение нескольких недель или месяцев после серии сеансов. По аналогии, это похоже на то, чтобы попросить кого-то, кто не является музыкантом, сыграть мелодию на фортепиано, показывая ноты. Если вы сделали это один раз, это может стать способом изучения музыкальных способностей человека. Но если вы делаете это каждый день в течение шести недель (типичный график терапевтического rTMS), человек мог бы научиться играть мелодию на фортепиано.
Некоторые из клинических исследований показали, что TMS может помочь устранить такие симптомы аутизма, как раздражительность и стереотипные действия, а также улучшить координацию движений глаз и социальные навыки детей.
Исследование rTMS для детей, страдающих ASD стало широко известным после публикации отчета Джона Элдера Робинсона (John Elder Robison) в 2016 году о его опыте лечения аутизма этим методом. В своей книге «Switched On» Робинсон рассказывает историю изменений своего состояния, которые он переживал после каждого сеанса rTMS, включая различия в выраженности тех симптомах , которые традиционно считаются признаками аутизма.
Протокол исследований, в котором Робинсон участвовал, был предназначен для измерения влияния rTMS на обозначение объектов (Fecteau et al., 2011). На следующий день после второй сессии rTMS Робинсон отметил различия при общении с другими.людьми ( конечно, читатель моего Блога здесь заметит явную рекламу этого метода лечения аутизма, что не входит в мои цели ). Эффекты rTMS, как сообщается в литературе, обычно кратковременны , хотя в качестве лечения депрессии существует доказательная базе того, что такое вмешательство приводит к ускорению темпов ремиссии, значительно превышающим скорость плацебо (Gaynes et al., 2014). Непосредственные последствия, которые испытывают больные аутизмом , также не постоянны; некоторые из них исчезают на следующий день, а некоторые - в течение нескольких дней. Но больные аутизмом также обнаруживают, что после TMS произошли изменения, которые продолжались годами; в частности, повышенная эмоциональная чувствительность позволяет больным аутизмом быть более успешными в личной и профессиональной областях.
Научная литература об экспериментальном использовании rTMS у людей с ASD редко отмечает изменения основных признаков аутизма (Oberman et al., 2016). Как и в случае с протоколом, в котором участвовал Робисон, в литературе описываются усилия по выбору мишени (таргетированию) на определенные области мозга, связанные, по большей части, с более простыми навыками, а не с общением с другими людьми. Один из исследователей писал : "Цели воздействия на мозг определялись по симптомам аутизма , в том числе: дорсальная латеральная префронтальная кора (DLPFC) для уменьшения выраженности раздражительности, стереотипного поведения и улучшения исполнительного функционирования, дополнительно воздействие осуществлялось на первичные моторные поля коры мозга для улучшения двигательной активности , медиальной префронтальной коры для улучшения ментальных процессов и премоторную кору головного мозга для улучшения речи и координации движений глазных яблок ... Маловероятно, что терапевтическая воздействие ТМS способно нивелировать множество проявлений фенотипа ASD, скорее, этот метод , способен улучшить "специфическое ядро" или связанные с ним симптомы, в частности , изменяя функционирование конкретного региона коры мозга или намеченной цепи" (Oberman et al., 2016).
Сложный вопрос, касается даже экспериментального использования rTMS, связан с возрастом больных аутизмом. Общепринятым принципом лечения аутизма является то, что более раннее вмешательство лучше, но есть серьезные сомнения в отношении применения ТМS к развивающемуся мозгу. Несмотря на то, что были проведены исследования с участием детей, страдающих аутизмом Oberman et al., (2016) отмечает, что «мозг ребенка - это не просто меньшая версия взрослого мозга а. , , терапевтические вмешательства, такие как rTMS, могут иметь явные , непредсказуемые и потенциально долговременные последствия для развития нервной системы ».
История лечения аутизма полна примеров явно перспективных вмешательств, которые стимулировали большой интерес, но, в конце концов, не соответствали тем восторгам, которые были типичны для тех исследователей, которые активно пропагандировали свой метод лечения аутизма.
Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) начинает использоваться рядом детских психиатрических центров по всему миру и может представлять собой новый метод , обладающий диагностическим и терапевтическим потенциалом, в частности , для лечения аутизма ( расстройств аутистического спектра).
Центры по контролю и профилактике заболеваний в настоящее время оценивают распространенность аутистического спектра (ASD) в Соединенных Штатах у 1 из 88 детей (1 из 54 мальчиков и 1 из 252 девочек). Эти цифры говорят о том, что больше детей с аутизмом , чем страдающих диабетом, СПИДом, раком, церебральным параличом, кистозным фиброзом, мышечной дистрофией и синдромом Дауна вместе. Клиническая диагностика ASD основана на наличии ключевых поведенческих симптомов, но галвные механизмы мозга, вызывающие эти симптомы, неизвестны, и в настоящее время нет достаточно эффективного лечения аутизма. Большинство эмпирически поддерживаемых методов лечения основных симптомов расстройств аутистического спектра (ASD) фокусируются на ранних интенсивных поведенческих вмешательствах ( обучение правильному поведению). Фармакологические методы лечения иногда эффективны при лечении вторичных и сопутствующих признаков ASD, таких как агрессия или гиперактивность и дефицит внимания, или эпилепсия (Hampson et.al., 2012 ), но в настоящее время нет фармакотерапии, показывающей эффективное лечение основных симптомов аутизма.
При некоторых клинических испытаниях фармацевтических препаратов или других вмешательств предложенных для лечения основных симптомов ASD требуется ранняя и объективная диагностика и более глубокое понимание базовой патофизиологии ASD. Одним из способов достижения этой цели является транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС), неинвазивный метод стимуляции коры, который может помочь выявить физиологический биомаркер для помощи в диагностике и, возможно, получить более глубокое понимание физиологии аутимза (TMС также может иметь терапевтические перспективы).
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении неврологических расстройств
Транскраниальная магнитная стимуляция при лечении афазии
Впервые неинвазивная стимуляция переменным магнитным полем была проведена A. Pascuale - Leine et.al. для оценке латерализации речевой функции у больных эпилепсией. С помощью транскраниальной магнитной стимуляции здесь формировался "временный очаг повреждения головного мозга". ( virtual lesion)., что вело к временной утрате функции той области мозга, которая поддвергалась стимуляции. Сегодня данный метод широко применяется для детального картирования речевой системы в норме и патологии.
Зона Брока является функционально гетерогенной областью: ее передняя часть отвечает за семантические, а задняя за фонологические аспекты речи. С помощью транскраниальной магнитной стимуляции установлен факт участия передних отделов средней лобной извилины в обработке глаголов, левой височной извилины - в семантических процессах.
Для исследования механизмов восстановления речевых функций в коре головного мозга у больных с афазией применяется как стандартная , так и навигационная магнитная стимуляция. При последнем варианте качество исследования повышается за счет использования 3D МРТ изображения мозга. Оценка межполушарных нейропластических процессов проводится с учетом индивидуальных паттернов нейрофизиологических показателей. Ритмическая транскраниальная магнитная стимуляция используется для восстановления речевых нарушений. Под воздействием магнитного поля возникают деполяризация мембраны нервных клеток коры и антероградное распространение возбуждения с возникновением ответа на периферии . Меняя параметры транскраниальной магнитной стимуляции можно оказывать локальное стимулирующее или ингибирующее влияние на отдельные участки коры , изменяя их функциональную активность по сравнению с другими зонами. Физиологический ( терапевтический) эффект рТМС и длительное - до 3 месяцев ее последействие связывают с изменением синаптической пластичности и метапластичности. При низкочастотной магнитной стимуляции ( < 5 Гц) происходит снижение возбудимости нейронов коры , при высокочастотной - повышение . При афазии обычно применяют низкочастотную стимуляцию ( ингибирующие протоколы) рТМС ( 1-4 Гц, 20-40 минут в день, в течение 10-15 дней), осуществляя стимуляцию в определенных зонах правого полушария , которые являются гомологами основных речевых зон Брока и Вернике. Мишенью здесь является области нижней лобной извилины.
Транскраниальная магнитная стимуляция болевого синдрома
В современной неврологии транс краниальная магнитная стимуляция применяется при лечении болевых синдромов, двигательных расстройств, шума в ушах.
Нейронные сети, модулирующие состояние аффективной сферы и внимания обнаруживают пересечения с нейронными сетями , отвечающими за аффективное сопровождение чувства боли (Villemure , Bushnell, 2009; Price, 2000) Вследствие вышесказанного не инвазивные формы стимуляции мозга , подобные rTMS могут использоваться , как альтернативные медикаментозной терапии болевого синдрома или служить к ней дополнением. FDA рекомендует использовать одиночную пульсовую rTMS для терапии мигрени с аурой (Lipton et.al., 2010).
Стимуляция префронтального и моторного кортекса , как показывает ряд исследований эффективно ослабляет выраженность как отстрого , так и хронического болевого синдромов ( Short et.al., 2011), однако, подобные терапевтические интервенции все ещенуждаются в совершенствовании (O"Connell et.al., 2011). Некоторые авторы пробовали применять rTMS с целью ослабления выраженности боли во время хирургических операций. Одиночные 20- минутные сессии rTMS левой префронтальной области позволили снизить дозу морфина на 40%, по сравнению с тем вариантами терапии, когда rTMS не использовалась ( Borecardt et.al., 2008).
Сравнительная эффективность транскраниальной магнитной стимуляции и электросудорожной терапии
По данным (Grunhaus et.al., 2000) эффективность rTMS ниже, чем электросудорожной терапии (EСT) при лечении психотической депрессии, но оба метода терапии не отличались друг от друга по своей эффективности при терапии депрессии без признаков психоза. Аналогичные результаты получил и Janicak et.al. (2002). Наибольшие различия между EСT и rTMS касались продолжительности курсов терапии (3-4 недели). Еще одним отличием было влияние данных методов терапии на когнитивную сферу, более выраженные побочные эффекты здесь имели место при EСT. По данным Pridmore (2000) эффекты rTMS и ECT напоминали эффекты антидепрессантов. Вероятность рецидива депрессии после курсов rTMS и EСT после 6 месяцев с момента окончания терапии, по данным исследователей Израиля примерно одинакова (Dannon et.al., 2002). Согласно Mantovani et.al. (2012) и Aolvason et.al. (2014) rTMS и антидепрессанты дают более стойкий эффект, чем ECT.
Добавить комментарий