¿Qué es la Estimulación Magnética Transcraneal?

La estimulación magnética transcraneal (EMT) se trata de una técnica de estimulación cerebral no invasiva cuyo empleo ha experimentado un gran incremento en los últimos años, no sólo en el campo de la investigación, sino también en el área clínica con la rehabilitación y la exploración terapéutica.

Este tipo de técnicas de estimulación cerebral permiten modular la actividad cerebral sin necesidad de penetrar a través de la bóveda craneana paraalcanzar de forma directa el cerebro.

Estimulación magnética transcraneal

Dentro de las ECNI, podemos encontrar diversas técnicas, sin embargo las más empleadas son la estimulación transcreneal de corriente directa (tDCS) y en mayor proporción la estimulación magnética transcraneal (TMS), (Vicario et al., 2013).

¿Para qué se emplea la estimulación magnética transcraneal?

Por su capacidad de neuromodulación, estas técnicas pueden ser empleadas para la exploración y la modulación de diferentes funciones cerebrales: motricidad, percepción visual, memoria, lenguaje o estado de ánimo, con el objetivo de mejorar el rendimiento (Pascual leone et al., 2011).

En adultos sanos, generalmente, se han empleado para monitorizar la excitabilidad cortical y como técnicas de neuromodulación, para inducir la plasticidad cerebral. Sin embargo, el uso de estas técnicas en la población pediátrica se limita al tratamiento de algunas enfermedades, para rehabilitar funciones dañadas (Pascual leone et al., 2011).

Actualmente, su empleo se ha expandido hacia el área de la psiquiatría, la neurología e incluso la rehabilitación ya que numerosas enfermedades neurológicas y psiquiátricas en la infancia y la adolescencia presentan alteraciones en la plasticidad cerebral (Rubio-Morell et al., 2011).

Entre las funciones cognitivas que parece mejorar se encuentran las provocadas por la enfermedad de Parkinson, el control motor después de un ictus, afasia, epilepsia y depresión, entre otros (Vicario et al., 2013).

Concepto de plasticidad cerebral

La plasticidad cerebral representa una propiedad intrínseca del sistema nervioso central. Es esencial para el establecimiento y mantenimiento de los circuitos cerebrales, a través de la modificación de las estructuras y funciones como respuesta a las demandas ambientales (Pascual leone et al., 2011)

El cerebro se trata de un órgano dinámico que emplea mecanismos como la potenciación, debilitación, poda, adición de conexiones sinápticas o neurogénesis para adaptar su arquitectura y circuitería, permitiendo la adquisición de nuevas habilidades o la adaptación tras una lesión. Se trata de un mecanismo esencial para la capacidad de aprender, recodar, reorganizarse y recuperarse del daño cerebral (Rubio-Morell et al., 2011).

Sin embargo, la existencia mecanismos atípicos de plasticidad, puede implicar el desarrollo de síntomas patológicos. El exceso de plasticidad o hiperplasticidad, implicará que las estructuras cerebrales sean inestables y que los sistemas funcionales esenciales para el óptimo funcionamiento cognitivo puedan verse afectados.

Por otro lado, el déficit de plasticidad o hipoplasticidad puede ser perjudicial para la adaptación de nuestro repertorio conductual al medio, es decir, que seamos incapaces de ajustarnos a las cambiantes demandas ambientales (Pascual leone et al., 2011)

Una visión actualizada de la etiología de los trastornos psiquiátricos, relaciona estas alteraciones con trastornos en circuitos cerebrales específicos, más que como alteraciones estructurales focales o en la neurotransmisión (Rubio-Morell, et al., 2011).

Por lo que los métodos de estimulación cerebral, en última instancia, pueden permitir intervenciones basadas en la modulación de la plasticidad, debido a su capacidad de inducir cambios a largo plazo y así optimizar la situación de cada individuo (Pascual leone, et al., 2011)

¿ Qué es la estimulación magnética transcraneal (TMS)?

La TMS es un procedimiento de ECNI, focal, indoloro y seguro (artículo Rubio-Morell, et al). Por su capacidad de neuromodulación, es capaz de producir cambios transitorios a nivel de plasticidad cerebral a través de la modificación en los estados de excitabilidad cortical (Rubio-Morell et al., 2011).

Es un procedimiento que se emplea para crear corriente eléctricas en regiones discretas, a través de la aplicación de pulsos electromagnéticos, rápidos y cambiantes, sobre el cuero cabelludo del individuo con una bobina de cobre conecta. El campo electromagnético penetra a través de la piel y el cráneo y alcanza la corteza cerebral para influir cambios a nivel de excitabilidad neuronal.

Los dispositivos que se emplean en la aplicación de la TMS y los campos magnéticos son variados. En general, los estimuladores emplean bobinas de estimulación de diferente formas y tamaños que se emplean sobre la superficie del cuero cabelludo. Las bobinas se construyen a partir de hilo de cobre que se aísla con un molde de plástico. Las formas de bobina más empleadas son la circular y la bobina en forma de ocho (manual manolo).

Principios de la TMS

Esta técnica se basa en el principio de inducción electromagnética de M. Faraday,a partir del cual un campo magnético que en función del tiempo presente una rápida oscilación, será capaz de inducir una pequeña corriente eléctrica intracraneal en las neuronas de la corteza cerebral subyacente.

La corriente eléctrica que se emplea, se trata de un campo magnético que se aplica sobre el cuero cabelludo en una región concreta, induce en la corteza cerebral una corriente eléctrica paralela y en sentido inverso a la recibida. Cuando la corriente eléctrica de estimulación se focaliza sobre la corteza motora, y se emplea una intensidad óptima, se registrará una respuesta motora o potencial evocado motor (Rubio-Morell et al.,2011).

Tipos de TMS

Un tipo de TMS es la TMS repetitiva (rTMS) , que consiste en la aplicación de varios pulsos electromagnéticos de forma rápida y sucesiva. Dependiendo la frecuencia de estimulación a la que se emiten estos pulsos, inducirá diferentes cambios.

  • Estimulación con alta frecuencia: Cuando la estimulación emplea más de 5 pulsos electromagnéticos por segundo, aumentará la excitabilidad de la vía estimulada.
  • Estimulación con baja frecuencia: cuando la estimulación emplea menos de un pulso por segundo, disminuirá la excitabilidad de la vía estimulada.

Cuando este protocolo se aplica, puede inducir respuestas sólidas y consistentes en los sujetos y conducir a la potenciación o depresión de amplitudes de los potenciales evocados motores dependiendo de los parámetros de estimulación.

Un protocolo de rTMS, conocido como estimulación ráfaga Theta (TBS), imita los paradigmas empleados para inducir la potenciación a largo plazo (PLP) y la depresión a largo plazo (DLP) en modelos animales.

Cuando se aplica de forma continua ( CTBS), la estimulación evocará potenciales que mostrarán una marcada disminución de su amplitud. Por otro lado, cuando se aplica de forma intermitenten (ITBS), se identificarán potenciales con una mayor amplitud (Pascual leone et al., 2011).

TMS y técnicas de electroencefalografía (EEG) y resonancia magnética (RM) 

La integración en tiempo real de la TMS con la EEG puede proporcionar información sobre la respuesta cortical local y la dinámica de red distribuida en sujetos sanos y enfermos.

El empleo del EEG y RM como medida de resultado permite la implementación de una variedad de técnicas sofisticadas para identificar y caracterizar las redes de conectividad entre diferentes regiones del cerebro.

Así, varios estudios han demostrado que la arquitectura de las redes cerebrales varían durante el envejecimiento normal y puede ser anormal en pacientes con alguna variedad de condiciones neuropsiquiátricas como la esquizofrenia, la depresión, epilepsia, el trastorno del espectro autista o el trastorno de déficit de atención e hiperactividad.

Estimulación cerebral y patología  (Vicario et al., 2013)

Una de las principales aplicaciones de la TMS, es su aplicación a la mejora del rendimiento o síntomas provocados por diferentes trastornos del desarrollo, trastornos neuropsiquiátricos o daños cerebrales adquiridos pueden afectar al funcionamiento de la plasticidad cerebral.

Enfermedades vasculares

La patología de las enfermedades vasculares se relaciona con un desequilibrio hemisférico, en el que la actividad del hemisferio dañado es compensada por un incremento de la actividad del área homóloga contralateral.

Diferentes estudios con aplicación del protocolo rTMS muestran su potencial para la rehabilitación de los síntomas motores: incremento de la fuerza de agarre o reducción de la espasticidad.

Epilepsia

La epilepsia se trata de una patología que implica el padecimiento de episodios convulsivos debido a una hiper-excitabilidad de la corteza cerebral.

Un variado número de estudios con pacientes en edad infantil con epilepsia de tipo focal, han mostrado una reducción significativa de la frecuencia y duración de los ataques epilépticos. Sin embargo, esta conclusión no es generalizable ya que no se produce una reducción sistemática en todos los participantes.

TDAH

El trastorno por déficit de atención e hiperactividad se asocia a una hipo activación de diferentes vías, en concreto, en el córtex prefrontal dorsolateral.

El estudio de Weaver y colaboradores muestra una mejora clínica global y de los resultados de las escalas de evaluación en individuos con TDAH tras la aplicación de diferentes protocolos de TMS.

TEA

En el caso del Trastorno del espectro autista, se describe un aumento de la actividad de gamma general, que puede estar relacionado con las diferentes alteraciones atenciones, lingüísticas o en memoria de trabajo que presentan estos individuos.

Las diferentes investigaciones sugieren beneficios del empleo terapéutico de la TMS en niños con TEA. Los participantes muestran una mejora significativa de la actividad gamma, mejora en los parámetros conductuales, mejoras atencionales e incluso incremento en puntajes relacionados con la adquisición de vocabulario.

Sin embargo, debido al reducido número de estudios y el empleo de diversidad de protocolos de estimulación, no ha permitido identificar un protocolo óptimo para su empleo terapéutico.

Depresión

La depresión en niños y adolescentes, parece estar asociada a un desequilibrio en la activación de diferentes áreas como la corteza prefrontal dorsolateral y regiones límbicas. En concreto, se da una hipoactivación en regiones izquierda, mientras que en derecho se observa una hiperactivación de esas estructuras.

Los estudios disponibles sugieren la existencia de efectos a nivel clínico del empleo de protocolos de rTMS: reducción de la sintomatología, mejora e incluso remisión clínica.

Esquizofrenia

En el caso de la esquizofrenia se ha identificado, por un lado, un incremento de la excitabilidad del córtex temporo-parietal izquierda, asociada a los síntomas positivos y por otro lado, un descenso de la excitabilidad prefrontal izquierda, relacionada con los síntomas negativos.

Los resultados sobre los efectos de la TMS en población pediátrica muestran indicios de la reducción de la sintomatología positiva, alucinaciones.

Limitaciones de la TMS

En general, estos estudios muestran una evidencia preliminar sobre el potencial de las técnicas de estimulación cerebral. Sin embargo, se han identificado diferentes limitaciones entre las que se encuentra el escaso empleo de las técnicas de estimulación, generalmente asociado a patologías graves o en las que el tratamiento farmacológico no presenta efecto significativo.

Por otro lado, la heterogeneidad de los resultados y de las diferentes metodologías empleadas hacen difícil la identificación de los protocolos óptimos de estimulación.

Investigaciones futuras, deberán ahondar en el conocimiento sobre las efectos fisiológicos y clínicos de la estimulación magnética transcraneal.

Bibliografía

  1. Pascual-Leone, A., Freitas, C., Oberman, L., Horvath, J., Halko, M., Eldaief, M., Rotenberg, A. (2011). Characterizing Brain Cortical Plasticity and Network Dynamics Across the Age-Span in Health and Disease with TMS-EEG and TMS-fMRI. Brain Topogr.(24), 302-315.
  2. Rubio-Morell, B., Rotenberg, A., Hernández-Expósito, S., & Pascual-Leone, Á. (2011). Uso de la estimulación cerebral no invasiva en los trastornos psiquiátricos de la infancia: nuevas oportunidades y retos diagnósticos y terapéuticos. Rev Neurol, 53(4), 209-225.
  3. Tornos Muñoz, J., Ramos Estébañez, C., Valero-Cabré, A., Camprodón Giménez, J., & Pascual-Leone Pascual, A. (2008). Estimulación Magnética Transcraneal. En F. Maestú Unturbe, M. Rios Lago, & R. Cabestro Alonso, Neuroimagen. Técnias y procesos cognitivos (págs. 213-235). Elsevier.
  4. Vicario, C., & Nitsche, M. (2013). Non-invasive brain stimulation for the treatment of brain diseases in childhood and adolescence: state of the art, current limits and future challenges. Frontiers in systems neurscience, 7(94).
  5. Fuente imagen.
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Graduada en Psicología por la Universidad de Sevilla y estudiante de Máster Estudios Avanzados de Cerebro y Conducta.

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