Estimulación Magnética Transcraneal

¿Qué es la estimulación magnética transcraneal?
Concepto
La EMT es una forma no invasiva de estimulación de la corteza cerebral, erigiéndose como una herramienta técnica que amplía el abanico de posibilidades de estudio e investigación en neurociencias, y en el tratamiento de diversas enfermedades neuropsiquiátricas. Permite la estimulación segura, indolora e incruenta del tejido nervioso (corteza cerebral, médula espinal, vías motoras centrales y nervios periféricos), además de regular de forma controlada la actividad cerebral (fig. 4). Entre los cambios derivados de la interacción de la EMT con la unidad celular-funcional cerebral que posee actividad eléctrica (la neurona), se encuentran los siguientes: electrofisiológicos (potenciales de membrana), bioquímicos y moleculares (senalización, ˜ neurotransmisores, genes, etc.) y celulares (crecimiento, diferenciación, etc.). Asimismo, la EMT también ejerce efectos sobre la conducta, el humor, la memoria, la mielinización y la NP6,15,16.
Historia
Hans Christian Ørsted encontró datos que relacionaban los procesos magnéticos y eléctricos, proponiendo en 1821 el electromagnetismo. En 1830-1832 Michael Faraday puso de manifiesto la teoría relacional existente entre un campo magnético y otro eléctrico (fig. 5), enunciada de forma completa finalmente por James Clerk Maxwell. En 1959, Kolin et al. demostraron que un campo magnético fluctuante podía estimular un músculo periférico en una preparación de rana. En 1980, Patrick Merton y Bert Morton, del National Hospital for Neurology and Neurosurgery, Queen Square (Londres), fueron los primeros en emplear esta técnica para producir una estimulación a nivel de la corteza cerebral motora, registrando un potencial de acción motor; sin embargo, serían Barker et al., del Departamento de Medicina Física de la Universidad de Sheffield (Reino Unido), quienes en 1985 conseguirían desarrollar un estimulador capaz de despolarizar neuronas corticales y evocar movimientos hemicorporales, al activar vías corticoespinales, para evaluar en un ser humano la integridad de las vías motoras centrales15. Posteriormente, en el ano˜ 1987, lo aplicaron en pacientes con esclerosis múltiple demostrando el enlentecimiento de las vías motoras, así como las ventajas de esta técnica frente a la estimulación eléctrica transcraneal. Desde entonces, se ha producido un incremento exponencial de las aplicaciones de la EMT en la investigación y la práctica clínica6,15-19.

Fundamentos
La EMT se basa en el principio de inducción electromagnética, descubierto por Michael Faraday en 1831. Dicho principio consiste en que todo campo eléctrico genera perpendicular a él un campo magnético, y viceversa (fig. 4).
En la EMT, se aplica un pulso de corriente eléctrica, procedente de un condensador, que fluye a través de una bobina de hilo conductor de cobre, recubierta de una carcasa de plástico, situada sobre la cabeza del paciente, generando un campo magnético perpendicular a la misma (fig. 6). La frecuencia de cambio de este campo magnético determina la inducción de una corriente eléctrica secundaria en cualquier material conductor cercano6,15-20. En el momento en que un pulso de corriente es conducido por la bobina de estimulación, se establece un campo magnético que pasa a través del cuero cabelludo y la calota craneal sin atenuarse (solamente decae con el cuadrado de la distancia). Las bobinas de estimulación más utilizadas son la circular y la que tiene forma de 8. La bobina circular produce un campo eléctrico más amplio, posibilitando la estimulación simultánea de los 2 hemisferios cerebrales. En cambio, la bobina en forma de 8 determina un campo electroestimulador más localizado (fig. 7)6,15-22. Estos pulsos magnéticos de intensidad específica dan lugar a una despolarización selectiva de neuronas de la corteza cerebral, ubicadas 1,5-2 cm por debajo de la bóveda craneal. La corriente eléctrica actúa sobre las neuronas inhibiendo o estimulando sus efectos, modulando la energía obtenida a partir de sus orgánulos mitocondriales y
afectando, en definitiva, a su función, como mensajeros de senales ˜ eléctricas, y a su supervivencia. Todo ello dependerá de la forma, el tamano, ˜ el tipo y la orientación de la bobina, la fuerza (intensidad) del campo magnético y la frecuencia y la duración de los pulsos magnéticos transferidos (fig. 8)6,15-25:

– La EMT simple produce un único pulso o estímulo sobre una determinada región cerebral, que despolariza neuronas corticales, originando un potencial evocado motor (PEM) en un área muscular del hemicuerpo contralateral.
— La EMT con pulsos apareados genera 2 estímulos de idéntica o diferente intensidad (separados por un intervalo de varios milisegundos), los cuales se aplican sobre un área cortical o sobre diferentes áreas. Esta técnica permite explorar la excitabilidad intra y corticocortical, además de la integridad de la conectividad interhemisférica y el tiempo de conducción transcalloso.
— La estimulación magnética transcraneal repetitiva (EMTr) crea un tren de pulsos de baja (≤ 1 Hz, con un rango de 0,5-1 Hz) o alta frecuencia (≥ 5 Hz, con un rango de 5-20 Hz), durante tiempos muy cortos (milisegundos), proporcionando la capacidad de producir cambios en la excitabilidad corticoespinal, ocasionando efectos reguladores neuronales que perduran más allá del tiempo que abarca la propia sesión de EMTr. Estas propiedades la han convertido en la modalidad de EMT más empleada con fines terapéuticos.


Mecanismos y efectos desencadenados por la estimulación magnética transcraneal repetitiva
Los mecanismos más íntimos (bioquímicos, moleculares y celulares) por los que la EMTr produce sus efectos terapéuticos están empezando a descubrirse y entenderse. Uno de ellos es su habilidad como moduladora de la formación de ciertos genes de expresión inmediata temprana, como c-Fos y c-Jun, colaboradores en la respuesta inicial y precoz ante el dano˜ cerebral, la NP y la neurodegeneración.
Estos genes regulan la expresión de varios factores de crecimiento, como el factor neurotrófico derivado del cerebro que se ha visto presente en la NP. Además, la EMTr interfiere en los fenómenos de apoptosis y favorece la producción de energía mitocondrial y el equilibrio oxidativo intraneuronal y en el tejido cerebral; todo ello modificando la regulación y la actividad de ciertos factores de transcripción asociados con la apoptosis (factor nuclear kappa B), el dano˜ oxidativo (nuclear factor erythroid 2 [NF-E2]-related factor 2
[Nrf2]) y la producción de citocinas proinflamatorias. Por último, desde un punto de vista funcional, a través de la NP regula la producción y liberación de los neurotransmisores N-metil-D-aspartato (NMDA) y -amino-3-hidroxi-5-metilo4-isoxazolpropiónico, y neurohormonas como la dopamina, la serotonina, el ácido gamma-aminobutírico (GABA), el glutamato y la melatonina6,15-30.
Papel de la integración sensitivomotora
La integración sensitivomotora se basa en el procesamiento cerebral continuo de sensaciones aferentes, que alcanzan
múltiples áreas del córtex cerebral (áreas asociativas) y que dan lugar a la actividad motora. Después de una lesión cerebral, áreas corticales remotas a las comprometidas pueden reorganizarse para incrementar el rendimiento y el aprendizaje motor. Uno de los métodos de reorganización consiste en regular las interacciones entre la corteza motora primaria ipsolateral y contralateral a la lesión. Este escenario resulta interesante, ya que tareas motoras complejas precisan una comunicación cerebral interhemisférica. La EMTr aplicada al
área ipsolateral o contralateral a una lesión cerebral puede generar patrones motores variados según su frecuencia de estimulación6,15-30.


Aplicación y uso actual de la estimulación magnética transcraneal

  1. Aplicaciones en Neurofisiología. Los fundamentos fisiológicos de la EMT se basan en que un estímulo único, de una intensidad y orientación concretas, produce una despolarización neuronal seguida de un potencial de acción que genera una respuesta postsináptica excitadora de 1 ms seguida de un potencial postsináptico inhibidor de 100 ms. Así, el efecto local de la EMT, consiste en interrumpir la actividad normal neuronal, aumentando el tiempo refractario, regulando el patrón de descarga normal. La EMT en Neurofisiología se utiliza fundamentalmente para la exploración de las áreas motoras corticales y la conducción de la vía corticoespinal6,15-42.
  2. Aplicaciones en redes neuronales. Estudios neuropsicológicos, neurofisiológicos y de neuroimagen en animales y seres humanos enuncian que el procesamiento cognitivo y el comportamiento son fruto de interacciones entre regiones cerebrales distantes ligadas a redes neurales funcionales. Según el principio de diasquisis, el impacto de la EMT sobre un área concreta, afecta a nodos corticales y subcorticales de ambos hemisferios cerebrales, y gracias a la interconectividad cerebral, dicho impacto puede alcanzar zonas profundas del encéfalo36,37. Esto traduce que la activación o inhibición de una zona concreta produce efectos a distancia, que dependen del carácter excitador o inhibidor que induce sobre ellos el área modulada6,15-55,8.
  3. Aplicaciones terapéuticas. Hoy en día se conoce que la EMTr, incidiendo favorablemente en la NP, confiere efectos neuroprotectores que ayudan, al menos temporalmente, a personas afectadas por diversas enfermedades neuropsiquiátricas. Por todo ello, se ha investigado el posible uso de la EMTr como tratamiento coadyuvante de las siguientes enfermedades y trastornos (si bien aún se precisan estudios más amplios y mejor disenados ˜ para clarificar el nivel de evidencia exacto de la aplicación de la EMTr en gran parte de ellos)6,15-55,8,56-71:
    — Procesos psiquiátricos: trastornos del estado de ánimo (depresión mayor resistente al tratamiento médico, depresión posparto, distimia, manía, trastorno bipolar, etc.), esquizofrenia, trastornos de ansiedad (trastorno obsesivo-compulsivo, trastorno por estrés postraumático, etc.), autismo, trastorno por déficit de atención e hiperactividad, disfemia, trastornos por abuso de sustancias, enuresis nocturna monosintomática, etc.
    — Enfermedades neurológicas: ictus, epilepsia farmacorrefractaria, enfermedad de Parkinson, temblor esencial, enfermedad de Huntington, enfermedad de Alzheimer, distonía focal, traumatismo craneoencefálico, trastornos de la marcha, migrana˜ con aura, neuralgia del trigémino, esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica, etc.
    — Otros procesos nosológicos: dolor crónico en el síndrome del miembro fantasma, dolor neuropático, fibromialgia, dolor visceral, síndrome de dolor regional complejo tipo i (antigua distrofia simpático-refleja), dolor facial atípico, tinnitus, etc.
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Efectos secundarios
La EMTr es una técnica segura. Algunos pacientes pueden experimentar efectos adversos tras su aplicación, que se consideran leves y pasajeros, tal y como dolores a nivel cefálico y/o cervical, y que, en la infrecuente situación de persistencia, se mitigan mediante la toma de analgésicos convencionales. Por otro lado, el riesgo de presentar crisis epilépticas durante la EMTr es muy bajo y no se ha demostrado que la EMTr incremente el riesgo de desarrollar crisis epilépticas, en pacientes epilépticos controlados, una vez finalizada la sesión de estimulación21,123-127.
Contraindicaciones
Las principales contraindicaciones relativas que la EMT tiene son mujeres en período de gestación y ninos ˜ menores de 2 años. ˜ En cuanto a las absolutas se encuentran: pacientes que presenten una epilepsia no controlada y enfermos con dispositivos electrónicos corporales (marcapasos, desfibriladores implantables, estimuladores del nervio vago, electrodos de estimulación cerebral profunda, bombas de insulina, etc.), elementos ferromagnéticos intracraneales y/o en la superficie de 30 cm alrededor del área de tratamiento (placas, tornillos, válvulas de derivación ventrículo-peritoneal, stents, bisutería, implantes cocleares y/o dentales, etc., siendo segura en pacientes portadores de componentes sintetizados a partir de titanio, por ejemplo, coils o espirales endovasculares a nivel de aneurismas encefálicos)21,123,124.
Conclusiones
La EMTr ha demostrado ser una aliada técnica, de vanguardia, segura y efectiva para tratar algunas de las alteraciones que se manifiestan tras presentar un ictus. Igualmente, la EMTr ha resultado especialmente valiosa en ayudar a promover la regeneración cerebral por el mecanismo de NP. Los pulsos electromagnéticos excitatorios e inhibitorios aplicados en el hemisferio cerebral ipsolateral o contralateral a la lesión, respectivamente, así como a nivel transcalloso para modular la comunicación interhemisférica cerebral, nos brindan la posibilidad de optimizar la actividad cerebral funcional, así como conseguir una recuperación del área cerebral danada ˜ en un tiempo menor. Los diferentes estudios llevados a cabo en el campo de la EMTr han corroborado la mejoría de los trastornos motores, la afasia, la disartria, la disfagia orofaríngea, la depresión y las dificultades perceptivas y cognitivas que aparecen en los pacientes con ictus1-127. Por el momento, desconocemos la duración más adecuada del tratamiento, el momento exacto de intervención y el protocolo estandarizado más idóneo. Seguramente en los anos ˜ venideros, con el advenimiento de más estudios prospectivos, mejor disenados, ˜
con muestras más amplias de pacientes y mayores tiempos de seguimiento, se obtendrá un nivel de evidencia científico superior, que permita dilucidar estas incógnitas y con ello la implementación de la EMTr en el armamentarium terapéutico del proceso de neurorrehabilitación del paciente con dano˜ cerebral adquirido secundario a un ictus. Sin olvidar nunca que este tratamiento potencial debe implementarse de manera holística e interdisciplinar junto con otras técnicas de rehabilitación física y neurocognitiva. Y probablemente, en un futuro no muy lejano, se cosecharán resultados positivos más consistentes, en el tratamiento de otras enfermedades de índole neuropsiquiátrico.

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