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Enrico
Smeraldi |
Abstract
La Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) è
un metodo non invasivo per modulare l'eccitabilità
della corteccia cerebrale. La tecnica nasce nel 1985
da un gruppo di ricerca di Sheffield [1], che, messo
a punto lo strumento, ha avviato le prime ricerche
stimolando aree cerebrali senza provocare dolore.
Dal 1985 ad oggi la tecnologia è rimasta sostanzialmente
invariata mentre si stanno individuando nuove tecniche
di utilizzo dello strumento e nuove applicazioni pratiche.
La stimolazione cerebrale attraverso la TMS viene
effettuata dall'esterno, non è necessario preparare
in maniera particolare il soggetto che deve essere
sottoposto alla stimolazione, si può ripetere
l'applicazione facilmente, gli effetti procurati dalla
tecnica sulla corteccia cerebrale sono reversibili
ed, infine, è indolore. Per questi motivi è
unanimemente considerata non invasiva.
La TMS viene impiegata in campo diagnostico, terapeutico
e di ricerca.
Introduzione
La stimolazione magnetica transcranica è un'apparecchiatura
costituita da un generatore di corrente che produce
scariche e da una sonda (coil) stimolante posta a
diretto contatto con il cranio del paziente. La TMS
funziona secondo il principio dell'Induzione elettromagnetica.
Se vi è un passaggio di corrente entro una
bobina metallica (coil), si genera un campo elettromagnetico
perpendicolare al flusso di corrente presente nella
bobina. Posizionando un secondo conduttore (scalpo)
entro il campo magnetico, viene indotta corrente in
questo secondo mezzo. Si determina, pertanto, una
corrente indotta, in grado di produrre dei potenziali
di azione in neuroni eccitabili della corteccia. È
importante notare come gli effetti della tecnica non
dipendano direttamente dal campo magnetico, bensì
dal campo elettrico indotto, il quale provoca la depolarizzazione
neuronale.
Il campo elettrico generato dipende da diversi fattori.
Per quanto riguarda il coil, questo può avere
forme e dimensioni differenti, anche se attualmente
viene maggiormente impiegato il coil con la forma a
"8", che genera un campo elettrico più
focalizzato, fornendo un maggiore controllo dell'estensione
spaziale dell'eccitazione cerebrale. Lo stimolatore
è, poi, collegato ad una macchina che permette
di controllare l'intensità ed il numero di impulsi
inviati. Il limite dell' attuale tecnologia è
la capacità di indurre un'area di depolarizzazione
della profondità di solamente 1.5 - 2 cm sotto
la superficie dello scalpo, anche se è in grado
di influenzare anche cellule più distanti con
un meccanismo transinaptico [2]. I metodi di stimolazione
sono sostanzialmente due: il metodo a "singolo
impulso" (Single Pulse TMS) dove l'impulso consiste
in una singola scarica (intervallo tra impulsi >3
s) conferita al soggetto ed i "treni di impulsi"
(Repetitive TMS) dove l'impulso consiste in n scariche
in un periodo di tempo prestabilito; quest'ultima è
la tecnica che verrà presa in considerazione
in questo ambito. È da notare che, contrariamente
all'elettroshock, dov'è prodotta una depolarizzazione
neuronale massiva, in cui la teca cranica funge da resistenza,
i campi magnetici non sono deflessi o attenuati dai
tessuti e ciò rende questa tecnica più
focale e quindi mirata, oltre che indolore, non essendo
stimolati i recettori nocicettivi.
Campi di applicazione
La TMS viene impiegata in una vasta gamma di applicazioni
di ricerca, cliniche e terapeutiche che si occupano
del funzionamento del cervello umano.
Dal punto di vista clinico e di ricerca si spazia
dallo studio delle aree corticali primarie, alla plasticità
neurale, alle neuroscienze cognitive. La mappatura
funzionale, tramite la stimolazione magnetica transcranica,
permette di correlare le differenti aree cerebrali
motorie, sensoriali e cognitive, con le relative proprietà
funzionali e, conseguentemente, di prevedere quali
danni facciano seguito a determinate lesioni e di
osservare le modificazioni neurali che si hanno in
seguito a determinate patologie (plasticità
neurale). Vengono così stimolate le differenti
aree che si ipotizza siano deputate alle diverse funzioni
e si misurano le attività sensoriali e motorie
che vengono generate dalla stimolazione. La stimolazione
delle aree motorie primarie genera una contrazione
involontaria dei muscoli contralaterali, la sollecitazione
della corteccia somatosensoriale primaria interferisce
negativamente con la percezione tattile, mentre scotomi
e fosfeni possono essere percepiti con la stimolazione
dell'area visiva primaria. La TMS viene utilizzata
anche in combinazione con l'elettroencefalogramma
(EEG). La stimolazione magnetica è in grado
di sollecitare i neuroni superficiali della materia
grigia mentre l'EEG è in grado di registrare
l'attività elettrica cerebrale.
Nell'ambito delle neuroscienze cogntitive, la tecnica
è stata utilizzata allo scopo di studiare i
processi neurali legati alle attività delle
aree corticali superiori, all'interno di studi sulla
percezione, attenzione, apprendimento, linguaggio
e consapevolezza. La stimolazione magnetica transcranica
ripetitiva ad alta frequenza (> 1 Hz) può
generare un'interruzione transitoria e focale della
normale attività cerebrale, dando origine ad
una sorta di lesione temporanea e reversibile, riproducendo
così le condizioni che determinano il deficit.
In clinica psichiatrica il principale campo di utilizzo
della TMS è la terapia della depressione, ma
si sta sperimentando la sua utilità anche nel
disturbo ossessivo compulsivo (DOC), nel disturbi
allucinatori e nella dipendenza da cocaina.
Come si fa
La fase preliminare prevede che vengano definiti alcuni
parametri necessari all'impiego della tecnica della
TMS. Viene quindi individuato il livello di intensità
a cui la stimolazione deve essere effettuata. La soglia
motoria (MT) è definita come la minima intensità
di stimolazione magnetica (applicata a livello dell'area
motoria sinistra) in grado di evocare, almeno 5 volte
su 10 stimoli, un movimento involontario del muscolo
breve abduttore del pollice destro, rilevato visivamente.
L'eccitabilità corticale, infatti, è
una misura che varia considerevolmente in funzione
di diversi fattori tra i quali le caratteristiche
dello scalpo, la forma del cranio, la conduttività
elettrica nel tessuto corticale. Una volta individuata
la soglia motoria si può procedere all'applicazione
di stimolazioni ripetute (rTMS) ad una data percentuale
della soglia stessa.
Generalmente nel trattamento della depressione si
utilizzano intensità dall' 80 al 120% della
MT e viene stimolata la corteccia prefrontale dorsolaterale
(DLPFC) sinistra con TMS rapida, ovvero con una frequenza
solitamente compresa tra 5 e 20 Hz, e la DLPFC destra
con modalità lenta, ovvero <1 Hz. La durata
della stimolazione per la TMS rapida è in genere
di 2-10 secondi, con intervallo fra i treni di stimolazione
che va da pochi secondi a un minuto e mezzo. Per la
stimolazione lenta si utilizza, invece, un unico treno
di impulsi della durata di diversi minuti.
La scelta di tali parametri deriva da numerosi studi
che hanno messo a confronto gli effetti di stimolazioni
in sedi, a intensità e frequenze differenti.
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