Eficacia de TDCS para el tratamiento de la disfunción de la memoria de trabajo y la depresión en la epilepsia del lóbulo temporal

La estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS) es una técnica poderosa para modular la actividad cerebral:

TDCS se basa en la aplicación de una corriente directa débil al cuero cabelludo que fluye entre dos electrodos relativamente grandes: ánodo y cátodo. Durante tDCS, se aplican corrientes constantes de baja amplitud (1-2 mA) a través de los electrodos del cuero cabelludo y penetran el cráneo para ingresar al cerebro. Aunque hay una derivación sustancial de corriente en el cuero cabelludo, suficiente corriente penetra en el cerebro para modificar el potencial neuronal transmembrana, como lo demuestran dos estudios de modelado recientes (Miranda et al. 2006; Wagner et al. 2007a), y así influir en el nivel de la excitabilidad y modular la velocidad de disparo de las neuronas individuales. Cuando se aplica tDCS durante un tiempo suficiente, la función cortical puede alterarse más allá del período de estimulación (Nitsche y Paulus 2001) y la dirección de los cambios de excitabilidad cortical depende de la orientación actual.

Varios estudios en animales bien realizados sobre los efectos de la tDCS que se remontan a las décadas de 1950 y 1960 mostraron que la tDCS es una técnica poderosa para modular la función cerebral. Estos estudios demostraron que las corrientes polarizantes aplicadas a la superficie del cerebro dan como resultado una modulación de la actividad cortical. La polarización anódica superficial de la corteza aumenta las descargas unitarias espontáneas (Burns 1954; Creutzfeld et al. 1962) e inicia la actividad paroxística (Goldring y O'Leary 1951), mientras que la polarización catódica generalmente deprime estos eventos. Además, la polarización superficial de bajo nivel facilita la adquisición de respuestas motoras aprendidas e induce cambios prolongados en los patrones de descargas de unidades corticales evocadas (Bindman et al. 1964). Finalmente, Púrpura et al. (1964), al estudiar las células del tracto piramidal de los gatos, demostraron que los períodos prolongados de polarización pueden producir cambios progresivos en la membrana y en el potencial postsináptico, así como efectos secundarios (Purpura y McMurtry 1965).

Con base en esta evidencia, se han realizado estudios humanos recientes y colectivamente han demostrado que la estimulación de la corteza motora (M1) con tDCS cambia la excitabilidad de la corteza motora dependiendo de la polaridad de la estimulación: mientras que la estimulación anódica aumenta la excitabilidad cortical, la estimulación catódica la disminuye (Nitsche et al. 2003; Nitsche y Paulus 2000; Nitsche y Paulus 2001). También se han descrito efectos moduladores similares en la corteza visual (Antal et al. 2004; Antal et al. 2001). Un estudio reciente de tDCS ha demostrado que la tDCS anódica de la corteza motora primaria no solo afecta la actividad cortical, sino que induce cambios significativos en la actividad talámica (Lang et al. 2005). Cabe señalar que la aplicación de tDCS en humanos ha avanzado significativamente en los últimos 10 años y, por lo tanto, es diferente de la aplicación humana utilizada en los años 60 y 70 (Wagner et al. 2007b)

Además, la tDCS ofrece varias ventajas en comparación con otras técnicas de estimulación cerebral no invasiva (es decir, estimulación magnética transcraneal repetitiva [rTMS]): (1) el tamaño pequeño de los electrodos y el estimulador, lo que permite el uso portátil, por ejemplo, en el hogar, (2) técnica simple y económica que se puede traducir fácilmente para su uso en la práctica clínica, (3) efectos duraderos: los efectos moduladores de tDCS duran más en comparación con rTMS, por ejemplo, 13 minutos de estimulación cambian la excitabilidad cerebral hasta 2 horas (Nitsche y Paulus 2001), y (4) cegamiento más fácil con tDCS simulado en el entorno de ensayos clínicos (Gandiga et al 2006)

Se ha demostrado que la estimulación prefrontal mejora la función cognitiva:

Ha habido varios estudios publicados recientemente que demuestran la mejora de la memoria de trabajo cuando se aplica estimulación tDCS a la corteza prefrontal lateral dorsal. Fregni et al (2005) estudiaron 15 sujetos normales. Los pacientes realizaron una tarea de memoria de trabajo de tres espaldas durante la tDCS anódica activa (estimuladora) de la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (DLPFC izquierda), estimulación simulada sobre la DLPFC izquierda, estimulación catódica (inhibitoria) de la DLPFC izquierda o estimulación anódica sobre la corteza motora primaria (M1). Los resultados de este estudio mostraron una mejora significativa en la memoria de trabajo indexada por la precisión de la tarea después de la tDCS anódica activa de la DLPFC izquierda. Las otras condiciones de estimulación, incluida la tDCS simulada, la tDCS anódica de DLPFC izquierda o la tDCS anódica de M1, no dieron como resultado un cambio significativo en el rendimiento de la tarea. De manera similar, Boggio et al (2007) también encontraron una mejora significativa en el desempeño de tareas afectivas de ir y venir en pacientes con depresión severa después del tratamiento con tDCS anódica en la DLPFC izquierda, independientemente del grado de mejora del estado de ánimo después de 10 días consecutivos de tDCS.

Por el contrario, ha habido alguna evidencia de que la inhibición catódica de la DLPFC derecha mejora el rendimiento de la memoria de trabajo en la misma tarea en pacientes deprimidos (Bermpohl et al 2006). Juntos, estos estudios sugieren que el aumento de la actividad de la DLPFC izquierda, ya sea directamente a través de la estimulación anódica o indirectamente a través de la inhibición catódica de la DLPFC derecha, es responsable de la mejora en el rendimiento de la memoria de trabajo.

La estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS) tiene un efecto antidepresivo significativo: la modulación de la corteza prefrontal con tDCS anódica se asocia con una mejora significativa en la depresión. Inicialmente, se investigó un ensayo preliminar, aleatorizado, controlado y doble ciego en el que se investigaron los efectos de cinco días de estimulación anódica de la DLPFC izquierda en 10 pacientes con depresión mayor. Todos los pacientes toleraron tDCS sin complicaciones. Al final del tratamiento, hubo 4 respondedores al tratamiento en el grupo activo frente a ningún respondedor en el grupo simulado. Los pacientes que recibieron estimulación activa tuvieron una disminución significativa en las puntuaciones de la escala de calificación de depresión de Hamilton (HDRS) y el inventario de depresión de Beck (BDI) en comparación con el valor inicial, lo que no se observó en los pacientes que recibieron estimulación simulada (Fregni et al. 2006b).

En un ensayo clínico de seguimiento, doble ciego, de grupos paralelos con 40 pacientes con depresión mayor, se eliminó la medicación de los pacientes y se aleatorizaron en tres grupos de tratamiento: tDCS anódica de la DLPFC izquierda (grupo activo); tDCS anódica de la corteza occipital (grupo de control activo) y tDCS simulado (grupo de control de placebo). tDCS se aplicó durante 10 sesiones durante un período de 2 semanas. El estado de ánimo fue evaluado por un evaluador ciego utilizando HDRS y BDI. El tratamiento fue bien tolerado con efectos secundarios mínimos que se distribuyeron por igual entre todos los grupos de tratamiento. Este estudio mostró reducciones significativamente mayores en las puntuaciones de depresión después de la tDCS con DLPFC izquierda (reducción de HDRS del 40,4 % (±25,8 %)) en comparación con la occipital (reducción de HDRS del 21,3 % (±12,9 %)) y la tDCS simulada (reducción de HDRS del 10,4 %). (±36,6%)). Los efectos beneficiosos de tDCS en el grupo DLPFC persistieron durante 1 mes después del final del tratamiento (Boggio et al. 2008).

De manera similar, en otro estudio longitudinal sobre la depresión realizado por Rigonatti et al (2008), las aplicaciones en serie de tDCS anódicas (estimuladoras) aplicadas a la corteza prefrontal (10 sesiones de 2 mA cada una) tuvieron un efecto similar en la reducción de los síntomas depresivos según lo medido por Beck Depression Puntuaciones de inventario como fluoxetina incluso 6 semanas después del tratamiento. Sin embargo, los efectos de la tDCS fueron más inmediatos que los de la fluoxetina19.

En resumen, la tDCS de la DLPFC izquierda parece ser capaz de inducir mejoras afectivas y cognitivas positivas significativas en pacientes normales y pacientes con depresión significativa. Por lo tanto, en esta propuesta probaremos si la estimulación prefrontal prolongada se asocia con cambios clínicamente significativos en la función afectiva y cognitiva sin empeorar la actividad epileptiforme o la frecuencia de las convulsiones. Los resultados de este estudio piloto tendrán un impacto clínico significativo para el tratamiento de las comorbilidades neuropsiquiátricas de los pacientes con epilepsia del lóbulo temporal.