TDCS de circuito cerrado en pacientes en estado de conciencia mínima

Durante los últimos 20 años, con el redescubrimiento y desarrollo de la estimulación cerebral no invasiva (NIBS); Técnicas como la estimulación de corriente continua transcraneal (tDCS) y la estimulación magnética transcraneal (TMS) han florecido gracias a los avances en imágenes funcionales, evaluaciones neurofisiológicas elegantes, modelado generado por computadora y, lo que es más importante, el trabajo preliminar de una metodología de investigación bien diseñada.

TDCS representa una técnica segura, económica y sencilla que podría integrarse fácilmente en los programas de rehabilitación. En un primer estudio cruzado, aleatorizado, doble ciego, controlado con simulación, se evaluó el efecto de una sola tDCS prefrontal en una población heterogénea de pacientes con trastornos de la conciencia (DOC), estado vegetativo (VS) y estado de conciencia mínima (MCS), agudo -subagudas (< 3 meses) y crónicas, con etiologías traumáticas o no traumáticas. A nivel individual, los respondedores tDCS se definieron como pacientes que presentaban un nuevo signo de conciencia (p. ej., seguimiento de órdenes, seguimiento visual, reconocimiento, manipulación o localización de objetos); después de la sesión activa de tDCS, que no estuvo presente antes ni durante la sesión simulada de tDCS. 13/30 pacientes en MCS mostraron una mejora relacionada con tDCS. 2 pacientes agudos (<3 meses) en VS de 25 mostraron una respuesta tDCS (es decir, mostró seguimiento de órdenes y seguimiento visual presente después de la estimulación anódica no presente al inicio o antes o después de la tDCS simulada). A nivel de grupo, se observó un efecto del tratamiento, medido por la Escala de Recuperación del Coma-Revisada (CRS-R) en el MCS pero no en el grupo de pacientes con VS. Además, no se observaron efectos secundarios relacionados con tDCS. En otro estudio controlado con simulación, se aplicó tDCS durante cinco días sobre la corteza motora primaria o sobre la corteza prefrontal izquierda en 10 pacientes crónicos con DOC. En este ensayo, el efecto de tDCS se evaluó hasta 12 meses después de la estimulación. Este estudio destacó que incluso los pacientes crónicos en DOC podrían mejorar y el efecto podría durar hasta 12 meses después de tDCS.

El Coma Science Group (Dr. Thibaut) y otros grupos han realizado varios estudios de tDCS. Hasta el momento, se han incluido un total de 221 pacientes con DOC en ocho estudios sin ningún evento adverso grave. Además, otros tres ensayos realizados por Naro et al., que incluyen un total de 59, tampoco informaron ningún evento adverso. Por lo tanto, tDCS aparece como una técnica segura, especialmente cuando la aplican expertos e investigadores altamente capacitados con una sólida formación tanto en estimulación cerebral no invasiva como en pacientes con trastornos de la conciencia.

Desde un punto de vista neurofisiológico, tDCS aumenta la excitabilidad neuronal al facilitar la liberación del potencial de acción y la modificación de la excitabilidad de los receptores NMDA. Además, tDCS puede fortalecer las conexiones sinápticas dinámicas relacionadas con la tarea. El efecto de una sola sesión de tDCS dura entre 60 y 90 minutos. Mientras que, cuando la estimulación se repite durante 10 a 20 sesiones, se ha encontrado que los efectos duran hasta 3 meses después del final de las sesiones de estimulación.

Un desafío importante en la aplicación de tDCS a pacientes con DOC es la variabilidad en la respuesta conductual individual. De hecho, en estudios previos realizados por Coma Science Group y otros grupos, la tasa de respondedores fue inconsistente entre los estudios. Como se indicó anteriormente, un respondedor es un paciente que mostró un nuevo signo de conciencia después de la aplicación de tDCS activo que nunca se observó antes ni antes o después de la estimulación simulada. Sin embargo, dada la especificidad de los diseños cruzados utilizados en estos estudios, esta definición se actualizó recientemente como un paciente que mostró un nuevo signo de conciencia por primera vez después de la aplicación de tDCS activo.

Los próximos pasos para optimizar las aplicaciones de tDCS incluyen una mejor identificación de antemano de los respondedores de tDCS. Con ese fin, Thibaut y sus colegas realizaron un estudio retrospectivo que comparó los perfiles de neuroimagen estructural y metabólica de pacientes que respondieron a tDCS (n = 8) y pacientes que no respondieron (n = 13), por medio de datos estructurales MRI T1 y 18 -Tomografía por emisión de posición con fluorodesoxiglucosa. Los resultados mostraron una mayor atrofia en los no respondedores en regiones que incluyen la DLPFC izquierda, la corteza prefrontal medial y el tálamo izquierdo en comparación con los respondedores. Las mismas áreas, así como el tálamo, eran hipometabólicas en los no respondedores en comparación con los respondedores. Esto sugiere que la respuesta a tDCS requiere al menos una preservación estructural y metabólica parcial del área estimulada, así como en áreas cerebrales subcorticales involucradas en la atención y la memoria de trabajo. Más tarde, los autores utilizaron la misma muestra y analizaron retrospectivamente la conectividad cerebral EEG en estado de reposo. Los resultados mostraron una mayor centralidad theta en los respondedores (en comparación con los no respondedores), lo que significa que este nuevo biomarcador se puede usar para predecir la respuesta de tDCS en pacientes con DOC (Thibaut et al. 2018). Otro componente clave de la capacidad de respuesta es el momento de los estímulos. De hecho, los pacientes con DOC suelen presentar fluctuaciones en la vigilancia que afectan su capacidad de respuesta a cualquier tipo de estímulo externo. Los pacientes en MCS incluso muestran una periodicidad de 70 minutos en estas fluctuaciones (rango 57-80), comparable a las fluctuaciones en la atención observadas en controles sanos, mientras que los pacientes en SV no presentan este tipo de periodicidad. Piarulli y sus colegas utilizaron la entropía espectral medida con EEG en reposo para resaltar la periodicidad de sus fluctuaciones y sugirieron que la variabilidad de la entropía espectral del EEG en MCS podría reflejar la fluctuación de la conciencia descrita anteriormente en esta población. Por lo tanto, la administración de tDCS durante ventanas de tiempo específicas (es decir, períodos de baja o alta excitación) podría influir en su eficacia clínica en pacientes con SQM, ya que se sabe que los efectos positivos de tDCS dependen del estado neuronal del cerebro. Con este fin, los avances recientes en tecnología de la información permiten la implementación de una configuración de circuito cerrado mediante cálculos complejos que se realizan en tiempo real. El uso de esta tecnología para apuntar a niveles específicos de vigilancia con tDCS en pacientes con MCS podría proporcionar información para comprender los patrones de respuesta a ese tratamiento y optimizar futuras aplicaciones.