Efectos de la estimulación eléctrica transcraneal en personas con accidente cerebrovascular

El accidente cerebrovascular es una de las principales causas de muerte y discapacidad en el mundo. La prevalencia del accidente cerebrovascular es alta en los países en desarrollo; por ejemplo, en Tailandia, el accidente cerebrovascular es una de las principales causas de muerte y discapacidad. La prevalencia estimada entre adultos de 45 años o más es del 1,88%, y la tasa de mortalidad por accidente cerebrovascular sigue aumentando en los últimos 5 años. A nivel mundial, el 87 por ciento de las personas con accidente cerebrovascular han sufrido un accidente cerebrovascular isquémico, mientras que el 13 por ciento sufrió un accidente cerebrovascular hemorrágico. El 57 por ciento de los casos de accidentes cerebrovasculares siguen siendo discapacidad, según lo informado por la organización mundial de accidentes cerebrovasculares. El deterioro motor es un límite importante después de un accidente cerebrovascular y afecta las actividades de la vida diaria. Los deterioros cognitivos (es decir, la función ejecutiva, la atención y la memoria) se observan comúnmente en los supervivientes de un accidente cerebrovascular, lo que puede provocar una disminución de la capacidad funcional y afectar la eficacia de la rehabilitación en el accidente cerebrovascular.

El accidente cerebrovascular se define como una explosión neurológica repentina causada por una alteración de la perfusión a través de los vasos sanguíneos hasta el cerebro. El accidente cerebrovascular isquémico es causado por un flujo sanguíneo deficiente y un suministro de oxígeno al cerebro, mientras que el accidente cerebrovascular hemorrágico es causado por sangrado o vasos sanguíneos con fugas, lo que resulta en la muerte celular. Después del ictus, la excitabilidad cortical disminuye en el hemisferio ipsilesional y aumenta en el hemisferio contralesional. En consecuencia, existe un desequilibrio en la inhibición interhemisférica (IHI) entre ambos hemisferios. La aparición del desequilibrio del IHI en pacientes con accidente cerebrovascular sigue sin estar clara, aunque sí se observa la aparición de deterioro motor desde el inicio. Sin embargo, el desequilibrio del IHI se mantiene durante toda la vida del accidente cerebrovascular. Se encontró que el desequilibrio del IHI se correlacionaba negativamente con la recuperación motora del accidente cerebrovascular; un mayor desequilibrio se asoció con un peor rendimiento motor. El desequilibrio del IHI no es una causa de una recuperación motora deficiente, sino que podría ser la consecuencia de procesos de recuperación subyacentes.

Una electroencefalografía (EEG) es una herramienta de medición no invasiva con alta resolución temporal, que puede detectar un resumen de las señales eléctricas postsinápticas de las neuronas piramidales en las capas corticales. El EEG es una medición útil después de un accidente cerebrovascular. Se ha descubierto que varias métricas están relacionadas con la recuperación en todas las fases del accidente cerebrovascular. Una revisión reciente de 2022 informó que el índice de simetría cerebral (BSI) y la potencia espectral son las métricas más eficaces para predecir la recuperación de un accidente cerebrovascular. BSI es uno de los parámetros derivados de EEG más populares que se utilizan para cuantificar la asimetría espectral media entre los dos hemisferios. Tiene un rango normal de 0 a 1, donde 0 indica simetría perfecta, mientras que 1 indica asimetría máxima. El BSI fue significativamente mayor en pacientes con accidente cerebrovascular, lo que indica asimetría cerebral en comparación con controles sanos. Van Putten y Tavy demostraron en personas con accidente cerebrovascular isquémico agudo que el BSI no cambió dentro de las 24 horas posteriores al accidente cerebrovascular; sin embargo, tuvo una correlación positiva entre la Escala de Accidentes Cerebrovasculares de los Institutos Nacionales de Salud ( NIHSS); un mayor deterioro, una mayor asimetría cerebral. Se informó que un valor más alto de BSI en la fase aguda a subaguda se asoció con un menor rendimiento motor en 4 semanas después, lo que implica que BSI posiblemente podría ayudar en el pronóstico del resultado motor durante la fase de recuperación del accidente cerebrovascular. Además, el análisis de potencia espectral en personas con accidente cerebrovascular mostró una fluctuación de la oscilación cerebral causada por la muerte celular, como un aumento de la potencia de baja frecuencia (delta y theta) en el hemisferio ipsilesional que se produjo tan pronto como un minuto después del accidente cerebrovascular, mientras que la potencia de alta frecuencia (alfa y beta) disminuyeron. Un aumento en la actividad delta después de un accidente cerebrovascular también se correlacionó negativamente con el funcionamiento cognitivo. La actividad cortical en la fase de recuperación puede representar la recuperación motora y la función cognitiva después del ictus. Un aumento de las ondas cerebrales de alta frecuencia (es decir, banda beta) se relaciona con mejorar la recuperación motora en las fases subagudas y crónicas del ictus. Además, el aumento de la banda alfa y la disminución de la banda delta se correlacionaron con una mejora de la función cognitiva en los supervivientes de un accidente cerebrovascular.

La recuperación motora después del ictus aumenta rápidamente en los primeros 3 meses (fase aguda a subaguda temprana) y una recuperación menos significativa posteriormente en la fase subaguda tardía (3-6 meses); luego, la recuperación espontánea conduce a un estado estable en su límite en la fase crónica ( >6 meses), pero la recuperación puede ampliarse hasta 2 años después del ictus tras recibir rehabilitación. Por lo tanto, la rehabilitación puede mejorar la recuperación del accidente cerebrovascular más allá de la recuperación espontánea en las fases subaguda y crónica. Hay dos factores que influyen en la recuperación del accidente cerebrovascular: 1) factores intrínsecos que son la edad, el sexo, la aparición del accidente cerebrovascular, el tipo de accidente cerebrovascular, la gravedad, las comorbilidades, el nivel socioeconómico y los perfiles genéticos, 2) factores extrínsecos como el apoyo del cuidador, la farmacología y la rehabilitación. programa que consta de enfoques ascendentes y descendentes. Se recomienda la rehabilitación después de un accidente cerebrovascular para mejorar la recuperación y reducir la discapacidad a largo plazo. La directriz de la American Stroke Association (ASA) ha recomendado que los pacientes con accidente cerebrovascular requieran una intervención terapéutica de al menos 3 veces por semana durante 20 a 60 minutos por sesión.

La estimulación cerebral no invasiva (NIBS), es decir, la estimulación eléctrica transcraneal (tES), es un enfoque de arriba hacia abajo que se ha recomendado utilizar como intervención complementaria en la rehabilitación posterior a un accidente cerebrovascular. Las técnicas tES más comunes utilizadas en la investigación son 1) estimulación transcraneal por corriente directa (tDCS) y 2) estimulación transcraneal por corriente alterna (tACS). La diferencia entre estas dos técnicas tES son las formas actuales obtenidas.

1. tDCS entrega corriente continua débil para modular la excitabilidad cortical con efectos específicos de polaridad. Dentro de una dosis limitada, la tDCS anódica mejora la excitabilidad cortical, mientras que la tDCS catódica la disminuye. Hay varios estudios que informan el efecto de la tDCS sobre el rendimiento físico y cognitivo en sujetos sanos, así como en personas con trastornos neurológicos. Para promover el reequilibrio del IHI, la tDCS se utiliza aplicando un electrodo anódico sobre el hemisferio ipsilesional y un electrodo catódico sobre el hemisferio contralesional simultáneamente, lo que se denomina tDCS dual o bilateral. Muchos metanálisis y estudios individuales demostraron que la tDCS bilateral sobre la corteza motora primaria (M1) fue más eficiente para mejorar el rendimiento motor de las extremidades superiores e inferiores en comparación con otros montajes. La mayoría de los estudios anteriores emplearon diferentes intensidades de 2 mA con una duración de estimulación de 20 minutos. Sin embargo, un metanálisis reciente sugirió que una duración de estimulación superior a 20 minutos para aumentar la duración de la estimulación y el número de sesiones de estimulación durante 15 a 20 sesiones fue efectiva para mejorar el efecto de la tDCS en la función motora. Para la función cognitiva, un metanálisis reciente informó el efecto positivo de la tDCS aplicada sobre la corteza prefrontal dorsolateral (DLPFC) en la recuperación de la función cognitiva en comparación con la simulación en la población con accidente cerebrovascular. Un estudio anterior informó que la tDCS dirigida a M1 combinada con entrenamiento motor podría mejorar el rendimiento motor y cognitivo, aunque el efecto puede ser menor en comparación con la dirigida a DLPFC.
2. tACS suministra corriente eléctrica alterna para modular la excitabilidad cortical y la oscilación cerebral endógena con la frecuencia específica. La actividad de las frecuencias alfa (8-12 Hz) y beta (13-30 Hz) es prominente en la corteza sensoriomotora humana durante el estado de reposo. Según un metanálisis, tACS administrado en el rango de frecuencia beta podría aumentar la excitabilidad cortical de la corteza motora primaria. Este efecto es particularmente pronunciado cuando la intensidad de la estimulación era superior a 1 mA. En poblaciones sanas, algunos estudios han demostrado que un beta-tACS aplicado sobre el M1 podría mejorar el aprendizaje motor, y se encontró un efecto mayor en comparación con alfa-tACS. Se informó la misma observación en la población con accidente cerebrovascular: beta-tACS (20 Hz) a 1 mA indujo mayores efectos de modulación en comparación con alfa-tACS (10 Hz a 1 mA en las regiones relacionadas con el motor). Diez sesiones de tACS a 2 mA sobre el M1 del hemisferio afectado con entrenamiento de la marcha podrían mejorar el rendimiento de la marcha en personas con accidente cerebrovascular crónico. tACS parece tener potencial para la recuperación motora después de un accidente cerebrovascular como otros NIBS, pero un número relevante de ensayos controlados aleatorios (ECA) en la población con accidente cerebrovascular es muy limitado en comparación con los de tDCS. Tanto el tDCS como el tACS son portátiles, fáciles de operar y solo inducen efectos adversos leves. Hasta ahora, existen pocos estudios que comparen los efectos de tDCS con tACS. En términos de eficacia en la alteración de la excitabilidad cortical, con patrones de estimulación similares (1,0 mA y 10 min), la tACS aumentó significativamente la excitabilidad cortical en comparación con la simulación en sujetos sanos; sin embargo, la tDCS no fue mayor que la simulación. En términos de rendimiento motor, tanto beta-tACS (20 Hz) como tDCS anódico sobre el M1 podrían aumentar el tiempo de reacción en sujetos sanos, sin diferencias significativas en la recuperación. Sin embargo, en personas con deterioro cognitivo leve, se demostró que tACS (40 Hz) aplicado sobre DLPFC a 2 mA aumenta la actividad beta y la función cognitiva en comparación con 2 mA-tDCS y la simulación. tACS pareció ser superior a tDCS para mejorar los resultados cognitivos.

Hasta ahora, no existe ningún estudio que compare los efectos de tDCS y tACS en la población con accidente cerebrovascular, especialmente en el rendimiento motor. Para mejorar el rendimiento motor, el M1 es el objetivo más común de estimulación eléctrica. Además, se ha informado que la estimulación M1 junto con el entrenamiento motor mejora el rendimiento motor y cognitivo. El presente estudio investigará los efectos de tDCS y tACS aplicados sobre M1 combinados con fisioterapia sobre la actividad cortical, los resultados motores y cognitivos en personas con accidente cerebrovascular en fase subaguda y crónica dentro de los 2 años posteriores al accidente cerebrovascular. Ambas técnicas tES se combinarán con fisioterapia convencional durante 15 sesiones (3 días por semana, 5 semanas) seguidas de entrenamiento motor según lo recomendado por la ASA. La actividad cortical será evaluada mediante EEG y servirá como resultado primario. Se analizará la potencia espectral absoluta de cada banda de frecuencia (alfa, beta, delta, theta). Además, el análisis de la actividad cerebral se centrará en el índice de simetría cerebral (BSI), que representa el equilibrio entre los hemisferios contralesional e ipsilesional. Los resultados clínicos se servirán como resultado secundario, ya que las evaluaciones del rendimiento de las extremidades superiores consistirán en la evaluación Fugl-Meyer de la parte superior (FMA-UE) y la prueba de función motora de Wolf (WMFT). Para el rendimiento de las extremidades inferiores se realizará la evaluación Fugl-Meyer de las inferiores (FMA-LE) y la prueba Timed Up and Go (TUG). Five Time Sit to Stand (FTST), análisis de la marcha y equilibrio mediante el software y la plataforma Zebris Force Distribution Measurement-T (FDM). La función cognitiva será examinada por la Evaluación Cognitiva de Montreal (MoCA) en versión tailandesa. Todos los resultados se evaluarán en los seguimientos antes, después de la intervención y al mes y a los 3 meses.