Formazione di stimolazione cerebrale non invasiva (TrainingNIBS)

Introduzione La TMS è una stimolazione neuronale non invasiva delle aree superficiali del cervello che sin dalla sua introduzione nel 1985 è stata frequentemente utilizzata in neurologia come strumento diagnostico e di ricerca. La TMS utilizza campi magnetici per indurre correnti elettriche che attraversano i neuroni depolarizzanti del tessuto nervoso e i movimenti riprodotti generati vengono registrati come potenziali dell'elettromiografo. La TMS è in grado di esplorare la funzionalità del sistema cortico-spinale, misurare l'eccitabilità corticale, le caratteristiche della mappa corticale e valutare i modulatori cerebrali.

La stimolazione magnetica transcranica ripetitiva (rTMS) è frequentemente utilizzata in campo sperimentale per scansioni della funzione corticale e modulazione della plasticità corticale intrinseca. In particolare, la rTMS ad alta frequenza ha effetti facilitanti sull'eccitabilità cortico-spinale e quella a bassa frequenza è solitamente inibitoria. La rTMS è una metodica di estremo interesse per il possibile ruolo terapeutico in condizioni di alterata eccitabilità cerebrale, sia psichiatriche (schizofrenia, disturbo da stress post-traumatico, disturbo ossessivo-compulsivo, depressione maggiore) che neurologiche (epilessia, ictus, malattie degenerative). A livello sperimentale, la stimolazione effettiva viene confrontata con uno stimolo inattivo chiamato sham, che funge da condizione di controllo.

La stimolazione elettrica transcranica diretta (tDCS) richiede l'applicazione di deboli correnti elettriche direttamente alla testa per diversi minuti. Queste correnti generano un campo elettrico che modula l'attività neurale in base alla modalità di applicazione. tDCS altera la velocità di scarica dei neuroni. Infatti, la polarizzazione catodica applicata alla corteccia motoria può indurre una forte riduzione dell'eccitabilità corticale, mentre la polarizzazione anodica aumenta l'eccitabilità della corteccia motoria. Gli effetti a breve termine della tDCS sono probabilmente dovuti a un cambiamento nella polarizzazione della membrana neurale. Analogamente a rTMS, questi cambiamenti durano anche dopo la fine della stimolazione per periodi che vanno da minuti a ore. Pertanto, tDCS può modificare le prestazioni in molti compiti cognitivi.

La stimolazione cerebrale non invasiva ha dimostrato un potenziale per il trattamento di disturbi neurologici come dolore cronico, morbo di Parkinson, abbandono, afasia, memoria, deficit motorio ed epilessia. In generale, le tecniche di stimolazione cerebrale non invasive hanno dimostrato di indurre cambiamenti nella plasticità corticale che possono durare anche oltre la fine del periodo di stimolazione. Considerando questo potenziale, c'è un crescente interesse per l'applicazione di queste tecniche in campo terapeutico.

Nel nostro studio, suggeriamo di valutare eventuali variazioni del tono muscolare degli arti inferiori a seguito di stimolazione magnetica transcranica ripetitiva ad alta frequenza (rTMS) in pazienti con sclerosi multipla con pattern recidivante-remittente senza evidenza di aree di demielinizzazione midollare. rTMS consente la modulazione dell'eccitabilità intracorticale e può quindi modificare il controllo dell'eccitabilità spinale.

I disturbi sensoriali sono frequentemente osservati all'interno dei disturbi neurologici e sono una possibile causa di disabilità. Recenti studi basati su tecniche di stimolazione non invasive hanno mostrato interessanti risultati nella modulazione delle funzioni sensoriali tattili in soggetti sani. tDCS è in grado di indurre un cambiamento plastico nelle aree motorie e somatosensoriali. Diversi studi hanno riportato la stimolazione anodica della tDCS che può ridurre sia il dolore cronico che quello acuto in diverse condizioni. Inoltre, la stimolazione anodica tDCS può migliorare la perdita di sensibilità tattile derivante dalla sclerosi multipla.

La maggior parte dei pazienti con malattia di Parkinson si sviluppa dopo diversi anni di trattamento con una serie di complicazioni cliniche, tra cui discinesie, movimenti patologici involontari, a volte francamente, distonici. Fenomeni patologici di potenziamento a lungo termine (LTP) sono stati osservati nello stigma dei ratti parkinsoniani che hanno sviluppato discinesie in seguito al trattamento con L-dopa. La stimolazione elettrica a bassa frequenza di singole cellule induce un'inversione delle risposte sinaptiche potenziate, un fenomeno noto come depotenziamento.

Diversi autori hanno osservato che nei pazienti con distonia focale vi è una mancanza di inibizione intracorticale dei controlli. Uno studio pilota ha esaminato gli effetti della rTMS lenta sulla corteccia motoria, evidenziando la normalizzazione dell'inibizione intracorticale e il miglioramento dei sintomi clinici.

Il ruolo della TMS nel trattamento della depressione maggiore resistente ai farmaci è stato ampiamente definito. Alcuni dei primi studi hanno dimostrato che una stimolazione focale ad alta frequenza della corteccia prefrontale sinistra (DLPFC) ha indotto un miglioramento dei sintomi, quantificabile come una riduzione del punteggio alla Hamilton Depression Rating Scale, probabilmente attraverso un aumento del contenuto di monoammine cerebrali. Gli studi sul flusso sanguigno cerebrale hanno anche mostrato un aumento dell'attività nella DLPFC stimolata.

È ormai accettato che la rTMS abbia la stessa efficacia, nella più potente depressione farmacoresistente, della terapia elettroconvulsivante, con effetti collaterali praticamente nulli.

Ipotesi Sulla base di questi presupposti, l'ipotesi alla base di questo progetto è che l'uso terapeutico della stimolazione cranica - elettrica o magnetica - possa aiutare il recupero di vari sintomi di lesioni cerebrali.

Obiettivi specifici Questo studio mira a fornire dati preliminari sui benefici dell'utilizzo della stimolazione corticale per recuperare vari sintomi di lesioni cerebrali. Ciò sarà reso possibile grazie alle competenze specifiche di un team multidisciplinare di neurologi e fisiatri, operatori sanitari quali fisioterapisti, terapisti occupazionali, psicologi, logopedisti e al supporto di un ingegnere biomedico. Queste figure professionali sono già disponibili presso la Neurochirurgia UCK dell'IRCCS Neuromed diretta dal proponente e collaborano attivamente per ottimizzare l'esercizio terapeutico dei pazienti con danno neurologico.

Popolazione oggetto dello studio La stima del campione è stata effettuata per analogia dopo un'analisi della letteratura. Considerando il rischio di abbandono piuttosto elevato, la nostra intenzione è quella di reclutare almeno 100 soggetti in una popolazione di pazienti con danno cerebrale che sono coinvolti nel reparto neurologico dell'IRCCS. Neuromed di Pozzilli, caratterizzato dai sintomi di seguito descritti nei criteri di inclusione I criteri di inclusione ed esclusione sono di seguito specificati.

Disegno sperimentale Studio prospettico in doppio cieco, tra gruppi paralleli randomizzati, controllati con placebo.

I pazienti verranno sottoposti ad un programma di stimolazione cerebrale di seguito elencato e differenziato in base al tipo di sintomo presentato. Tutte le terapie convenzionali assunte dai pazienti verranno registrate dagli operatori. I pazienti saranno divisi in gruppi di stimolazione e Sham (controllo) e saranno valutati al tempo zero prima di iniziare il trattamento (T-0W) dopo 6 settimane per valutare gli effetti alla fine del trattamento (T-6W) e a 12 settimane (T -12W) per valutare il mantenimento degli effetti a lungo termine. La randomizzazione sarà bilanciata in base all'età, al sesso e alla scolarizzazione.

L'approccio fisioterapico o logopedico sarà diverso tra i pazienti considerando i diversi tipi di danno cerebrale e i diversi livelli di disabilità, a seconda del team dell'unità di riabilitazione per ciascun caso.

I pazienti con spasticità saranno valutati clinicamente, utilizzando una scala clinica per quantificare il tono muscolare nei vari distretti (scala di Ashworth) e neurofisiologicamente elicitando il riflesso H. I parametri elettrofisiologici rilevati saranno: risposta M, riflesso H e relativo rapporto M/H. I pazienti con spasticità agli arti inferiori saranno arruolati in terapia continua con interferone e liberi da cortisone per almeno 30 giorni.

Il runtime rTMS verrà applicato al motore a riposo (RMT) sull'area motoria primaria per l'arto inferiore, 5 Hz (eccitatorio) con 20 treni di 10 sec (50 stimoli di treno, 1000 stimoli totali) con intervalli tra gli alberi di 30 secondi (totale 22 min. Ca) sulla corteccia motoria primaria per l'arto inferiore e misureremo il riflesso H prima e dopo la sessione di stimolazione. Il trattamento durerà 2 settimane con sedute giornaliere.

Discinesia Saranno arruolati pazienti con anamnesi di trattamento discontinuo con L-dopa diagnosticata clinicamente.

Verranno somministrati rTMS per 7 giorni consecutivi con i seguenti parametri di stimolazione: frequenza 1 Hz; 90% di intensità della soglia motoria attiva; Durata treno 899 sec (900 stimoli). Al termine di ogni singola seduta di stimolazione i pazienti saranno sottoposti a valutazione neurologica dei sintomi.

Deficit sensoriali Saranno arruolati pazienti con ridotta sensibilità tattile agli arti superiori o inferiori. Saranno esclusi i pazienti con neuropatia periferica, disturbi psichiatrici, deficit cognitivi, epilessia. La stimolazione TDCS verrà somministrata per 5 giorni consecutivi a 2 mA per 20 minuti. L'anodo sarà posizionato 2 cm dietro i punti C3/C4 dell'emisfero difettoso. L'elettrodo di riferimento sarà posizionato sopra la regione di controllo controlaterale. La stimolazione fittizia avrà gli stessi parametri. La valutazione clinica sarà effettuata prima e dopo il trattamento, ea distanza di 1, 2 e 4 settimane.

Dolore I pazienti con dolore neuropatico agli arti superiori o inferiori, punteggio VAS di almeno 40, saranno arruolati in assenza di trattamento analgesico per almeno un mese. Saranno esclusi i soggetti con dolore neuropatico periferico, cefalea, disturbi psichiatrici, deficit cognitivi, epilessia. La stimolazione TDCS sarà somministrata come sopra. L'anodo sarà posizionato 2 cm dietro i punti difettosi dell'emisfero del CP. L'elettrodo di riferimento sarà posizionato sopra la regione di controllo controlaterale. La valutazione clinica sarà effettuata prima e dopo il trattamento, ea distanza di 1, 2 e 4 settimane.

Afasia Saranno arruolati pazienti con disturbi simil-influenzali e del linguaggio non fluente, valutati mediante scale cliniche e visite cliniche. La stimolazione TDCS verrà somministrata per 5 giorni consecutivi, seguiti da 2 giorni di pausa e successivi 5 giorni di stimolazione da 1 mA per 20 minuti. L'anodo sarà situato a livello dell'area di Broca o Wernicke. Il catodo sarà posto sull'area di controparte omologa dell'anodo. La terapia logopedica sarà accoppiata alla vera stimolazione tDCS e sham. La valutazione clinica sarà effettuata prima e dopo il trattamento, ea distanza di 1, 2 e 4 settimane.

Disfagia Saranno arruolati pazienti con disturbi della deglutizione, valutati mediante scale cliniche, visita logopedica, visita otorinolaringoiatrica. La stimolazione TDCS verrà somministrata per 5 giorni consecutivi a 2 mA per 20 minuti. L'anodo sarà posizionato a livello della corteccia motoria dominante per controllare i muscoli della deglutizione. L'elettrodo di riferimento sarà posizionato sopra la regione di controllo controlaterale. La terapia logopedica sarà accoppiata alla vera stimolazione tDCS e sham. La valutazione clinica sarà effettuata prima e dopo il trattamento, ea distanza di 1, 2 e 4 settimane mediante valutazione logopedica, neurofisiologica e ORL.

Depressione maggiore Nello studio verranno arruolati 15 pazienti con depressione maggiore DSM-IV diagnosticata con comprovata resistenza ai farmaci. Di questi, cinque saranno sottoposti a rTMS della corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra (DLPFC), cinque a rTMS della DLPFC destra e cinque a stimolazione fittizia. Lo studio sarà condotto in singolo cieco. La sessione rTMS durerà (15) giorni consecutivi. I parametri di stimolazione saranno: frequenza 10 Hz; Intensità RMT 100%; Durata treno 10 sec (100 stimoli); Intervallo inter-treno 1 minuto; N. Totale dei terrori 12; Durata di una seduta circa 13 minuti. La scala di valutazione della depressione di Hamilton verrà somministrata il primo giorno prima della stimolazione e l'ultimo giorno dopo la stimolazione.

Risultati attesi Il presente studio mira a fornire dati preliminari sui benefici della stimolazione corticale per il recupero di vari sintomi di lesioni cerebrali.

Il risultato atteso è che l'allenamento di neurostimolazione potenzia il recupero dei vari sintomi considerati nel presente studio, con conseguente danno cerebrale.