Antispastisk effekt av transkraniell magnetisk stimulering hos patienter med cerebral och spinal spasticitet (ANTMS)

Spasticitet associerad med överdriven aktivering av sträckreflexen, den andra inträffar när den övre motorneuronskadan (Young, 1994), vilket leder till en minskning av spinal hämning, manifesterad i minskningen av presynaptisk hämning av Ia-afferenter som kommer från muskelspindlarnas flexor ( Nielsen et al., 1995) och disinapticheskogo ömsesidig Ia-hämning av antagonistiska muskelafferenter (Meunier och Pierrot-Deseilligny, 1998; Nielsen et al., 2007), onormal aktivitet av Ib-afferenter från senan Golgi-komplex (autogen Ib-hämning), vilket resulterar i lindring istället för att hämma alfa-motoneuroner (Delwaide och Olivier, 1988), försämringen av motorneuroner hämmar rekkurentnogo Renshaw-celler (Katz och Pier-rot-Deseilligny, 1982, 1999).

Det finns två grundläggande modeller för spasticitet: cerebral (hemiplegisk) och spinal (paraplegicheskaya) (Nikitin, 2005). Cerebral modell lyser genom direkt skada i hjärnan och kännetecknas av ökad excitabilitet av de monosynaptiska reflexerna med snabba reflexer och utvecklingen av patologiskt karakteristisk hemiplegisk hållning. Modellen kännetecknas av spinal spasticitet motsatt lägre segmentell hämning polysynaptiska reflexer långsam ökning av nervös excitabilitet på grund av mekanismen för kumulativ excitation överexcitation av flexor- och extensormusklerna, samt expansion av området för segmentsvar (Nikitin, 2005). Enligt nyare studier är mekanismerna för cerebral och spinal spasticitet olika.

Enligt de flesta forskare kan ökad aktivitet (excitabilitet) av den motoriska cortex öka den hämmande effekten av kortikospinalkanalen och minska hyperaktivitet gamma- och alfamotorneuroner (Valero-Cabre, Pascual-Leone, 2005; Valero-Cabre et al., 2001; Valle et al., 2007). Enligt detta uttalande är en speciell plats i metoderna för korrigering av spasticitet kan ta neuromodulationstekniker, varav en är en rytmisk transkraniell magnetisk stimulering (RTMS). I de allmänt diskuterade verkningsmekanismerna RTMS för att minska spasticitet, förklarar dess effekt vid MS, ryggmärgsskada, stroke och cerebral pares (Nielsen et al., 1996; Kumru et al., 2010; Mori et al., 2011). Men hittills har avgörande bevis som förklarar mekanismerna minskat både spinal och cerebral spasticitet under RTMS inte.

Ur denna synvinkel är det särskilt intressant att studera excitabiliteten av den motoriska cortexen genom parad TMS till studien av fenomen vnutrikorkovogo inhibition of motor response (SISI i engelsk litteratur) och vnutrikorkovogo facilitate induced motor response (ICF på engelska) , som gör det möjligt att studera mekanismerna för differentierad hämning och excitation i centrala nervsystemet på olika nivåer (Chen et al., 1998).

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) är en teknik som å ena sidan kan betraktas som ett sätt att bedöma neyroplasticheskih processer, och å andra sidan, de speciella lägen, som neyromoduliruyuschego påverkan.

Vid bedömning av neyroplasticheskih processer med hjälp av TMS spelar en stor roll TMS kartläggning. Eftersom patienter som genomgår stroke, visade en signifikant minskning av kortikal projektion (karta) muskler i handen på sidan av den drabbade hemisfären (Nikitin, Kurenkov, 2003), pekar också på en förändring av kortikal excitabilitet. En speciell roll i utvärderingen av excitabiliteten av den kortikala representationen av muskler spelar fördubblar TMS vid olika intervall mellan stimuli. Denna teknik gör det möjligt att bedöma processerna intracrustal relationer: hämning och underlättande.

RTMS, som en metod för neuromodulering, används vid ett stort antal neurologiska sjukdomar: konsekvenser av stroke, Parkinsons sjukdom, epilepsi, smärta, etc. Med framgången för denna teknik tillämpas i spasticitet (t.ex. Mori et al., 2009).

Mekanismen för att modulera påverkan av TMS betraktas ur två perspektiv: påverkan på excitabiliteten hos kortikala och spinala centra.

RTMS lågfrekvens (1 Hz) används för att minska excitabiliteten hos den motoriska cortexen, vilket demonstreras av reducerad amplitud av motorsvar (WMO) (Chen et al., 1997). Högfrekvent stimulering (5 Hz) används för att öka kortikal excitabilitet - öka amplituden hos WMO (Berardelli et al., 1998). Kontinuerlig stimulering vid 5 Hz leder till förlängning av effekten.

Man tror att appliceringen av TMS på motorbarken är exciterade kortikospinalneuroner. Dessa neuroner, grundarna av kortikospinalkanalen påverkar alfa- och gammamotorneuronerna i ryggmärgen, Ia afferenter, interneuroner. Således bör användningen av TMS och leda till förändringar i nervcellers excitabilitet i ryggradsnivån. Huvudparametern för studiens elektrofysiologiska spinal excitabilitet är en H-reflex (liknande stretchreflex) (Mori et al., 2009). Det har visat sig att TMS kan ändra parametrarna för H-reflex inducerad från soleusmuskeln. TMS enstaka stimuli leder till förändringar i musklerna i de nedre extremiteterna, en minskning av frekvensen av presynaptisk hämning av Ia-afferenter (Meunier och Pierrot-Deseilligny, 1998). Dessutom leder magnetisk stimulering över tröskelvärdet av den motoriska cortexen med en frekvens på 5 Hz till att H-reflexen reduceras under 900 ms i underarmens muskler (Berardelli et al., 1998). Däremot minskade TMS för den motoriska cortexen vid 1 Hz amplituden för WMO (Touge et al., 2001), eller ökade effekten på H-reflexen (Valero-Cabre et al., 2001). Den visar också att stimuleringen inte förändrade M & A vid stimulering av perifera nerver, så att amplitudförhållandet H/M ökades (Valero-Cabre et al., 2001). Detta faktum indikerar att lågfrekvent stimulering kan underlätta monosynaptiska ryggmärgsreflexer genom att hämma effekter på kortikospinal excitabilitet i ryggmärgen.

Nyare studier har undersökt effekten av korta sessioner med 20-pulsstimulering av de kortikala representationsfötterna vid 5 Hz på ryggradsnivå. Fann att WMO soleus och tibialis anterior muskler steg ensamma, medan H-reflexen minskade med 1 sekund. RTMS 5 Hz orsakade också en ökning av långvarig depression av H-reflex från soleusmuskeln orsakad av stimulering av den gemensamma peronealnerven och minskade H-reflexfaciliteten under stimulering av femoralisnerven. Reduktion av H-reflexen vid högfrekvent TMS kan delvis förklaras av ökad presynaptisk hämning av Ia-afferenter (Perez et al., 2005). Denna mekanism kan betraktas som en av de möjliga effekterna av antispastisk TMS. Men hittills är frågan om de mekanismer som ligger bakom effekterna av TMS neyromodulyatsionnyh med spasticitet öppen.

Dessutom, för närvarande för studier av motoriska områden i hjärnan med metoden för transkraniell magnetisk stimulering (TMS) utöver stimulering av engångsincitament tillämpar också parad stimuleringsteknik som gör det möjligt att studera de lokala förändringarna i kortikal excitabilitet . Kärnan i parad stimulering är att konsekvent tjänat två magnetiska stimulanser, först på något område av hjärnan levereras konditionering, och sedan på den motoriska cortex - testa stimulans. Förändringar i kortikal excitabilitet mätt genom förändring i amplituden av motorsvar (WMO) för ångstimulering jämfört med amplituden för WMO som svar på isolerad teststimulus.

Den mest använda typen av parad stimulering är stimulering med subtröskel- och övertröskeltestningsstimulans, konsekvent applicerad på samma område av den motoriska cortex. I det här fallet, med hjälp av interpulsintervall på 1 till 5 ms observerade fenomen av den så kallade bromsning vnutrikorkovogo WMO, med interpulsintervall på 7 till 20 millisekunder - ett fenomen vnutrikorkovogo underlätta WMO (respektive SICI) och ICF i engelska A. et al., 2008). Många studier visar olika karaktär hos fenomenen SICI och ICF och frånvaron av direkt kommunikation mellan dem (V. Di Lazzaro et al., 2006). De höga lokaliseringsfenomenen SICI och ICF, deras beroende av magnetspolens position (Cathrin M. Butefisch et al., 2005, Liepert J. et al., 1998). Detta tyder på att subtila förändringar i studien av lokal kortikal excitabilitet med hjälp av den parade stimuleringen är att föredra framför TMS med möjlighet till exakt navigering, till exempel system för nTMS - NBS Eximia Nexstim. Studiet av excitabiliteten av den motoriska cortexen genom parad TMS till studien av fenomen och SISI ICF kan vara intressant för att studera patogenesen av spasticitet som vid hjärnskador och med nederlag av ryggmärgen. De fenomen som studeras parad TMS-stimulering, kommer att närma sig studiet av mekanismer för differentiell hämning och excitation i det centrala nervsystemet på olika nivåer.

I litteraturen finns det inga avgörande data om effekten av olika parametrar på RTMS vnutrikorkogo fenomen av hämning och underlättande i olika modeller av spasticitet.