Транскраниальная магнитная стимуляция

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
rTMS-установка для исследования на грызунах.
Установка для человека

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС, англ. Transcranial magnetic stimulation, TMS) — метод, позволяющий неинвазивно стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов. В отличие от транскраниальной электрической стимуляции (ТЭС), ТМС не сопряжена с болевыми ощущениями и поэтому может применяться в качестве диагностической процедуры в амбулаторных условиях. Магнитный импульс, генерируемый ТМС, представляет собой быстро меняющееся во времени магнитное поле, которое продуцируется вокруг электромагнитной катушки (Magnetic coil) во время прохождения в ней тока высокого напряжения после разряда мощного конденсатора (магнитного стимулятора). Магнитные стимуляторы, используемые сегодня в медицине, способны генерировать магнитное поле интенсивностью до 2 Тесла, что позволяет стимулировать элементы коры головного мозга на глубине до 2 см. В зависимости от конфигурации электромагнитной катушки, ТМС может активировать различные по площади участки коры, то есть быть либо 1) локальным, что дает возможность избирательно стимулировать специфические области коры, либо 2) широким, что позволяет стимулировать обширные зоны коры или одновременно стимулировать различные её отделы.

При стимуляции моторной зоны коры головного мозга ТМС вызывает сокращение соответствующих периферических мышц согласно их топографическому представительству в коре. Так например, при использовании фокальной восьми-образной электромагнитной катушки (Figure-of-eight coil) наиболее оптимальным местом стимуляции для получения моторных ответов из дистальных мышц нижних конечностей является вертекс (Vertex), а для стимуляции моторной зоны кисти необходимо переместить катушку от вертекса латерально на 5-7 см. Моторные ответы вызываемые ТМС (Моторные вызванные потенциалы (МВП), Motor Evoked Potentials (MEPs)) можно зарегистрировать используя метод электромиографии (EMG) при помощи электродов прикрепляемых на кожу в области той мышцы (или мышц), которая принимает участие в моторной реакции на ТМС. Регистрация МВП применяется для измерения центрального времени проведения по моторным проводящим путям (Central motor conduction time, CMCT) и исследования кортико-спинальной возбудимости (Cortico-spinal excitability). Важно отметить, что ТМС возбуждает центральные моторные проводящие пути (пирамидный тракт) не прямым способом, как это делает ТЭС, а посредством активации интернейронов с последующей синаптической передачей возбуждения на пирамидные нейроны. Поэтому любые нарушения синаптичесой функции приводят к снижению амплитуды и удлинению латентности МВП. Поскольку наркотические препараты снижают активность экситаторных синапсов и, таким образом, подавляют моторные ответы вызываемые ТМС, данный метод не может быть использован для интраоперативного мониторинга в условиях наркоза. Поэтому во время нейрохирургических, ортопедических и других операциях используется ТЭС. С другой стороны, высокая чувствительность МВП к изменениям синаптической активности, позволяет производить оценку возбудимости моторной системы головного мозга (cortical excitability), включая ее возбуждающие (экситаторные, excitatory) и тормозные (ингибиторные, inhibitory) компоненты.

Исследование ингибиторных процессов мозга при помощи ТМС является возможным благодаря способности ТМС возбуждать ингибиторные нейроны коры. Существует несколько методов регистрации ингибиторных ответов при помощи ТМС. Первый, методологически наиболее простой способ заключается в измерении продолжительности подавления спонтанной мышечной активности после предъявления магнитного стимула. Этот метод получил название «Кортикальный тихий период» (Cortical Silent Period) и позволяет произвести оценку длинно-латентной корковой ингибиции (GABA-B). Данный вид ингибиторной функции наиболее чувствителен к нарушениям активности базальных ганглиев (например, при экстрапирамидальных расстройствах, дистонии, болезни Паркинсона и других поражениях базальных структур) и поэтому его изменение может служить вспомогательным показателем при диагностике заболеваний базальных ганглиев. Недостатком данного метода является то, что продолжительность подавления мышечной активности в ответ на ТМС зависит не только от выраженности ингибиторной активности коры, но и от интенсивности ТМС. При увеличении интенсивности магнитного раздражения кортикальный тихий период удлиняется и может прерываться коротким всплеском мышечной активности (то есть разделяться на две составляющие). Это затрудняет оценку индивидуального уровня GABA-B ингибиции и диагностику ее нарушений.

Другим подходом к изучению возбудимости коры головного мозга является метод парной магнитной стимуляции (Paired-pulse TMS). Он основан на измерении амплитуды моторного вызванного потенциала при предъявлении двух магнитных стимулов разной интенсивности и на различных межстимульных интервалах (МСИ). Интесивность первого стимула устанавливается ниже моторного порога, то есть первый стимул в отдельности не вызывает никаких моторных ответов. Интенсивность второго стимула выбирается так, чтобы он при единичной стимуляции вызывал моторный потенциал амплитудой 0.8-1 миливольта. При парной стимуляции на межстимульных интервалах от 1 до 6 милисекунд, происходит снижение амплитуды моторного вызванного потенциала и степень этого снижения отражает уровень коротко-латентной ингибиции (GABA-A).

См. также[править | править исходный текст]