Transkraniální magnetická stimulace

Transkraniální magnetická stimulace (TMS) je neinvazivní metoda sloužící ke stimulaci malých oblastí mozku. Během postupu se přikládá cívka do blízkosti hlavy, specificky oblasti, kterou chceme stimulovat. Tato cívky vytváří elektromagnetickou indukcí malé elektrické proudy vedoucí ke změnám aktivity v daných oblastech (určitě se podívejte na tato dvě videa ilustrující, jak lze magnetickou stimulací vyřadit specifická centra v mozku – 1 a 2).

TMS se používá diagnosticky v tzv. motorických evokovaných potenciálech (viz příslušný soubor v této složce), ale také terapeuticky – byla schválena k léčbě migrény a depresí nereagujících na léky. Postup však může vést k dyskomfortu pacienta, ve zřídkavých případech byly popsány přechodné kognitivní změny, ztráty sluchu nebo dokonce epileptické záchvaty.

Technické informace

TMS vytváří elektromagnetickou indukcí elektrický proud přes skalp a lebku bez nutnosti fyzického kontaktu. Modelování tohoto proudu je složité, jelikož mozek má nepravidelný tvar a okolní tkáně nevedou elektrický proud uniformně. Magnetické pole má podobnou intenzitu jako systémy MR (pro srovnání – magnetické pole Země má intenzitu asi 5 uT, elektromagnety na vrakovištích asi 1 T, systémy MR používané v klinické praxi 1,5 nebo 3 T, výzkumní systémy MR i vyšší). TMS je schopno ovlivnit i hlubší vrstvy mozku (asi do hloubky do 5 cm bez použití hluboké transkraniální magnetické stimulace, ta je schopna dosáhnout až 6 cm).

Přesný fyzikální i biologický podklad funkce TMS přesahuje tento text (v případě zájmu si určitě prostudujte texty uváděné na konci tohoto dokumentu).
V principu používáme dva typy (režimy) stimulace:

• Jednoduchá nebo párová TMS způsobující depolarizaci neuronů v mozkové kůře, tzn. uvolnění akčního potenciálu. Při použití na primární motorický kortex (oblast přímo řídící pohyby) vede ke svalové aktivitě – používá se při vyšetření motorických evokovaných potenciálů. Při použití v oblasti záhlaví (zraková kůra) vidí subjekt záblesky světla. Při ovlivnění mnoha oblastí mozku nemusí subjekt uvádět vědomý efekt, ovlivní však základní procesy probíhající v daných oblastech, co můžeme měřit jako pomalejší reakční dobu nebo nižší kognitivní výkon.
• Repetitivní TMS vede k dlouhodobějším účinkům, které přetrvávají po určitou dobu i po skončení stimulace. rTMS může v závislosti od frekvence, orientace cívky a intenzity zvyšovat nebo snižovat tendenci nervových buněk k aktivaci.

Použití v medicíně

O diagnostickém použití při měření motorických evokovaných potenciálů jsme již mluvili v jiné kapitole.

V terapeutické oblasti se mluvilo o použití u neuropatické bolesti, kde lze s určitým úspěchem použít vysokofrekvenční repetitivní TMS. Technologie byla schválena k použití u deprese (také vysokofrekvenční repetitivně TMS) na specifické oblasti v přední části mozku, někteří autoři obhajují také její efektivitu u schizofrenie. V mnoha dalších oblastech však byla prokázána pouze nízká nebo zanedbatelná účinnost, technologie byla dokonce testována u pacientů po mozkové smrti, v kómatu nebo perzistentních vegetativních stavech (stav podobný kómatu, pacient má otevřené oči, ale nevnímá). Přednedávnem bylo schváleno domácí zařízení k léčbě migrenózní bolesti hlavy (nalevo).

Výzkum

Výzkum za použití této technologie je rozsáhlý, zahrnuje komplexní studie, při kterých se vytváří „virtuální léze“ (viz videa v odkazu na začátku, kdy byla stimulací vyřazena řečová a další centra), umožňující analyzovat zpracování informací v lidském mozku. TMS byla testována u mechanických poškození centrálních či periferních nervových systémů, léčbě inkontinence, při umělém dýchání, dokonce jako alternativa elektrokonvulzivní terapie (lidově „elektrošoky“). Za posledních 20 let bylo publikováno více než 3 500 článků na toto téma a je pravděpodobné, že výzkum se bude dále rozšiřovat i u dalších onemocnění jako Alzheimerova nemoc, Parkinsonova nemoc, závislosti a bolesti, amyotrofická laterální skleróza a jiné.

Další zajímavé zdroje

• Velice zajímavá přednáška z Harvardu - Hacking the Brain: Neuroenhancement with Noninvasive Brain Stimulation
• Freeston, I; Barker, A (2007). "Transcranial magnetic stimulation". Scholarpedia 2 (10): 2936. doi:10.4249/scholarpedia.2936.