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Revista Colombiana de Psiquiatría

Print version ISSN 0034-7450

rev.colomb.psiquiatr. vol.31 no.4 Bogotá Oct./Dec. 2002

 

ARTÍCULO ORIGINAL

Estimulación magnética transcraneana (EMT)

 

Hernán Bobadilla, M.D. 1 , Marco Fierro, M.D. 2

(1) Médico psiquiatra, Clínica Nuestra Señora de la Paz. Docente del programa de posgrado Clínica Nuestra Señora de la Paz.
(2) Médico psiquiatra.


Resumen

La estimulación magnética transcraneana (EMT) es una técnica neurofisiológica nueva que permite inducir una corriente eléctrica en el interior del cerebro mediante un campo magnético que atraviesa el cuero cabelludo y el cráneo sin causar dolor. Debido a esto no se requiere anestesia alguna.

Existen dos tipos de aplicación: EMT simple y EMT repetitiva (EMTr). La primera hace referencia a la aplicación de estímulos únicos. La EMTr es la aplicación de estímulos repetidos con regularidad a una misma zona de la corteza cerebral.

La EMT es segura y no tiene efectos colaterales la mayoría de las veces. No obstante, los más frecuentes son la presencia de cefalea o dolor en el cuello, leves en intensidad y ceden fácilmente con Aspirina o acetaminofén. Las contraindicaciones absolutas incluyen a las personas que tengan algún objeto metálico en la cabeza, con excepción de las prótesis dentales. También quienes tienen implantado marcapasos, bombas de infusión y aumento de la presión endocraneana. En personas con antecedentes personales o familiares de epilepsia debe guardarse especial precaución, debido al riesgo de convulsiones.

La EMT se está estudiando como un tratamiento potencial para la depresión y otros trastornos neurológicos y psiquiátricos. Algunos estudios sugieren su utilidad en lugar de la terapia electroconvulsiva en pacientes con depresión resistente al tratamiento con antidepresivos.

Palabras clave: estimulación magnética transcraneana, tratamiento, trastornos del humor.


Abstract

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a new neurophysiologic technique that allows the induction of a electrical current in the brain using a magnetic field that can penetrate the subject's scalp and skull. The effect of the magnetic field and the induction of the current in the brain are not painful. The procedure is done while the subject is awake and no anesthesia is needed.

There are two kinds of administration: single-pulse TMS and repetitive TMS (rTMS). Single-pulse TMS is the administration of single stimulus.

rTMS is the administration of repetitive stimulus to same area of cerebral cortex. TMS is safe and free of side-effects in most situations. However, there are some adverse effects. The principal is the induction of a muscle tension headache or a neck ache in approximately 3 of every 100 subjects studied. These are generally mild and respond easily to an aspirin or acetaminophen.

There are relative and absolute contraindications to rTMS. rTMS should not be in patients with metal anywhere in the head, excluding the mouth, in subjects with cardiac pacemakers and implanted medication pumps, in patients with electrodes inside the heart and in persons with increased intracranial pressure. Subjects with a history of seizures or a family history of epilepsy are at increased risk of a seizure and caution is needed when applying rTMS to this persons.

TMS is being studied as a potential treatment for depression and other neurologic and psychiatric disorders. Some studies have suggested that repetitive TMS may be very useful instead of electroconvulsive therapy in treatment of drug-resistant depression.

Key words: transcranial magnetic stimulation, moods disorders treatment.


La estimulación magnética transcraneana (transcraneal magnetic stimulation o TMS por su sigla en inglés) es un medio, así como lo señala su nombre, de estimulación no invasivo de la corteza cerebral humana. Esta herramienta, recientemente incorporada al campo de las neurociencias, ha generado un entusiasmo creciente en la comunidad científica, por su eficacia potencial en el tratamiento de varios trastornos neuropsiquiátricos.

Desde el desarrollo, por Barker, Jalinous y Freeston, en 1985, del primer estimulador compacto y aplicable en la práctica neurofisiológica, la utilización de pulsos magnéticos simples ha mostrado ser de gran utilidad en el estudio de las vías motoras centrales y periféricas, tanto en pacientes como en sujetos sanos, lo cual ha llevado a utilizarla como medio para el diagnóstico en neurología y también en el estudio de funciones cognoscitivas superiores (1). El desarrollo en 1987 de estimuladores magnéticos capaces de generar estímulos repetitivos a frecuencias de hasta 60 Hz ha expandido notablemente las aplicaciones de la estimulación magnética transcraneana (EMT) en el campo de la neurociencia cognoscitiva. Actualmente se utiliza en el tratamiento de diferentes trastornos neuropsiquiátricos, especialmente los depresivos. Además, se está investigando su posible aplicación en los trastornos de ansiedad y bipolares (2),(3).

En el presente artículo se presenta una revisión de aspectos generales de la EMT: principios básicos y neurofisiológicos, eficacia, tolerancia, seguridad, así como aplicaciones clínicas tanto en el campo de la psiquiatría como de la neurología.

Principios técnicos y neurofisiológicos

El estimulador magnético se compone de un banco de condensadores que almacenan el voltaje necesario, en función de las condiciones de intensidad y de amplitud del estímulo requeridas, para generar un campo magnético en la bobina de estimulación.

El voltaje de la corriente primaria y la geometría de la bobina de estimulación determinan la amplitud y la forma del campo magnético generado, el que a su vez determina la densidad y la focalización de la corriente secundaria inducida en el tejido. Se puede decir, por lo tanto, que la EMT proporciona una vía de estimulación cortical sin electrodos, donde el campo magnético inducido en la bobina actúa de puente entre la corriente primaria (generada en los condensadores) y la corriente secundaria (creada en el tejido estimulado). (4)

De este modo, basándose en los estudios realizados en la última década acerca de los principios técnicos de la EMT y de sus bases neurofisiológicas, se distinguen dos tipos de aplicación: EMT simple y EMT repetitiva (EMTr). La primera hace referencia a la aplicación de estímulos únicos. La EMTr es la aplicación de estímulos repetidos con regularidad a una misma zona de la corteza cerebral. A su vez, se establece la diferenciación entre EMTr rápida, o de alta frecuencia, cuando se utilizan frecuencias de estimulación por encima de un Hz, y EMTr lenta, o de baja frecuencia, cuando se utilizan frecuencias de un Hz o inferiores. Esta clasificación se basa tanto en los efectos fisiológicos como en el riesgo relativo de efectos secundarios (5),(6).

El campo magnético generado en la bobina y aplicado en la superficie craneana origina una corriente eléctrica en el área cortical subyacente. Este fenómeno da lugar a la despolarización de la membrana de las células nerviosas y al inicio de un potencial de acción, el cual se propagará a lo largo de las membrana con ayuda de los mecanismos habituales de conducción nerviosa. Aún están por esclarecerse los mecanismos neurobiológicos activados a partir de los cambios mencionados.

Seguridad e inocuidad de la EMT

La seguridad de la EMT está avalada por la larga experiencia derivada de los estudios con estimulación magnética cortical en animales y humanos. La información acumulada desde 1985 sugiere la ausencia de efectos adversos colaterales derivados de la aplicación de pulsos simples en sujetos normales, aunque podría inducir crisis epilépticas en personas con lesiones cerebrales estructurales (7).

Sin embargo, la estimulación magnética transcraneana de pulsos repetidos (EMTr) podría ocasionar cefaleas, cambios temporales del umbral de estimulación auditivo y acúfenos, todos de leve intensidad. Se ha descrito, además, como complicación más relevante, la posibilidad de inducir crisis epilépticas en pacientes con epilepsia e incluso en sujetos normales (menos del 0,1%) (7). Estas crisis epilépticas son aisladas, no originan ningún tipo de secuela, no ocasionan la aparición de focos epilépticos ni requieren atención específica posterior más que la exigida por la misma crisis en el momento de producirse.

Se han realizado estudios con el propósito de conocer y ahondar en los mecanismos que conducen a este fenómeno y determinar los parámetros de estimulación (intensidad, frecuencia, duración de la serie, número e intervalos) que se consideran seguros y libres de riesgo de inducir una crisis epiléptica en sujetos sanos normales no predispuestos (8). Así, se ha establecido que el riesgo de convulsión se incrementa en relación con la intensidad del estímulo, la frecuencia y duración del suceso, así como con el número total de series administradas.

El riesgo aumenta con el uso concomitante de medicamentos que disminuyen el umbral convulsivo, así como en pacientes con trastornos convulsivos previos o antecedentes familiares. La EMTr se administra en forma de series múltiples en la mayoría de las investigaciones, así como en las aplicaciones clínicas. El acortamiento del intervalo interseries añade otro parámetro que afecta la seguridad del método: la estimulación magnética no induce altas densidades de corriente como lo hace la eléctrica; por eso tiene un bajo efecto excitatorio sobre los receptores cutáneos para el dolor, lo que la hace prácticamente indolora.

Muchos estudios han tenido como objetivo dilucidar los parámetros de seguridad que deben seguirse para eliminar la posibilidad de inducir una convulsión en un sujeto sano normal no predispuesto. En 1996 tuvo lugar una reunión internacional de expertos en el Instituto de Salud Mental, en Estados Unidos, que tenía el propósito de establecer, basándose en los indicios acumulados de riesgos y efectos adversos potenciales, los lineamientos sobre la utilización adecuada de la EMT. Se determinó una serie de recomendaciones destinadas a incrementar al máximo la seguridad y a prevenir los posibles eventos adversos (véase Cuadro 2 ). Igualmente, se elaboró una lista de contraindicaciones absolutas y relativas, así como la que aparece en el Cuadro 3 (8).

De acuerdo con el Cuadro 3 , en las contraindicaciones relativas deberá evaluarse el probable beneficio frente al riesgo.

Por otra parte, la exposición a EMT no produce ningún tipo de cambio cognoscitivo, neurológico o físico a largo plazo (8),(9). El paso de la corriente a través de la bobina de estimulación genera un leve artefacto acústico que, ocasionalmente, en función de la sensibilidad acústica individual y de la frecuencia e intensidad de estimulación, puede resultar molesto para el sujeto. Este fenómeno no conlleva ningún menoscabo de la capacidad auditiva de los sujetos expuestos a EMT, pues tan sólo se han observado cambios temporales en los umbrales del audiograma y acúfenos transitorios en sujetos expuestos a altas frecuencia de EMTrn (por encima de 20 Hz). Esto puede evitarse utilizando tapones en los oídos, lo que garantiza la seguridad de la EMT cuando es aplicada dentro de los parámetros definidos por las normas de seguridad (10). Se ha estudiado también la posibilidad de que la EMT pudiera inducir alteraciones en las concentraciones de hormonas hipotalámicas, sin embargo, no se ha observado variación alguna, lo que sugiere que la EMT no afecta de una manera directa las estructuras cerebrales profundas, como el sistema límbico.

Tampoco parece que la EMT tenga un efecto a largo plazo sobre el trazado electroencefalográfico (EEG) de sujetos sanos, al menos en los estudios realizados hasta el momento. Se ha observado, en cambio, en el registro del EEG de personas con focos epilépticos, aumento o disminución en la frecuencia de las descargas de puntas y punta-onda, dependiendo de la frecuencia de aplicación. Por último, la inocuidad en la célula y en la ultraestructura de la EMT ha sido ampliamente estudiada tanto en animales de experimentación como en sujetos que iban a ser sometidos a intervenciones de neurocirugía y previamente recibieron EMTr. En los estudios anatomopatológicos realizados no ha sido posible detectar ningún tipo de alteración significativa en los tejidos humanos ni en los procedentes de animales de experimentación (11),(12).

A pesar de la relativa inocuidad del procedimiento, antes de utilizar la EMTr se acostumbra que las personas, una vez informadas de los riesgos y beneficios de la técnica, firmen un consentimiento escrito.

Aplicaciones clínicas en psiquiatría

Desde su aparición en 1934, de manera progresiva, la terapia electroconvulsiva (TEC) mostró sus bondades en el tratamiento de la esquizofrenia y rápidamente se le reconoció su eficacia en los trastornos afectivos. Sin embargo, un manto oscuro cubrió su utilización clínica, debido en parte a sus efectos deletéreos en la memoria y a los riesgos de lesiones osteomusculares durante la convulsión producida por la corriente eléctrica.

En estudios preliminares sobre animales se postuló que en la parte celular (neuronal) la EMTr es similar en sus efectos a la ECT. Ambas producen una subregulación de los beta receptores y una alteración en la cantidad de las monoaminas cerebrales. Los cambios se producen sin necesidad de generar fenómenos convulsivos (13),(14). Las observaciones iniciales generaron esperanzas acerca de la utilización de le EMTr como alternativa frente al TEC, dado su perfil de menores efectos secundarios.

Depresión

La depresión es el trastorno neuropsiquiátrico más estudiado con la técnica de EMTr. En estudios de neuroimágenes y poslesionales se ha observado la participación de un circuito formado por áreas de la corteza cerebral y de los ganglios basales, pero se ha destacado la existencia de algunas regiones eléctricamente hipoactivas en la corteza prefrontal dorsolateral izquierda, entre otras. Otros estudios han mostrado, mediante EMTr sobre áreas prefrontales, la existencia de un efecto lateralizado en el control de las emociones en sujetos sanos (15),(16), donde la corteza prefrontal dorsolateral izquierda es la región más importante. El bloqueo funcional transitorio de estas estructuras mediante EMTr provoca una inmensa sensación de tristeza, mientras el bloqueo funcional transitorio de otras áreas no produce alteraciones significativas del estado de ánimo.

Estudios en curso han comenzado a aplicar EMTr sobre las áreas de la corteza cerebral que muestran un estado de hipometabolismo cerebral en la SPECT y en las áreas que exhiben predominio de actividad de ondas delta en la cartografía cerebral computarizada (17). Con frecuencia, los pacientes que presentan depresión mayor tienen disminución tanto en el metabolismo como en el grado de excitabilidad eléctrica en la corteza prefrontal, y parece razonable postular que el aumento de excitabilidad cortical mediante EMTr puede ocasionar una mejoría de la sintomatología.

Los estudios iniciales de EMT en depresión emplearon estimuladores de pulso único, a frecuencias menores de 0,3 Hz (18). Todos estos grupos usaron bobinas redondas y grandes ubicadas encima del vértice, lo que estimulaba bilateralmente un área extensa que incluía corteza frontal y áreas amplias de los lóbulos parietales. En un estudio aleatorio abierto se aplicó durante dos semanas EMT de pulso único para aumentar la velocidad de respuesta a la medicación antidepresiva (19). Estos primeros estudios, que carecieron de control experimental, resaltaban el papel potencial de estímulos de baja frecuencia y el uso de una bobina circular más poderosa, pero menos focal.

En el primer estudio para evaluar el efecto antidepresivo de la EMTr, George et al., en 1995, utilizando una bobina focal (no circular, sino en forma de 8), aplicaron cinco sesiones de estimulación (una diaria) en la corteza prefrontal dorsolateral izquierda de seis pacientes con depresión refractaria. El resultado clínico se midió con la escala de depresión de Hamilton. En este estudio abierto dos de los pacientes experimentaron mejoría sustancial (20). Grisaru, Yaroslavsky, Abarbanel, Lamberg y Belmaker (21), al trabajar con una bobina circular, describieron un efecto antidepresivo de la EMTr en un estudio abierto con diez pacientes. Todos estos estudios fueron abiertos y tampoco tenían control sobre el potencial efecto placebo derivado de la aplicación.

Pascual-Leone, Rubio, Pallardo y Catalá (22) publicaron el primer estudio aleatorio controlado con placebo, de aplicación de EMTr en sujetos con depresión. Un total de 17 pacientes tenían depresión mayor, subtipo psicótica, resistente a tratamiento (DSM-III-R). En el grupo control se utilizó EMTr simulada y estimulación en áreas corticales distintas a la prefrontral dorsolateral izquierda. Cada paciente recibió, durante cinco días, una sesión diaria de EMTr consistente en 20 series de 10 Hz. Cada una duraba 10 segundos y había un minuto de intervalo entre una y otra. La intensidad fue equivalente al 90% del umbral motor de cada paciente y la bobina utilizada tenía forma de 8. La medición clínica se efectuó me diante la escala de depresión de Hamilton y el cuestionario autodiligenciado de Beck. Además, se observó una mejoría significativa solamente en los pacientes que recibieron EMTr sobre la corteza prefrontal dorsolateral izquierda (área 46 y probablemente área 9). Once de 17 pacientes mostraron una marcada mejoría que se prolongó, al menos, durante dos semanas. Ninguno de los sujetos experimentó efectos adversos ni complicaciones relevantes secundarias al tratamiento. Tampoco se produjeron crisis epilépticas.

En un estudio posterior se aplicó EMTr sobre la corteza prefrontal dorsolateral izquierda a un grupo de cuarenta pacientes con depresión mayor DSM-IV y SCID (23),(24). El estudio fue diseñado como un ensayo cruzado donde los pacientes recibieron una sesión diaria de EMTr durante diez días consecutivos con un seguimiento de tres meses. Los individuos recibieron 1.600 estímulos en cada sesión, aplicados en series de dos a ocho segundos de duración con, al menos, un intervalo de treinta segundos entre cada una.

Los parámetros de estimulación fueron personalizados, es decir, se determinaron a partir del efecto que producían en la excitabilidad corticoespinal. Los parámetros seleccionados en cada paciente fueron aquellos que producían un aumento mayor en los grados de excitabilidad corticoespinal cuando eran aplicados sobre la corteza motora. En la mayoría de los casos fueron 10 o 20 Hz a una intensidad equivalente entre el 80% y el 100% del umbral. En casi el 70% se observó mejoría clínica evaluada por medio de las escalas de depresión de Hamilton y Beck. En algunos personas esta mejoría se prolongó más de seis meses. Todos los pacientes toleraron el tratamiento. No hubo complicaciones. En particular, ninguno presentó crisis epilépticas, excepto una mujer que introdujo antidepresivos tricíclicos y neurolépticos en su tratamiento y que desatendió las recomendaciones del protocolo, sin comunicárselo al equipo de investigación.

Recientemente, algunos investigadores han empezado a evaluar el papel de la frecuencia del estímulo. Los resultados sugieren que las más bajas pueden ser gran valor terapéutico. Klein y cols. (1999a) demostraron en un estudio controlado con placebo (n = 71) que la EMTr de un Hz aplicada en la corteza prefrontal dorsolateral era más eficaz que el placebo: el 47% respondió positivamente al tratamiento activo comparado con el 17% de respuesta frente al placebo (25). No se pudo establecer con claridad si la EMTr de un Hz aplicada en el lado izquierdo hubiera sido más eficaz. Sin embargo, los estudios sobre uso de EMTr en manía aguda sugieren que la estimulación de baja frecuencia del hemisferio derecho puede ser útil en ese trastorno (26).

Un análisis en el que se consideró tanto la respuesta al tratamiento como el metabolismo cerebral, medido este último por tomografía de emisión de positrones con 18-fluorodeoxiglucosa (27), sugiere que los pacientes con metabolismo disminuido pueden responder mejor a estímulos de frecuencia relativamente alta (10 a 20 Hz), mientras que aquéllos con metabolismo aumentado responden mejor a bajas frecuencias (1 a 5 Hz). Esto estaría relacionado con los efectos de la EMTr en la excitabilidad de la corteza.

George et al (20) mostraron en un estudio de un solo caso que la respuesta clínica a la EMTr sobre la corteza prefrontal izquierda se acompaña de un aumento en el metabolismo cerebral observable mediante PET con 18-fluorodeoxiglucosa. Tormos, Tarazona, Cañete, Pallardó, Catalá y Pascual-Leone encontraron que la buena respuesta al tratamiento con EMTr en la depresión parece estar asociada con la normalización del metabolismo cerebral de la corteza prefrontal izquierda (estudiada con SPECT) y por una aumento global del flujo cerebral prefrontal (28). De este modo, los datos disponibles sugieren que el efecto antidepresivo de la EMTr se basa en la normalización de las áreas corticales con grados de excitabilidad alterados.

Por otro lado, cuando se buscó comparar la eficacia en los trastornos depresivos tanto de la EMTr como de la terapia electroconvulsiva (TEC), Grunhaus et al. indicaron que la EMTr y la TEC tienen eficacia similar en pacientes depresivos no psicóticos, mientras la TEC es superior en pacientes con depresión psicótica (29). Otros autores también han reportado que la EMTr parece ser menos eficaz en depresión psicótica (30).

En general, la revisión de los diferentes estudios publicados hasta la fecha muestra marcadas diferencias en cuanto a los resultados, lo cual podría ser explicado en función de los distintos parámetros utilizados: especificaciones de los estímulos, forma de la bobina, ubicación del sitio que se va a estimular, medicaciones concomitantes, características de la población de pacientes tratados, etc.

De este modo, los efectos benéficos de la EMTr, obtenidos luego del tratamiento antidepresivo, permanecen después de varios meses e incluso un año de ser realizado. En general se usaron más de diez sesiones, en especial en pacientes refractarios al tratamiento psicofarmacológico

Otros trastornos neuropsiquiátricos: nuevas perspectivas

La estimulación magnética transcraneana representa una nueva alternativa en la psiquiatría y en neurología, con importantes potencialidades tanto en investigación como en terapéutica (31).

Basado en el mismo principio de modulación de la excitabilidad cortical mediante EMTr, su potencial terapéutico se está explorando en varios trastornos. Por ejemplo, en pacientes con enfermedad de Parkinson, Pascual-Leone, Valls- Solé, Brasil-Neto, Cammarota, Grafman y Hallett, en 1994 (32), realizaron el primer estudio de EMTr como agente terapéutico potencial para esta enfermedad. Reportaron que la EMTr de 5 Hz a 90% del umbral del potencial evocado motor en la corteza motora mejoraba el tiempo de reacción y la velocidad de los movimientos. Estos hallazgos no han sido replicados por otros autores con muestras poblacionales amplias (33). Sin embargo, en varios estudios de pacientes con enfermedad de Parkinson en los que predomina la bradicinesia se ha observado una disminución de la excitabilidad cortical en la corteza motora primaria y en la motora suplementaria. La EMTr puede aumentar la actividad en estas regiones y mejorar la lentitud de los movimientos durante días e incluso semanas (34),(35),(36).

Por otra parte, la EMTr de baja frecuencia parece capaz de normalizar los grados de excitabilidad de la corteza motora cuando éstos se hallan patológicamente aumentados. En pacientes con distonía se alcanza una mejoría sintomática por un espacio de tiempo de horas e incluso días (37),(38). Se puede partir de argumentos similares para estudiar los efectos de la EMTr sobre la corteza orbitofrontal en trastornos obsesivo-compulsivos (38), la corteza motriz suplementaria en los tics (39),(40) la corteza motriz en mioclonías corticales (41). Incluso se puede estudiar el efecto de EMTr en un foco epiléptico focal (42),(43), y determinar la variación en la frecuencia de las puntas y de las crisis. Todos estos estudios llevan a pensar que, aun en los casos en que los efectos muestran una duración o vida media excesivamente corta o variable, sería posible alcanzar una eficacia mayor del tratamiento farmacológico mediante su combinación con EMTr.

La duración de los efectos de la EMTr sobre la sintomatología en todas estas situaciones despierta interesantes cuestiones con respecto al mecanismo de acción. Un efecto sostenido que se prolonga por espacio de semanas e incluso meses no puede ser explicado exclusivamente desde los efectos moduladores de la EMTr sobre la excitabilidad cortical. Parece razonable asumir que los efectos de la EMTr no se localizan de manera exclusiva en la corteza directamente afectada por la estimulación, sino que producen un efecto mucho más amplio que abarca otras estructuras, corticales y subcorticales, de forma transináptica. Los estudios combinados utilizando EMTr, PET y SPECT apoyan esta idea. Se puede postular que, además de la extensión de los efectos a redes neuronales corticales y subcorticales, la EMTr induce la expresión de genes precoces que desempeñarían un papel importante en una cascada de eventos que finalmente redundan en el mantenimiento de los efectos observados en los planos emocional y comportamental.

Modulación de la plasticidad neural

Finalmente, parece razonable ir más allá y explorar el potencial del efecto modulador de la excitabilidad cortical mediante EMTr en la adquisición de nuevas capacidades o en la recuperación funcional del sistema nervioso lesionado. La EMTr, a partir de la modulación de la excitabilidad cortical, podría servir de guía en los procesos de plasticidad neuronal y favorecerlos o inhibirlos, con el fin de lograr la mejor recuperación funcional en cada sujeto y en cada circunstancia.

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