Transkraniální magnetická stimulace jako diagnostický a terapeutický nástroj u různých typů demenceⅠ

Abstraktní:

Demence je považována za zdravotní a sociální zátěž a zůstává náročná, pokud jde o správnou diagnostiku a léčbu. Transkraniální magnetická stimulace (TMS) je diagnostický a terapeutický nástroj u různých neurologických onemocnění, který neinvazivně vyšetřuje kortikální excitabilitu a konektivitu a může vyvolat plasticitu mozku. Tento článek shrnuje poznatky o TMS u běžných typů demence a také terapeutické výsledky. Alzheimerova choroba (AD) je charakterizována zvýšenou kortikální excitabilitou a sníženou kortikální inhibicí, zejména zprostředkovanou cholinergními neurony a jak je dokumentováno poškozením inhibice krátké latence (SAI).

Klikněte pro cistanche herba pro Alzheimerovu chorobu

U vaskulární demence je také zvýšená excitabilita. SAI může mít různé výsledky, což pravděpodobně odráží její časté překrývání s AD. Demence s Lewyho tělísky (DLB) je spojena s poklesem SAI. Motorická kortikální excitabilita je obvykle normální, což odráží nedostatek postižení kortikospinálního traktu. DLB a další typy demence jsou také charakterizovány poškozením krátkodobé intrakortikální inhibice. U frontotemporální demence je kortikální excitabilita zvýšená, ale SAI je normální. Opakovaná transkraniální magnetická stimulace má potenciál zlepšit kognitivní funkce. Byl rozsáhle studován u AD a vykazuje slibné výsledky po stimulaci na více místech. TMS s elektroencefalografickým záznamem otevírá nové možnosti pro zlepšení diagnostické přesnosti; je však zapotřebí více studií na podporu stávajících údajů.

Klíčová slova: demence; Alzheimerova choroba; vaskulární demence; demence s Lewyho tělísky; frontotemporální demence; Parkinsonova choroba; mírná kognitivní porucha; transkraniální magnetická stimulace; párová pulzní transkraniální magnetická stimulace; biomarker

1. Úvod

Se stále rostoucí střední délkou života se demence stala jednou z hlavních zdravotních a sociálních zátěží ve vyspělých zemích. V roce 2015 postihla téměř 50 milionů lidí a v roce 2050 postihne více než 130 milionů [1]. Globální náklady na demenci se odhadují na 1 bilion USD [2]. Demence je hlavní příčinou závislosti a invalidity u starších lidí a má hluboký dopad na život jejich příbuzných [3]. Mezi asi 50 identifikovanými typy a etiologiemi demence převládají Alzheimerova choroba (AD), vaskulární demence (VAD) a demence s Lewyho tělísky (DLB). Méně časté, ale stále s dopadem na veřejné zdraví, jsou frontotemporální demence (FTD) a demence (PDD) s Parkinsonovou nemocí (PD) [4–7].

Významná populace splňuje kritéria mírné kognitivní poruchy (MCI) – stav charakterizovaný poklesem kognitivní výkonnosti, který nezasahuje do aktivit každodenního života, ale je pokročilejší než u zdravých vrstevníků a je spojen s rizikem rozvoje demence [8]. Definitivní diagnóza demence je založena na histopatologických změnách pozorovaných při pitvě [9–11]. Ve většině případů je diagnóza stanovena na základě počátečních a převažujících příznaků a symptomů, věku propuknutí, rodinné anamnézy a dalších demografických a klinických údajů. I když klinický obraz různých degenerativních a jiných typů demence byl obsáhle popsán, je stále výzvou odhalit správnou etiologii in vivo a dokonce odlišit patologický proces od normálního stárnutí.

Příznaky mohou být jemné a překrývající se mezi různými typy, což často vede k diagnóze smíšené demence [12]. V důsledku toho bylo použito několik radiologických, laboratorních a neurofyziologických technik ke zvýšení spolehlivosti in vivo diagnózy a také k vytvoření screeningových testů. Zhruba před dvaceti lety přineslo několik studií slibné výsledky týkající se použití transkraniální magnetické stimulace (TMS) jako adjuvantního diagnostického nástroje umožňujícího hodnocení excitačních a inhibičních vlastností motorického kortexu a také mozkové konektivity. Paired pulse TMS (ppTMS) je modalita TMS, která může poskytnout pohled na neurofyziologické vlastnosti jednotlivých subtypů demence a MCI a umožnit sledování progrese onemocnění [13–17].

Navíc díky svému potenciálu vyvolat plasticitu mozku je TMS nyní také uznáván jako alternativní terapeutická možnost pro různé neuropsychiatrické stavy včetně demence. Terapeutická modalita TMS se nazývá repetitivní TMS (rTMS). Při této metodě série magnetických stimulů vyvolává dlouhodobé změny v lokální kortikální dráždivosti, které – v závislosti na místě, vzoru a intenzitě stimulace – mohou být spojeny s kognitivním zlepšením, stabilizací nálady a dalšími prospěšnými, terapeutickými účinky [18] –20].

1.1. TMS

Metoda využívá krátkých pulzů časově proměnlivého magnetického pole o intenzitě až kolem 1,5 T, které je generováno stimulátorem a připojenou cívkou přidržovanou nad oblastí pokožky hlavy zvolenou operátorem TMS. Magnetické pole může proniknout kůrou a depolarizovat neurony pod cívkou. Struktury umístěné hlouběji a vedle cívky nejsou buzeny přímo, protože magnetické pole exponenciálně klesá se vzdáleností od cívky.

Lze je však ovlivnit nepřímo prostřednictvím neuronových sítí [21]. Na začátku TMS, což bylo v roce 1985, byly jednotlivé pulzy používány k excitaci primární motorické kůry (PMC) a následně k vyvolání sestupných salv dolů pyramidálním traktem a periferními motorickými drahami a nakonec k vyvolání kontrakce kosterních svalů, který byl zaznamenán elektrofyziologicky jako motorický evokovaný potenciál (MEP). Tato základní technika se používala a stále používá především v neurologii k hodnocení vedení v centrálních motorických drahách [22]. V případě diagnostiky a výzkumu demence může stimulace jednotlivými pulzy přispět k hodnocení motorické kortikální excitability a inhibice pomocí odhadu motorického prahu (MT) a kortikální tiché periody (CSP).

MT je definována jako minimální intenzita magnetického pole schopného spolehlivě vyvolat poslance EP. Odhad MT je ve většině studií operacionalizován, protože nejnižší intenzita magnetického pole – vyjádřená jako procento maximálního výstupu stimulátoru – vyvolává MEP s amplitudami nad 50 µV po nejméně pěti z deseti stimulů [23]. CSP je období nedobrovolné relaxace kosterních svalů, které následuje po MEP, když je TMS aplikován během dobrovolného úsilí těchto svalů. Při vyšetření podle pokynů publikovaných Mezinárodní federací klinické neurofyziologie (IFCN) [23] trvá CSP mezi 100 a 200 milisekundami [ms] a představuje kortikální a spinální inhibici, částečně generovanou intrakortikálními okruhy GABAB a částečně spinálními mechanismy [24].

1.2. Spárovaný pulzní TMS

ppTMS poskytuje podrobnější a rozměrnější pohled na excitabilitu a inhibici motorického kortexu. V této metodě předchází magnetický stimul vyvolaný k vyvolání motorické reakce podmiňující stimul. Tento podmiňující stimul může být vyvolán stejnou magnetickou cívkou a v takovém případě je jeho síla obvykle nižší než MT. Navíc to může být elektrický stimul aplikovaný k excitaci periferního nervu. Testovací stimul je druhý a jeho síla je upravena tak, aby vyvolala motorické reakce s určitou amplitudou, např. 0,2 mV, pokud je aplikována bez kondicionačního stimulu.

V závislosti na délce intervalu může mít podmiňující podnět inhibiční účinek, tj. může snižovat amplitudu MEP vyvolaného testovacím podnětem, nebo může mít opačný účinek [25]. V metodě zvané práhová technika, která si získává zájem díky snížené variabilitě svých výsledků, jsou párové pulzy vyvolávány opakovaně, každých několik sekund.

Vestavěný algoritmus automaticky upravuje sílu testovacích stimulů a udržuje amplitudu MEP odpovědi nezměněnou s ohledem na reakce po samotném testovacím stimulu. Dále je kortikální inhibice a facilitace kondicionačním stimulem vyjádřena sledováním prahu jako zvýšení a snížení síly testovacího stimulu [26]. Parametry získané pomocí ppTMS popsané níže jsou mezitím hlavními zavedenými měřeními kortikální excitability.

1.4. Intrakortikální facilitace

U intrakortikální facilitace (ICF) je interstimulus interval (ISI) mezi 7 a 20 ms a amplituda MEP se může dokonce zčtyřnásobit [28,29]. Mechanismus ICF není objasněn. ICF se snižuje podáváním antagonisty NMDA receptoru dextromethorfanu [30]. Je tedy pravděpodobné, že je zprostředkován glutamátergním přenosem.

1.5. Dlouhointervalová intrakortikální inhibice

Dlouhointervalová intrakortikální inhibice (LICI) vyžaduje nadprahový podmiňující stimul a ISI mezi 50 a 300 ms [31–33]. Je zprostředkována převážně GABAB receptory [34,35].

1.6. Krátkodobá aferentní inhibice

Při aferentní inhibici s krátkou latencí (SAI) předchází testovacímu stimulu elektrický stimul do kontralaterálního periferního nervu, obvykle n. medianus, na zápěstí. ISI závisí na latenci odpovědí zaznamenaných přes primární senzorickou kůru jako somatosenzorický evokovaný potenciál po elektrické stimulaci na stejném místě jako stimulační stimul. Obvykle se latence pohybuje kolem 20 ms a příslušné ISI je 22 ms.

Jsou přidány dvě milisekundy, protože to je doba potřebná pro přenos prostřednictvím senzomotorických projekcí. U normálních subjektů by kondicionační stimuly měly inhibovat testovací reakce [36].

1.7. Opakující se transkraniální magnetická stimulace

V rTMS se aplikuje řada magnetických stimulů k opakované depolarizaci cílených neuronů. Opakovaná depolarizace vyvolává synaptickou plasticitu, která přetrvává stimulaci. V závislosti na stimulačním vzoru může být indukovaná plasticita zaměřena na dlouhodobou potenciaci (LTP) se zvýšením synaptického přenosu a zvýšeným neuronálním pálením a metabolismem nebo na dlouhodobou depresi (LTD) s opačnými změnami. rTMS s vysokými frekvencemi, tj. pěti nebo více stimuly za sekundu, a složitějším vzorem zvaným intermitentní stimulace theta burstem (iTBS), stejně jako několik dalších méně často používaných vzorů, indukuje převážně LTP, zatímco nízkofrekvenční stimulace (jeden stimul nebo méně za sekundu), kontinuální stimulace theta burstem (cTBS) a několik dalších protokolů vede převážně k LTD [37].

Jedním z dobře známých neurofyziologických projevů indukované plasticity je zvýšení amplitudy MEP po vysokofrekvenční stimulaci [38]. Klinickým korelátem je zvýšení svalové síly nebo obratnosti a snížení spasticity u pacientů po cévní mozkové příhodě a jiných neurologických stavů [39–44]. Stimulace nad nemotorickými kortikálními oblastmi vyvolá další účinky, které mohou také přinést terapeutický přínos [19]. Zatímco účinky jednoho sezení rTMS, sestávajícího typicky z několika stovek až několika tisíc podnětů, trvají minuty, hodiny nebo vzácně i dny, opakované sezení mohou vyvolat dlouhodobé účinky, které přinášejí významné změny závažnosti psychiatrického nebo neurologického onemocnění a zlepšení kvality života [19].

pokračování příště......

proč může jíst cistanche léčit Alzheimerovu chorobu a Parkinsonovu chorobu?

Cistanche obsahuje různé aktivní sloučeniny, jako jsou echinakosid, akteosid a fenylethanoidní glykosidy. Bylo prokázáno, že tyto sloučeniny mají antioxidační, protizánětlivé a neuroprotektivní účinky. Alzheimerova choroba a Parkinsonova choroba jsou obě neurodegenerativní poruchy, které jsou spojeny s oxidačním stresem, zánětem a poškozením mozkových buněk. Aktivní sloučeniny v cistanche mohou pomoci chránit mozkové buňky před oxidačním poškozením, snížit zánět a zlepšit kognitivní funkce, což by mohlo potenciálně pomoci zmírnit příznaky těchto onemocnění.

Odkaz

1. Světová zdravotnická organizace. Epidemiologie a dopad demence. Současný stav a budoucí trendy. . 2015. Dostupné online: http://www.who.int/mental_health/neurology/dementia/en (přístup 30. března 2021).

2. Alzheimer's Disease International. Statistika demence. Dostupné online: https://www.alz.co.uk/research/statistics (vstup 30. března 2021).

3. Van Der Geugten, W.; Goossensen, A. Důstojné a nedůstojné aspekty péče o lidi s demencí: narativní přehled. Scand. J. Caring Sci. 2020, 34, 818–838. [CrossRef]

4. Brayne, C.; Gill, C.; Huppert, FA; Barkley, C.; Gehlhaar, E.; Girling, DM; O'Connor, DW; Paykel, ES Výskyt klinicky diagnostikovaných podtypů demence u starší populace. Br. J. Psychiatrie 1995, 167, 255–262. [CrossRef]

5. Hendrie, HC Epidemiologie demence a Alzheimerovy choroby. Dopoledne. J. Geriatr. Psychiatrie 1998, 6, S3–S18. [CrossRef]

6. Savica, R.; Boeve, B.; Logroscino, G. Epidemiologie alfa-synukleinopatií: Od Parkinsonovy choroby k demenci s Lewyho tělísky. Handb. Clin. Neurol. 2016, 138, 153–158. [CrossRef]

7. Van Swieten, JC; Rosso, SM Epidemiologické aspekty frontotemporální demence. Handb. Clin. Neurol. 2008, 89, 331–341. [CrossRef]

8. Panza, F. Současná epidemiologie mírných kognitivních poruch a jiných syndromů predemence. Dopoledne. J. Geriatr. Psychiatrie 2005, 13, 633–644. [CrossRef]

9. Galvin, JE; Sadowsky, CH Praktické pokyny pro rozpoznání a diagnostiku demence. J. Am. Board Fam. Med. 2012, 25, 367–382. [CrossRef]

10. Hort, J.; O'Brien, JT; Gainotti, G.; Pirttila, T.; Popescu, BO; Rektorová, I.; Sorbi, S.; Scheltens, P.; jménem Vědeckého panelu EFNS pro demenci. Pokyny EFNS pro diagnostiku a léčbu Alzheimerovy choroby. Eur. J. Neurol. 2010, 17, 1236–1248. [CrossRef]

11. McKeith, IG; Dickson, DW; Lowe, J.; Emre, M.; O'Brien, J.; Feldman, H.; Cummings, J.; Duda, JE; Lippa, C.; Perry, EK; a kol. Diagnostika a léčba demence s Lewyho tělísky: Třetí zpráva konsorcia DLB. Neurologie 2005, 65, 1863–1872. [CrossRef] [PubMed]

12. Zekry, D.; Hauw, J.-J.; Gold, G. Smíšená demence: Epidemiologie, diagnostika a léčba. J. Am. Geriatr. Soc. 2002, 50, 1431–1438. [CrossRef]

13. Cantone, M.; Di Pino, G.; Capone, F.; Piombo, M.; Chiarello, D.; Cheeran, B.; Pennisi, G.; Di Lazzaro, V. Přínos transkraniální magnetické stimulace v diagnostice a léčbě demence. Clin. Neurophysiol. 2014, 125, 1509–1532. [CrossRef] [PubMed]

14. Vučic, S.; Kiernan, MC Transkraniální magnetická stimulace pro posouzení neurodegenerativního onemocnění. Neuroterapeutika 2017, 14, 91–106. [CrossRef] 15. Lanza, G.; Bramanti, P.; Cantone, M.; Pennisi, M.; Pennisi, G.; Bella, R. Vaskulární kognitivní postižení přes zrcadlo transkraniální magnetické stimulace. Chovej se. Neurol. 2017, 2017, 1.–16. [CrossRef]

16. Rawji, V.; Latorre, A.; Sharma, N.; Rothwell, JC; Rocchi, L. O využití TMS ke zkoumání patofyziologie neurodegenerativních onemocnění. Přední. Neurol. 2020, 11, 584664. [CrossRef]

17. Benussi, A.; Grassi, M.; Palluzzi, F.; Cantoni, V.; Cotelli, MS; Premi, E.; Di Lorenzo, F.; Pellicciari, MC; Ranieri, F.; Musumeci, G.; a kol. Přesnost klasifikace TMS pro diagnostiku mírné kognitivní poruchy. Mozkový stimul. 2021, 14, 241–249. [CrossRef] [PubMed]

18. Starší, GJ; Taylor, J.-P. Transkraniální magnetická stimulace a transkraniální stimulace stejnosměrným proudem: Léčba kognitivních a neuropsychiatrických symptomů u neurodegenerativních demencí? Alzheimer's Res. Ther. 2014, 6, 74. [CrossRef] [PubMed]

19. Lefaucheur, J.-P.; Aleman, A.; Baeken, C.; Benninger, DH; Brunelin, J.; Di Lazzaro, V.; Filipovič, SR; Grefkes, C.; Hasan, A.; Hummel, FC; a kol. Evidence-based guidelines on thetherapeutic use of repeatitive transcranial magnetic stimulation (rTMS): An update (2014–2018). Clin. Neurophysiol. 2020, 131, 474–528. [CrossRef]

Jakub Antczak, Gabriela Rusin * a Agnieszka Słowik

Neurologická klinika, Jagellonská univerzita Medical College, Jakubowskiego 2, 30-688 Krakov, Polsko; jakub.antczak@uj.edu.pl (JA); slowik@neuro.cm-uj.krakow.pl (AS) * Korespondence: grusin@su.krakow.pl; Tel.: plus 48-12-400-2550