Ikke-invasiv hjernestimulering for Parkinsons sykdom

Dato: August 2021
Utarbeidet av SIC-medlemHan-Lin Chiang, MD 
ForfattereJohn Rothwell, MS, PhD., Robert Chen, MA, MBBChir, MSc, FRCPC, Yoshikazu Ugawa, MD, PhD.   
editor: Un Jung Kang, MD 

Introduksjon 

Repetitiv transkraniell magnetisk stimulering (rTMS) og transkraniell elektrisk stimulering (tES)* er to ikke-invasive hjernestimuleringsteknikker som kan modulere hjernens plastisitet og har blitt brukt på ulike nevrologiske lidelser, inkludert Parkinsons sykdom (PD). Effekten av slike teknikker på PD har imidlertid vært kontroversiell. I dette blogginnlegget inviterte vi tre eksperter på dette feltet, professor John Rothwell, professor Robert Chen og professor Yoshikazu Ugawa, til å diskutere mekanismene, effektene og fremtidige forskningsretninger for rTMS og tES.  

*tES er en paraplybetegnelse som omfatter transkraniell likestrømsstimulering (tDCS), transkraniell vekselstrømsstimulering (tACS) og andre. 

  

Hva er de mulige mekanismene for rTMS og tES i behandling av PD-symptomer? 

Professor RothwellBåde rTMS og tES kan noen ganger gi effekter på hjernen som varer lenger enn påføringsperioden. Effektene antas å skyldes endringer i effektiviteten til synaptiske forbindelser, ofte referert til som «plastisitet». De er forbigående, i hvert fall etter én påføring, og varer i rundt 30 minutter. De er også variable og små, noe som betyr at det er vanskelig å forutsi med sikkerhet hvordan et individ vil reagere ved en bestemt anledning. 

Tanken er at rTMS- eller tES-indusert plastisitet kan gjenopprette funksjon i områder i hjernen som ikke fungerer som de skal, eller forbedre kompensasjonen ved å forbedre funksjonen i ikke-skadede deler av hjernen. For å oppnå en langvarig terapeutisk effekt, brukes flere økter med rTMS eller tES med ideen om at effektene av hver økt vil summere seg over tid. 

Et siste poeng å merke seg er at rTMS og tES er mye mer effektive til å stimulere hjernens overflate (hovedsakelig hjernebarken og kanskje lillehjernen) enn dype strukturer. Dermed er det lite sannsynlig at de påvirker den primære patologien til PD i basalgangliene. 

  

Prof. ChenDet finnes ulike mekanismer for TMS kontra tES. TMS aktiverer nevroner, mens tES antas å påvirke membranpotensialer som endrer nevronal eksitabilitet og avfyringshastigheter i stedet for å direkte aktivere nevroner. Mekanismene for nevromodulering er ikke fullt ut forstått, men det antas generelt at de induserer nevroplastisitet, og at effektene varer lenger enn stimuleringen. Langsiktig potensiering og langsiktige depresjonsmekanismer kan være involvert. Stimuleringen påvirket også ikke bare de stimulerte områdene, men også regioner som er koblet sammen med det stimulerte området. Flere økter er vanligvis nødvendige for å produsere varige kliniske effekter. 

  

Professor UgawaDen mest sannsynlige mekanismen som ligger til grunn for behandlingen er induksjon av synaptisk plastisitet i begge. rTMS kan indusere noe lokalt, og tDCS kan indusere plastisitet i store områder. Hvor plastisiteten oppstår gjenstår å avklare. De direkte effektene på cortex, indirekte effekten på basalgangliene gjennom kortikale endringer, eller nettverksendringene i hele hjernen.  

  

Hva er den mest lovende effekten av rTMS og tES på ikke-motoriske og motoriske symptomer ved Parkinsons sykdom? 

Professor RothwellrTMS: Det har vært et lite antall mindre studier av effekten av rTMS på symptomer på gange, tremor, akinesi, rigiditet, dyskinesi og depresjon ved Parkinsons sykdom, som har rettet seg mot ulike områder av cortex og lillehjernen. Lovende effekter har blitt sett på gange og dyskinesi i flere studier, samt depresjon. Imidlertid er de samlede effektene små, og det er vanskelig å sammenligne resultatene fra ulike studier fordi de ofte bruker ganske forskjellige stimuleringsparametere. Min oppsummering vil være at noen pasienter kan oppleve nyttig klinisk fordel, men for øyeblikket er metodene ikke tilstrekkelig pålitelige til å overleve noen form for masseutrulling av klinisk behandling. Mange sentre velger å finne måter å oppdage hvilke pasienter som kan ha mest nytte av behandlingen, og deretter målrette behandlingen mot disse populasjonene. 

tES: Svært likt svar som rTMS ovenfor. Det finnes imidlertid mindre data om forsøk med tES.  

  

Prof. Chen:  

rTMS: Effektene på forbedring av motoriske symptomer er lovende. Det finnes mindre studier på levodopa-indusert dyskinesi og gangforstyrrelser som også er oppmuntrende. For ikke-motoriske symptomer er det bevis for at det kan være gunstig for depresjon (godkjent i mange land for behandlingsresistent depresjon) 

tES: Det finnes færre studier enn rTMS, men tES kan også hjelpe med motoriske symptomer, og noen studier antydet at det kan hjelpe med kognitive symptomer. 

  

Professor Ugawa:  

rTMS: Min erfaring viser at den mest lovende effekten er den gunstige effekten på rigiditet og akinesi. Den er ikke effektiv på tremor. rTMS over SMA kan være lovende. rTMS over M1 er også effektiv.  

 

Hva er begrensningene og fremtidige forskningsretningene for rTMS og tES i behandling av Parkinsons sykdom? 

Professor Rothwell:  

rTMS: Hovedbegrensningen er at effektene er små, spesielt sammenlignet med effektene av konvensjonelle medisiner. Det kan være noe rom for å bruke rTMS til å behandle bivirkninger av nåværende behandlinger, eller symptomer som ikke er godt kontrollert konvensjonelt. Et annet problem er å forstå nøyaktig hva rTMS kan gjøre i hjernen. På et nivå er ideen om at rTMS kan modulere "plastisitet" svært attraktiv, men virkeligheten er kompleks. Det er ikke lett å målrette rTMS mot bestemte sett med synapser i hjernen, og det er usannsynlig at noen symptomer kan behandles ved å endre bare et begrenset antall forbindelser i hjernen. Det er mulig at rTMS midlertidig setter hjernen i en tilstand der tilkoblingen er midlertidig mer formbar, noe som kan øke effektiviteten av konvensjonelle terapier som tilbyr en mer helhetlig måte å endre hjernekretser på. Dette er begrunnelsen for å kombinere rTMS med en økt med konvensjonell terapi, for eksempel gangtrening eller trening. Fremtidig forskning kan hjelpe oss å forstå mer om hva vi oppnår med rTMS. 

tES: Som med rTMS ovenfor. 

  

Prof. Chen:  

rTMS: Det vil være en tilleggsbehandling og vil ikke erstatte behandlinger som levodopa eller DBS. Det vil være relativt dyrt da det er behov for teknisk personell. Store randomiserte kontrollerte studier er fortsatt nødvendige for å vise effekt. Kombinasjon med andre behandlinger (f.eks. rehabilitering, til og med DBS) bør utforskes videre. 

tES: Ligner på rTMS, men kostnaden for enheten er lavere. Den kan potensielt brukes av pasienten hjemme. Den er også enklere å bruke samtidig med visse behandlinger, som rehabilitering. 

  

Professor Ugawa:  

rTMS: Effekten er ikke stor nok sammenlignet med anti-PD-legemidler, og rTMS-intervensjon krever også betydelig tid og medisinsk personell når den brukes på pasientene. Noen muligheter for fremtidig retning av rTMS-behandling inkluderer samtidige rTMS-er over flere deler av hjernen, kombinasjon med andre behandlingsmetoder, som tES eller TUS (transkraniell ultralydstimulering), og cerebellar stimulering. 

 

Konklusjon  

rTMS og tES er ikke-invasive hjernestimuleringer som kan modulere nevroplastisitet gjennom sin effekt på kortikale regioner og deres forbindelsesveier. Effektens varighet er kort og omfanget er lite, men de kan forsterkes gjennom flere økter eller i kombinasjon med fysisk trening. For pasienter med Parkinsons sykdom er den motoriske effekten av rTMS, spesielt rigiditet, bradykinesi, gange og dyskinesier, lovende. Det finnes også bevis som støtter behandlingen av rTMS på Parkinsons depresjon. Behandlingseffekten av tES antas å være lik rTMS, bortsett fra at det finnes mindre data. Foreløpig kan rTMS/tES bare tjene som tilleggsterapier. Fremtidig forskning med fokus på kombinasjonsterapier med andre behandlingsmetoder, samtidig stimulering av forskjellige hjerneområder og pasientvalg vil forhåpentligvis fortelle oss mer.