Transkranial manyetik stimülasyon ve Uygulama Alanları
Transkranial manyetik stimülasyon ve Uygulama Alanları
Transkraniyal manyetik stimülasyon, uyarılmış potansiyel kayıtlama sistemlerinin varolduğu koşullarda kolaylıkla uygulanabilen ve hastalar tarafından çok iyi tolere edilen bir yöntemdir. Bu yöntem santral sinir sistemini fonksiyonel ölçekte değerlendirmek amacıyla uzun yıllardır kullanılmaktadır. Ancak günümüzde yeniden nörofizyolojinin önemli ilgi odaklarından biri olmuştur. Bunun nedeni single-pulse (tek vurulu) manyetik stimülatörlerin yerini daha gelişmiş multi-pulse (çok vurulu) ve repetetif manyetik stimülatörlerin almasıdır. Özellikle repetetif transkranial manyetik stimülasyon kortikal süreçleri bölgesel olarak bloke ve fasilite edebilme kapasitesi nedeniyle hem klinik hem de deneysel uygulamalarda giderek önem kazanmaktadır.
Transkranial manyetik stimülasyon, saçlı deriye çok yakın tutulan bir "coil"den (bobin, makara) yayılan çok kısa ağrısız manyetik alan oluşturarak kortekste etkili olmaktadır. Transkranial manyetik stimülasyon’da kullanılan sistem "coil" ile bir kapasitatör ve bir indüktörden oluşmuştur ve kapasitatörün ani deşarjı ile oluşan 4-20 kA'lık akımın oluşturduğu kısa ancak şiddetli (1-10 Tesla gücünde) manyetik alan ile kortekste depolarizasyon oluşturmaktadır. Mevcut manyetik stimülatör sistemleri genellikle 1.5-4 Tesla gücünde ve 160 mikrosaniyede pik yapan manyetik alan oluşturmaktadır. Geniş çaplı yuvarlak "coil"ler en şiddetli ve en derin dokulara kadar etkinliğini kaybetmeyen bir manyetik alan oluştururlar. Ancak geniş bir doku volümünü uyardıklarından fokal stimülasyon amacıyla kullanılamazlar. Oysa kelebek biçimi "coil"ler daha fokal uyarı yapabilecek kapasitededir.
Transkranial manyetik stimülasyon bölümümüz klinik nörofizyoloji laboratuvarlarında da rutin olarak uygulanmakta ve değişik hastalık gruplarında çalışılmaktadır. Single-pulse transkraniyal manyetik stimülasyon ile elde edilen MEP’in kullanımı santral motor yolların ya da diğer bir deyişle kortikomotornöronal yolun objektif olarak değerlendirilmesini sağlamakta, kısmen de korteks eksitabilitesi ile ilgili bilgi vermektedir. Double (çift) pulse transkranial manyetik stimülasyon intrakortikal eksitatör ve inhibitör süreçlerin objektif olarak değerledirilmesine olanak sağlamaktadır.
Son yıllarda yoğun olarak kullanılmaya başlayan repetetif Transkranial manyetik stimülasyon lokal kortikal süreçleri noninvaziv ve geçici olarak bloke ve fasilite edebilme kapasitesi nedeniyle hem klinik hem de deneysel uygulamalarda serebral korteksin fonksiyonlarının değerlendirilmesine olanak tanımaktadır. Yüksek frekanstaki repetetif transkranial manyetik stimülasyon korteks eksitabilitesinde artışa yol açarken, düşük frekanslı repetetif transkranial manyetik stimülasyon kortikal eksitabilitede süregiden bir depresyona neden olmaktadır. Bugün için repetetif transkranial manyetik stimülasyon yönteminin özellikle epileptik nöbet oluşturabilme kapasitesi nedeniyle dikkatle uygulanması gerektiği bilinmektedir. Bu nedenle repetetif transkranial manyetik stimülasyonun güvenli bir şekilde uygulanabilmesi için uyulması gereken kurallar değişik gruplar tarafından ortaya konulmuştur. Bu kurallara uyulmak koşuluyla repetetif transkranial manyetik stimülasyonun güvenle uygulanabileceği bilinmekte olup, birçok çalışmada hastalara ve sağlıklı kontrollere problem olmaksızın uygulanmış ve uygulanmaktadır.
Korteks üzerine olan bu geçici ve noninvaziv etkisi nedeniyle günümüzde repetetif transkranial manyetik stimülasyon insan motor sistem işleyişinin noninvaziv olarak değerlendirilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yine son yıllarda repetetif transkranial manyetik stimülasyonun değişik nörolojik ve psikiyatrik hastalıkların tedavisinde kullanımına ilişkin çok sayıda çalışma yayınlanmıştır. Bu hastalıklar arasında en sık çalışılan nörolojik hastalıkları epilepsi, inme (felç), Parkinson hastalığı ve migren oluşturmaktadır. Ayrıca değişik psikiyatrik hastalıklar (depresyon, mani, obsesif kompulsif bozukluk, şizofreni gibi) için de yoğun çalışmalar vardır. Örneğin literatürde repetetif transkranial manyetik stimülasyonun Parkinson hastalığında motor semptomlar üzerine etkisini araştıran çalışmalar dikkat çekmektedir. Ancak bu çalışmalarda sınırlı sayıda olgu değerlendirilmiş ve değişik repetetif transkranial manyetik stimülasyon parametreleri kullanılmıştır. Bu çalışmalar repetetif transkranial manyetik stimülasyonun Parkinson hastalığı motor bulgularının potansiyel bir tedavi yöntemi olduğunu göstermekle birlikte, kesin bilgiler vermekten uzak gözükmektedir. Yine son yıllarda repetetif transkranial manyetik stimülasyonun major depresyon olgularının tedavisinde kullanımına yönelik çok sayıda çalışma dikkati çekmektedir. Major depresyon tanısı almış olgularda repetetif transkranial manyetik stimülasyonun etkinliğini elektrokonvulzif tedavi ile karşılaştıran çalışmalar, repetetif transkranial manyetik stimülasyonun daha az yan etki oluşturması, daha az oranda bilişsel bozukluğa yol açması, daha kolay uygulanabilen, invaziv olmayan bir yöntem olması nedeniyle elektrokonvulzif tedaviye alternatif olabileceğini bildirmektedir. Ancak çalışmalarda olumlu ve olumsuz sonuçlar bildirilmektedir. Ancak bugün için kanıta dayalı olarak bakıldığında transkranial manyetik stimülasyonun rutin tedavi amacı ile kullanımı tartışmalıdır. Bu yöntemin tedavideki uygulama ilkeleri tam olarak belirlenmediğinden, araştırma amaçlı kullanımı daha uygun bulunmaktadır. Ancak diğer tedavilere dirençli durumlar için uygulanması planlanabilir.
Prof. Dr. Raif Çakmur
Dokuz Eylül Üniversitesi Tıp Fakültesi Nöroloji Anabilim Dalı, İzmir
Kaynaklar:
1. Cakmur R, Donmez B, Uzunel F, Aydin H, Kesken S. Evidence for widespread impairment of motor cortical inhibition in focal dystonia: A transcranial magnetic stimulation study inpatients with blepharospasm and cervical dystonia. Advances in Neurology, 2004; 94: 37-44.
2. Oztürk V, Çakmur R, Dönmez B, Yener GG, Kürşad F, İdiman F. Comparison of cortical excitability in chronic migraine (transformed migraine) and migraine without aura: a transcranial magnetic stimulation study. J Neurol 2002; 249(9):1268-71.
3. Tataroglu C, Genc A, Idiman E, Cakmur R, Idiman F. Cortical silent period and motor evoked potentials in patients with multiple sclerosis. Clin Neurol Neurosurg. 2003;105(2):105-10
4. Pascual-Leone A, . Valls-Sole J, J.P. Brasil-Neto, A. Cammarota, J. Grafman, M. Hallett. Akinesia in Parkinson’s disease. II. Effects of subthreshold repetitive transcranial motor cortex stimulation, Neurology 1994; 44: 892–898.
5. Shimamoto H, H. Morimatsu, S. Sugita, K. Nakahara, M. Shigemori, Therapeutic effect of repetitive transcranial magnetic stimulation in Parkinson’s disease, Rinsho Shinkeigaku 1999; 39: 1264– 43.
6. Siebner HR, C. Mentschel, C. Auer, B. Conrad. Repetitive transcranial magnetic stimulation has a beneficial effect on bradykinesia in Parkinson's disease. Neuroreport. 1999;10:589-94.
7. Siebner H.R., C. Rossmeier, C. Mentschel, A. Peinemann, B. Conrad. Short-term motor improvement after sub-threshold 5-Hz repetitive transcranial magnetic stimulation of the primary motor hand area in Parkinson’s disease, J. Neurol. Sci. 2000; 178: 91–94.
8. Mally J, T.W. Stone. Therapeutic and "dose-dependent" effect of repetitive microelectroshock induced by transcranial magnetic stimulation in Parkinson's disease. J Neurosci Res. 1999;57(6):935-40.
9. Mally J, T.W. Stone,. Improvement in Parkinsonian symptoms after repetitive transcranial magnetic stimulation. J Neurol Sci. 1999;162:179-84.
10. Ghabra M.B., M. Hallett, E.M. Wassermann, Simultaneous repetitive transcranial magnetic stimulation does not speed fine movement in PD, Neurology 1999; 52: 768–770.
11. Tergau F., E.M. Wassermann, W. Paulus, U. Ziemann, Lack of clinical improvement in patients with Parkinson’s disease after low- and high-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation, Clin. Neurophysiol. 1999; 51 Suppl.: 281–288.
12. Boylan L.S., S.L. Pullman, S.H. Lisanby, K.E. Spicknall, H.A. Sackeim, Repetitive transcranial magnetic stimulation to SMA worsens complex movements in Parkinson’s disease, Clin. Neurophysiol. 2001: 112: 259–264.
13. Sommer M, T Kamm, F. Tergau, G. Ulm, W. Paulus. Repetitive paired-pulse transcranial magnetic stimulation affects corticospinal excitability and finger tapping in Parkinson's disease, Clinical Neurophysiology 2002; 113: 944-950
14. Padberg F, P Zwanzger, M. E. Keck, N. Kathmann, P. Mikhaiel, R. Ella, P. Rupprecht, H. Thoma, H. Hampel, N. Toschi, H.-Jürgen Möller Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation (rTMS) in Major Depression, : Relation between Efficacy and Stimulation Intensity, Neuropsychopharmacology 2002; 27: 638-645
15. Berman RM, Narasimhan M, Sanacora G, Miano AP, Hoffman RE, Hu XS, Charney DS, Boutros NN. A randomized clinical trial of repetitive transcranial magnetic stimulation in the treatment of major depression. Biol Psychiatry 2000; 47:332–337
16. Padberg F, Zwanzger P, Thoma H, Kathmann N, Haag C,Greenberg BD, Hampel H, Möller HJ. Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in pharmacotherapy-refractory major depression: comparative study of fast, slow and sham rTMS. Psychiatry Res 1999; 88:163–171
17. George MS, Wassermann EM, Kimbrell TA, Little JT, Williams WE, Danielson AL, Greenberg BD, Hallett M, Post RM. Mood improvement following daily left pre-frontal repetitive transcranial magnetic stimulation in patients with depression: A placebo-controlled cross-over trial. Am J Psychiatry 1997:154:1752–1756
18. Loo C, Mitchell P, Sachdev P, McDarmont B, Parker G, Gandevia S. Double-blind controlled investigation of transcranial magnetic stimulation for the treatment of resistant major depression. Am J Psychiatry 1999:156:946–948
19. Janicak PG, SM Dowd, B Martis, D Alam, D Beedle, J Krasuski, MJ Strong, R Sharma, C Rosen, M Viana. Repetitive transcranial magnetic stimulation versus electroconvulsive therapy for major depression: preliminary results of a randomized trial, Biological Psychiatry 2002; 51: 659-667
20. Dannon PN, OT Dolberg, S Schreiber, L Grunhaus. Three and six-month outcome following courses of either ECT or rTMS in a population of severely depressed individuals––preliminary report, Biological Psychiatry 2002; 51: 687-690.
21. Ziemann U, et al. Modulation of plasticity in human motor cortex after forearm ischemic nerve block. J Neurosci. 1998 Feb 1;18(3):1115-23.
22. Siebner HR, et al. Abnormal increase in the corticomotor output to the affected hand during repetitive transcranial magnetic stimulation of the primary motor cortex in patients with writer's cramp. Neurosci Lett. 1999a Mar 5;262(2):133-6.
23. Siebner HR, et al. Low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation of the motor cortex in writer's cramp. Neurology. 1999b Feb;52(3):529-37.
24. Tergau F, et al. Low-frequency repetitive transcranial magnetic stimulation improves intractable epilepsy. Lancet. 1999 Jun 26;353(9171):2209.
25. Cohen E, et al. Repetitive transcranial magnetic stimulation in the treatment of chronic negative schizophrenia: a pilot study. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 1999 Jul;67(1):129-30.
26. Greenberg BD, et al. Effect of prefrontal repetitive transcranial magnetic stimulation in obsessive-compulsive disorder: a preliminary study. Am J Psychiatry. 1997 Jun;154(6):867-9.
27. Chen R, et al. Safety of different inter-train intervals for repetitive transcranial magnetic stimulation and recommendations for safe ranges of stimulation parameters. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1997d;105(6):415-21.
28. Wassermann EM. Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, June 5-7, 1996. Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 1998;108(1):1-16.
29. Dragasevic N, Potrebic A, Damjanovic A, Stefanova E, Kostic V. Therapeutic Efficacy of Bilateral Prefrontal Slow Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Depressed Patients with Parkinson’s Disease: An Open Study. Movement Disorders 2002; 17: 528–532
30. Khedr EM, Rothwell JC, Shawky OA, Ahmed MA, Hamdy A. Effect of daily repetitive transcranial magnetic stimulation on motor performance in Parkinson's disease. Mov. Disord 2006 Dec;21(12):2201-5.
31. Fierro B, Brighina F, D’Amelio M et al. Motor İntracortical İnhibition in PD: L-DOPA modulation of high-frequency rTMS effects. Exp Brain Res (2008) 184:521–528
32. Chambers CD, Payne JM, Stokes MG, Mattingley JB (2004): Fast and slow parietal pathways mediate spatial attention. Nat Neurosci 7:217–218.