Введение

Мозговая стимуляция с использованием магнитных полей

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) – это неинвазивный метод стимуляции мозга, при котором изменяющееся магнитное поле используется для индуцирования электрического тока в определенной области мозга посредством электромагнитной индукции. Электрический генератор импульсов, или стимулятор, соединен с магнитной катушкой, прикрепленной к коже головы. Стимулятор генерирует изменяющийся электрический ток в катушке, который создает переменное магнитное поле, индуцируя ток в определенном участке мозга. ТМС продемонстрировала диагностический и терапевтический потенциал при лечении широкого спектра неврологических и психиатрических заболеваний, и исследования в этой области продолжаются. Нежелательные эффекты ТМС встречаются редко и включают обморок и судороги. Другие потенциальные проблемы – дискомфорт, боль, гипомания, когнитивные нарушения, потеря слуха и случайная индукция тока в имплантированных устройствах, таких как кардиостимуляторы или дефибрилляторы. Лечение ТМС одобрено FDA в США и NICE в Великобритании для лечения депрессии и в основном проводится в частных клиниках. ТМС стимулирует кору головного мозга без болевых ощущений, характерных для транскраниальной электрической стимуляции.

Диагноз

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС) может использоваться в клинической практике для оценки активности и функции конкретных мозговых цепей у людей, как правило, с применением одиночных или парных магнитных импульсов. ТМС полезна в качестве диагностического инструмента при миелопатии, боковом амиотрофическом склерозе и рассеянном склерозе.

Побочные эффекты

Хотя ТМС обычно считается безопасным, риски терапевтической rTMS выше, чем при однократной или парной диагностической ТМС. Нежелательные эффекты, как правило, усиливаются при более высокой частоте стимуляции. Другие нежелательные эффекты включают кратковременный дискомфорт, боль, кратковременные эпизоды гипомании, когнитивные нарушения, потерю слуха, ухудшение рабочей памяти и индукцию электрических токов в имплантированных устройствах, таких как кардиостимуляторы. Затем катушка подключается к генератору импульсов, или стимулятору, который подает электрический ток в катушку. Пластиковая герметичная катушка из проволоки удерживается вблизи черепа, и при активации создает изменяющееся магнитное поле, ориентированное перпендикулярно плоскости катушки. Изменяющееся магнитное поле индуцирует электрический ток в мозге, который активирует расположенные поблизости нервные клетки аналогично тому, как ток подается поверхностно на кору головного мозга. Сила магнитного поля примерно соответствует силе магнитно-резонансной томографии (МРТ), а импульс обычно проникает в мозг не более чем на 5 сантиметров, если не используется модифицированная катушка и техника для более глубокой стимуляции. Направление импульса магнитного поля в целевую область мозга вызывает локальный электрический ток, который может деполяризовать или гиперполяризовать нейроны в этой области. Индуцированное электрическое поле в ткани мозга вызывает изменение трансмембранного потенциала, приводящее к деполяризации или гиперполяризации нейронов, что соответственно повышает или понижает их возбудимость. Глубокая ТМС может достигать глубины до 6 см в мозге для стимуляции более глубоких слоев моторной коры, например, тех, которые контролируют движение ног. Моделирование пути этого тока затруднено из-за нерегулярной формы мозга, переменной внутренней плотности и содержания воды, что приводит к неоднородности силы магнитного поля и проводимости в его тканях.

Типы катушек

Большинство устройств используют катушку в форме восьмерки для создания неглубокого магнитного поля, которое воздействует на более поверхностные нейроны мозга. Существует несколько различных типов катушек, каждая из которых генерирует различные магнитные поля. Круглая катушка является оригинальной, используемой в ТМС. Позднее была разработана катушка в форме восьмерки (бабочки) для обеспечения более сфокусированной модели активации в мозге, а также катушка с четырьмя лепестками для точечной стимуляции периферических нервов. Двойная конусообразная катушка лучше соответствует форме головы. Катушки Hesed (H-ядро), круглая корона и двойные конусообразные катушки обеспечивают более широкую активацию и более глубокое проникновение магнитного поля. Предполагается, что они воздействуют на более глубокие области моторной коры и мозжечка, контролирующие, например, ноги и мышцы тазового дна, хотя увеличение глубины достигается за счет снижения фокусировки магнитного импульса. В 1830-х годах Майкл Фарадей (1791–1867) обнаружил, что электрический ток имеет соответствующее магнитное поле и что изменение одного может индуцировать другое. Работа по непосредственной стимуляции мозга человека электричеством началась в конце 1800-х годов, а к 1930-м годам итальянские врачи Черлетти и Бини разработали электросудорожную терапию (ЭСТ). Он начал изучать возможность использования магнитных полей для изменения электрической передачи сигналов в мозге, и первые стабильные устройства ТМС были разработаны в 1985 году. персистентные вегетативные состояния, инвалидность, связанная с инсультом, тиннитус, рассеянный склероз.

При болезни Паркинсона предварительные результаты показывают, что стимуляция низкой частоты может оказывать влияние на дискинезию, связанную с приемом лекарств, а стимуляция высокой частоты улучшает двигательную функцию. Наиболее эффективные протоколы лечения, по-видимому, включают высокочастотную стимуляцию моторной коры, особенно на доминантной стороне, но результаты лечения дорсолатеральной префронтальной коры более вариативны. Она менее эффективна, чем электросудорожная терапия при двигательных симптомах, хотя обе методики представляются полезными. Стимуляция мозжечка также показала потенциал в лечении дискинезии, связанной с леводопой. В психиатрии она продемонстрировала эффективность при тревожных расстройствах, включая паническое расстройство и обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР). Более ранние протоколы, нацеленные на дорсальную префронтальную кору, были менее успешными. Также изучается ее применение при аутизме, злоупотреблении психоактивными веществами и посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР). ТМС также может использоваться для картирования функциональной связи между мозжечком и другими областями мозга. Исследование альтернативных методов лечения болезни Альцгеймера, проведенное в клинике Вахрендорфа в Германии в 2021 году, сообщило, что 84% участников исследования отметили положительные эффекты после применения лечения. Под руководством профессора Марка Зигенбейна, специалиста по психиатрии и психотерапии, в исследовании приняли участие 77 пациентов с легкой и умеренной степенью болезни Альцгеймера, которым регулярно проводилась транскраниальная магнитная стимуляция, и за которыми велось наблюдение в течение определенного периода времени. Улучшения в основном наблюдались в областях ориентации в пространстве, концентрации внимания, общего самочувствия и удовлетворенности.

Ослепление при изучении

Подражание физическому дискомфорту, вызываемому транскраниальной магнитной стимуляцией (ТМС), с помощью плацебо для выявления ее истинного эффекта представляет собой сложную задачу в исследованиях. В контролируемых испытаниях на сознательных людях трудно создать убедительное плацебо для ТМС из-за боли в шее, головной боли и подергиваний кожи головы или верхней части лица, связанных с процедурой. Эта проблема усугубляется при использовании субъективных оценок улучшения. Обзор 2011 года показал, что большинство исследований не сообщали о случаях раскрытия информации об истинном лечении. В тех немногих исследованиях, где это было сделано, участники в группах реальной и фиктивной (шам) rTMS не имели значимых различий в способности правильно определить, какое лечение они получали, хотя наблюдалась тенденция к тому, что участники в группе реальной стимуляции чаще правильно угадывали.

Ограничения модели на животных

Исследования транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) на животных ограничены в связи с ранним одобрением Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для лечения депрессии, устойчивой к терапии, что ограничило разработку магнитных катушек, предназначенных специально для животных.

Планирование нейрохирургии

Nexstim получила одобрение в соответствии с разделом 510(k) Федерального закона США о пищевых продуктах, лекарствах и косметике для оценки первичной моторной коры с целью предоперационного планирования в декабре 2009 года и для нейрохирургического планирования в июне 2011 года.

Депрессия

По оценкам Национального института здравоохранения, антидепрессанты эффективны для 60–70% людей, принимающих их. TMS одобрен как медицинское устройство класса II по процедуре "de novo". Кроме того, Всемирная организация здравоохранения сообщает, что число людей, живущих с депрессией, увеличилось почти на 20% с 2005 года. В исследовании 2012 года было установлено, что TMS значительно улучшает состояние при депрессии у 58% пациентов и обеспечивает полную ремиссию симптомов у 37% пациентов. В 2002 году Кокрейновская библиотека проанализировала рандомизированные контролируемые исследования, в которых использовался TMS для лечения депрессии. В обзоре не было выявлено различий между rTMS и плацебо-rTMS, за исключением периода в 2 недели после окончания лечения. В 2018 году Кокрейновская библиотека заявила о намерении связаться с авторами для обновления обзора rTMS при депрессии.

Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР)

В августе 2018 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (US FDA) одобрило применение ТМС, разработанного израильской компанией Brainsway, для лечения обсессивно-компульсивного расстройства (ОКР). В 2020 году US FDA одобрило применение ТМС, разработанного американской компанией MagVenture Inc., для лечения ОКР. В 2023 году US FDA одобрило применение ТМС, разработанного американской компанией Neuronetics Inc., для лечения ОКР.

Великобритания

Национальный институт здравоохранения и ухода (NICE) Соединенного Королевства издает рекомендации для Национальной службы здравоохранения (NHS) в Англии, Уэльсе, Шотландии и Северной Ирландии (Великобритания). Рекомендации NICE не определяют, должна ли NHS финансировать ту или иную процедуру. Местные органы NHS (трасты первичной медико-санитарной помощи и больничные трасты) принимают решения о финансировании, учитывая клиническую эффективность процедуры и ее экономическую целесообразность для NHS. NICE оценила транскраниальную магнитную стимуляцию (ТМС) для лечения тяжелой депрессии (IPG 242) в 2007 году и повторно рассмотрела вопрос о ее переоценке в январе 2011 года, но не изменила свою оценку. Институт пришел к выводу, что ТМС безопасна, однако доказательств ее эффективности недостаточно. Впоследствии, в 2015 году, NICE одобрило использование ТМС для лечения депрессии в Великобритании, и IPG542 заменил IPG242. NICE заявила: "Доказательства, касающиеся повторной транскраниальной магнитной стимуляции при депрессии, не вызывают серьезных опасений относительно безопасности. Доказательства ее эффективности в краткосрочной перспективе признаны достаточными, хотя клинический ответ может варьироваться. Повторную транскраниальную магнитную стимуляцию при депрессии можно применять в рамках стандартных процедур клинического управления и аудита".

Соединенные Штаты: коммерческое медицинское страхование

В 2013 году несколько коммерческих планов медицинского страхования в Соединенных Штатах, включая Anthem, Health Net и Blue Cross Blue Shield штатов Небраска и Род-Айленд, впервые включили ТМС в покрытие для лечения депрессии. В отличие от этого, UnitedHealthcare опубликовала медицинскую политику по ТМС в 2013 году, в которой указано, что недостаточно доказательств эффективности процедуры для улучшения состояния здоровья пациентов с депрессией. UnitedHealthcare отметила, что к научным данным, изучающим ТМС при депрессии, имеются методологические замечания, включая небольшой размер выборки, отсутствие валидизированного плацебо-контроля в рандомизированных контролируемых исследованиях и непоследовательное использование показателей эффективности. Другие коммерческие страховые планы, в медицинских политиках которых в 2013 году указывалось, что роль ТМС в лечении депрессии и других расстройств не была четко определена или оставалась экспериментальной, включали Aetna, Cigna и Regence.

Соединенные Штаты: Medicare

Политика покрытия Medicare различается в зависимости от местных юрисдикций в системе Medicare, и покрытие Medicare для ТМС менялось в зависимости от юрисдикции и времени. Например:
В начале 2012 года в Новой Англии Medicare впервые в Соединенных Штатах покрывала ТМС. Однако эта юрисдикция позже решила прекратить покрытие после октября 2013 года. В августе 2012 года юрисдикция, включающая Арканзас, Луизиану, Миссисипи, Колорадо, Техас, Оклахому и Нью-Мексико, установила, что недостаточно доказательств для покрытия данного лечения, но впоследствии та же юрисдикция решила, что Medicare будет покрывать ТМС для лечения депрессии начиная с декабря 2013 года. Впоследствии некоторые другие юрисдикции Medicare расширили покрытие на депрессию.