380 likes | 600 Views
Transkraniální magnetická stimulace a kognitivní funkce. MUDr. Miloslav Kopeček Ph.D. Centr um n europsychiatric kých s tudi í P sychiatrické centrum Praha 3. lékařská fakulta UK, Praha IPVZ, AMEPRA. TMS. nov á , n einvazivní metoda umožňující indukovat metabolické změny
E N D
Transkraniální magnetická stimulace a kognitivní funkce MUDr. Miloslav Kopeček Ph.D. Centrum neuropsychiatrickýchstudií Psychiatrické centrum Praha 3. lékařská fakulta UK, Praha IPVZ, AMEPRA
TMS • nová, neinvazivní metoda umožňující indukovat metabolické změny v relativně malé oblasti mozkové kůry • známa od roku 1985 (Barker) • principy jsou založeny na základě Faradayova zákona (1831)
Faradayůvzákonelektromagnetické indukce (1831) • elektrické pole indukuje pole magnetické a naopak (1781-1867)
TMS - historie Thompson (1910) umístil hlavu mezi dvě cívky a simuloval frekvencí 42 Hz popsal záblesky světla –magnetofosfeny pravděpodobně stimuloval retinu a ne visuální kůru (Cowey and Walsh, 2001)
Počátky novodobé TMS (Barker, 1984)
EP indukuje pole magnetické 2 Tesla MP indukuje pole elektrické elektrické pole 10 000 A -200 us
TMS Magnetické pole pod cívkou dosahuje hodnot 1.5 - 2.5 T (jako v přístrojích MRI a 40 000 x více než je magnetické pole země. (Cadwell et al., 1989)
Pulzní magnetoterapie užívaná ve fyzioterapii
magnetické pole http://www.pcp.lf3.cuni.cz/pcpout/video/rTMS%201Hz%20Coca-cola.WMV
Tvar cívky Tvar cívky ovlivňuje ohnisko magnetického pole a tedy ovlivňovanou oblast.
Hustota proudu při TMSu lidí a potkanů (Keck et al., 2000)
Repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) rTMS - non-invasive method that induces functional changes in a human cerebral cortex(Barker et al. 1985). 5. depolarization on neurons 4. ET current in tissue (prallel and opposite direction as in coil) 3. EL field in tissue 2. magnetic field 1. pulse of EL current 0,1-0,2 ms, 2000V, 10 kA (Horáček 2002)
200us cca 50 ms train 2 s intertrain 5 s Vysokofrekvenční rTMS 10Hz, série 2s, interval mezi sériemi 5 s
200us 1s intertrain 1-180 s Nízkofrekvenční rTMS (1Hz)
rTMS a změna metabolismu (Pascual-Leone et al., 1998)
motorická odpověd http://www.pcp.lf3.cuni.cz/pcpout/video/rTMS-motor-dl.WMV
Diagnostické využití • Amyotrofická laterální skleróza • Roztroušená skleróza • Cervikální spondylóza
Walsh, V., & Cowey, A. (2000). Transcranial magnetic stimulation and cognitive neuroscience. Nature Reviews Neuroscience, 1, 73-79.
Virtuální léze při TMS • Aplikace TMS během kognitivní úlohy nad korovou oblastí, která je zapojena do této úlohy, může vést ke zhoršení výkonu v této úloze
Počet chyb při identifikaci písmen při umístění cívky nad okcipitální kůrou (Corthout et al., 1999) 1 0,8 0,6 0,4 Proporce chyb (p) 0,2 0 kontrola TMS virtuální léze
Virtuální léze indukovaná TMS Skutečná léze TMS léze (Saddato et al., 1996) Cohen et al., 1997 pomocí TMS occip. narušil čtení Braillovapísma u slepých, ale ne u kontrol Hamilton et al., 2000 popsal případ slepé ženy, která ztratila schopnost číst Braillovo písmo po bil. lézi okcipitálně modrá = kontroly; červená = slepí
čas Mapování motorických funkcí EMG
Šíření AP generovaných rTMS • Stimulace levé sensorimotoricé kůry • Ipsilaterální motorický kortex aktivován za 5-10 ms • Homologní oblast kontralaterálně 20 ms
Šíření vzruchu po stimulaci sensomotorické kůry a okcipitální kůry (Ilmoniemi et al., 1997)
TMS - chronometrie (Mottagy et al., 2003)
Souhrn • neinvazivní metoda • prostřednictvím pulzního magnetického pole vede ke vzniku sekundárních proudů, které vedou k depolarizaci neuronů a indukci biochemických změn v relativně malé oblasti mozkové kůry • nefarmakologické, cílené ovlivňování mozkových funkcí
Souhrn • virtuální léze:kauzální spojení mezi mozkovou aktivitou a chováním • chronometrie:časová posloupnost neuronální aktivity během kognitivní úlohy • funkční spojení:propojení ovlivňované oblasti s dalšími oblastmi mozku
Děkuji za pozornost kopecek@pcp.lf3.cuni.cz http://www.miloslavkopecek.cz/kognice.htm