La utilización de Estimulación Magnética Transcraneal Repetitiva para mejorar la función del lenguaje en pacientes con accidente cerebrovascular crónico con afasia no fluente
Summary
Se explora el uso de la estimulación magnética transcraneal repetitiva (EMTr) para mejorar las habilidades del lenguaje en pacientes con accidente cerebrovascular crónico y la afasia no fluente. Después de la identificación de un sitio en la circunvolución frontal adecuado para cada paciente que responde de manera óptima a la estimulación, nos dirigimos a este sitio durante los diez días de tratamiento EMTr.
Abstract
La estimulación magnética transcraneal (TMS) se ha demostrado que mejora significativamente la función del lenguaje en los pacientes con afasia no fluente 1. En este experimento, se demuestra la administración de la EMT repetitiva de baja frecuencia (EMT) a un sitio de estimulación óptima en el hemisferio derecho en pacientes con afasia no fluente crónica. Una batería de medidas de lenguaje estandarizado se administra con el fin de evaluar el rendimiento de línea de base. Los pacientes son posteriormente asignados al azar a recibir rTMS reales o estimulación inicial farsa. Los pacientes en la estimulación real, se someten a una fase sitio de investigación, compuesto de una serie de seis sesiones de rTMS administrados durante cinco días; estimulación se entrega a un sitio diferente en el lóbulo frontal derecho durante cada una de estas sesiones. Cada sesión de sitio hallazgo consta de 600 pulsos de 1 Hz rTMS, precedidos y seguidos por una tarea de denominación de dibujos. Al comparar el grado de cambio transitorio en el nombramiento de la capacidad provocado por la estimulación de candidate sitios, somos capaces de localizar la zona de respuesta óptima para cada paciente individual. A continuación, administramos EMTr a este sitio durante la fase de tratamiento. Durante el tratamiento, los pacientes se someten a un total de diez días de estimulación en el lapso de dos semanas; cada sesión se compone de 20 min de 1 Hz rTMS entregados al 90% del umbral motor en reposo. La estimulación se combina con una tarea fMRI de nombres en el primer y último día de tratamiento. Después de la fase de tratamiento se ha completado, la batería lenguaje obtenido al inicio del estudio se repite dos y seis meses después de la estimulación con el fin de identificar los cambios inducidos por la rTMS en el rendimiento. La tarea fMRI de nombres también se repite dos y seis meses después del tratamiento. Los pacientes asignados al azar al brazo de acupuntura simulada del estudio sometidos farsa sitio de los hechos, el tratamiento simulado, fMRI de denominación estudios e idioma repetir la prueba dos meses después de finalizar el tratamiento simulado. Pacientes Sham se cruzan en el brazo de estimulación real, completando verdadero sitio de los hechos, tratam realesent, fMRI, y dos-y las pruebas de seis meses el idioma después de la estimulación.
Introduction
La afasia-un déficit adquirido la capacidad de la lengua-es una consecuencia común y, a menudo debilitante de accidente cerebrovascular 2. Aunque un cierto grado de recuperación de la afasia después del accidente cerebrovascular agudo es típico, muchos pacientes experimentan al menos algún grado de déficit persistentes, y las terapias existentes del idioma se consideran generalmente ser sólo moderadamente eficaces para facilitar la recuperación de 3-5. Los últimos años han visto la aparición de técnicas de estimulación no invasivas, como la estimulación magnética transcraneal (TMS) y prometedoras para el tratamiento potencial de una variedad de déficits después del accidente cerebrovascular, incluyendo afasia. TMS emplea el principio de la inducción electromagnética e implica la generación de un campo magnético rápidamente fundente en una bobina de alambre. Cuando la bobina se coloca adyacente a la cabeza de un sujeto, el campo magnético penetra en el cuero cabelludo y el cráneo, la inducción de una corriente que subyace en neuronas corticales que es suficiente para despolarizar las membranas neuronales y de genestasa de potenciales de acción 3. TMS parámetros como la frecuencia, la intensidad y el número de impulsos se pueden variar para obtener diferentes efectos neurofisiológicos, conductuales y perceptual 4,5. TMS repetitiva (rTMS) implica la administración de una serie de pulsos a una frecuencia predeterminada y produce efectos que puedan sobrevivir al aplicación de la estimulación. Germane para el experimento actual, la evidencia muestra que la rTMS entregados a una frecuencia baja (0,5-2 Hz) tiende a disminuir focalmente excitabilidad cortical, mientras que la estimulación de alta frecuencia se ha asociado con excitación cortical 3. rTMS se ha explorado como un tratamiento para varios trastornos neurológicos y psiquiátricos, más notablemente la depresión 6.
Un creciente cuerpo de evidencia sugiere que la EMTr de baja frecuencia pueden ser utilizados para mejorar la recuperación del lenguaje en personas con afasia crónica inducida por apoplejía. Naeser y 7,8 colegas fueron los primeros en aplicar 1 Hz inhibitory rTMS de la circunvolución frontal inferior derecha durante 20 minutos cinco días a la semana durante dos semanas en cuatro pacientes diestros con afasia no fluente crónica. Se observaron mejoras significativas en la nomenclatura, que persistió durante al menos ocho meses después de la finalización de la estimulación 8. Posteriormente Hemos replicado y ampliado estos resultados, y hemos demostrado que 1 Hz de estimulación resultó en mejoras persistentes en ambos nombres y el habla espontánea provocada en pacientes afásicos no fluentes crónicas 9-11. Alentador, los resultados de los estudios pequeños tales como éstos se han replicado en nuevas investigaciones en pacientes con accidente cerebrovascular crónica 12, así como en pacientes con accidente cerebrovascular subagudo y afasia 13.
Una característica importante y casi omnipresente de TMS estudios previos en pacientes con afasia no fluente es que los efectos beneficiosos de la estimulación parecen ser específica del sitio. Adoptando el enfoque inicialmente empleado por Naesery sus colegas, la mayoría de las investigaciones en las que rTMS se ha utilizado para facilitar la recuperación de la lengua se han centrado en la pars triangularis derecho 1 (área de Brodmann 45). De hecho, la evidencia reciente ha sugerido que la estimulación de otras regiones de la circunvolución frontal inferior derecha puede ser ineficaz, o incluso puede tener efectos perjudiciales sobre el rendimiento de idioma 14, lo que subraya la necesidad de identificación individual cuidadosa de los sitios de estimulación óptimas.
Basándose en el enfoque establecido por Naeser y colaboradores 8, nuestra investigación en curso explora los efectos de la estimulación magnética transcraneal repetitiva inhibitorios en la circunvolución frontal inferior de la capacidad de lenguaje, y también examina la especificidad topográfica de efectos EMTr en el lóbulo frontal derecho. En este artículo, ofrecemos una descripción detallada de cómo un sitio óptimo para la estimulación puede ser identificada en pacientes con afasia no fluente crónica. A continuación describimos la administración de la EMTr terapéuticos y explicamos our técnicas para evaluar la eficacia de la estimulación en la recuperación de la lengua en la mejora de esta población.
Protocol
Representative Results
Discussion
El objetivo de este artículo es detallar los pasos para identificar un sitio de destino receptivo en el hemisferio derecho en pacientes con afasia no fluente crónica. De este modo, somos capaces de estimular esa región diana terapéutica, evaluar los efectos de la estimulación de la capacidad de lenguaje, y el uso de la EMTr de baja frecuencia para obtener mejoras a largo plazo en la denominación y fluidez en los pacientes con afasia no fluente crónica. Nuestro enfoque se replica y extiende los métodos utilizados…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo es apoyado por las siguientes fuentes de financiación:
MAN: NIH 2R01 DC05672-04A2
RHH: NIH / NINDS 1K01NS060995-01A1
RHH: Programa de Desarrollo de la Fundación Robert Wood Johnson / Harold Amos Facultad de Medicina
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Rapid transcranial magnetic stimulator | Magstim | ||
| 3.0 Trio Scanner | Siemens | ||
| 8 channel head coil | Siemens | ||
| Brainsight neuronavigational system | Rogue Research |
References
- Hamilton, R. H., Chrysikou, E. G., Coslett, B. Mechanisms of aphasia recovery after stroke and the role of noninvasive brain stimulation. Brain Lang. 118, 40-50 (2011).
- Wade, D. T., Hewer, R. L., David, R. M., Enderby, P. M. Aphasia after stroke: natural history and associated deficits. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 49, 11-16 (1986).
- Maeda, F., Pascual-Leone, A. Transcranial magnetic stimulation: studying motor neurophysiology of psychiatric disorders. Psychopharmacology (Berl). 168, 359-376 (2003).
- Elkin-Frankston, S., Fried, P. J., Pascual-Leone, A., Rushmore, R. J., Valero-Cabr, A. A novel approach for documenting phosphenes induced by transcranial magnetic stimulation. J. Vis. Exp. (38), e1762 (2010).
- Najib, U., Horvath, J. C., Silvanto, J., Pascual-Leone, A. State-dependency effects on TMS: a look at motive phosphene behavior. J. Vis. Exp. (46), e2273 (2010).
- Horvath, J. C., Mathews, J., Demitrack, M. A., Pascual-Leone, A. The NeuroStar TMS device: conducting the FDA approved protocol for treatment of depression. J. Vis. Exp. (45), e2345 (2010).
- Martin, P. I., et al. Transcranial magnetic stimulation as a complementary treatment for aphasia. Semin. Speech Lang. 25, 181-191 (2004).
- Naeser, M. A., et al. Improved picture naming in chronic aphasia after TMS to part of right Broca’s area: an open-protocol study. Brain and Language. 93, 95-105 (2005).
- Hamilton, R. H., et al. Stimulating conversation: enhancement of elicited propositional speech in a patient with chronic non-fluent aphasia following transcranial magnetic stimulation. Brain Lang. 113, 45-50 (2010).
- Turkeltaub, P. E., et al. Minimizing within-experiment and within-group effects in activation likelihood estimation meta-analyses. Hum. Brain Mapp. , (2011).
- Medina, J., et al. Finding the Right Words: Transcranial Magnetic Stimulation Improves Discourse Productivity in Non-fluent Aphasia After Stroke. Aphasiology. , (2012).
- Barwood, C. H., et al. Improved language performance subsequent to low-frequency rTMS in patients with chronic non-fluent aphasia post-stroke. Eur. J. Neurol. , (2010).
- Weiduschat, N., et al. Effects of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation in Aphasic Stroke: A Randomized Controlled Pilot Study. Stroke. , (2011).
- Naeser, M. A., et al. TMS suppression of right pars triangularis, but not pars opercularis, improves naming in aphasia. Brain Lang. 119, 206-213 (2011).
- Kaplan, E., Goodglass, H., Weintraub, S. . Boston Naming Test (BNT). , (2001).
- Snodgrass, J. G., Vanderwart, M. A standardized set of 260 pictures: norms for name agreement, image agreement, familiarity, and visual complexity. J. Exp. Psychol. Hum. Learn. 6, 174-215 (1980).
- Goodglass, H., Kaplan, E. . The assessment of aphasia and related disorders. , (1972).
- Goodglass, H., Kaplan, E., Barresi, B. . Boston Diagnostic Aphasia Examination (BDAE). , (1983).
- Helm-Estabrooks, N. . Cognitive linguistic quick test (CLQT): Examiner’s manual. , (2001).
- Rossini, P. M., et al. Non-invasive electrical and magnetic stimulation of the brain, spinal cord and roots: basic principles and procedures for routine clinical application. Report of an IFCN committee. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 91, 79-92 (1994).
- Dunn, L. M., Peabody Hottel, J. V. picture vocabulary test performance of trainable mentally retarded children. Am. J. Ment. Defic. 65, 448-452 (1961).
- Szekely, A., et al. A new on-line resource for psycholinguistic studies. J. Mem. Lang. 51, 247-250 (2004).
- Martin, P. I., et al. Research with transcranial magnetic stimulation in the treatment of aphasia. Curr. Neurol. Neurosci. Rep. 9, 451-458 (2009).
- Duffau, H., et al. New insights into the anatomo-functional connectivity of the semantic system: a study using cortico-subcortical electrostimulations. Brain. 128, 797-810 (2005).
- Picht, T., et al. Assessing the functional status of the motor system in brain tumor patients using transcranial magnetic stimulation. Acta Neurochir. (Wien). , (2012).
- Fertonani, A., Rosini, S., Cotelli, M., Rossini, P. M., Miniussi, C. Naming facilitation induced by transcranial direct current stimulation. Behav. Brain Res. 208, 311-318 (2010).
- Schlaug, G., Marchina, S., Wan, C. Y. The use of non-invasive brain stimulation techniques to facilitate recovery from post-stroke aphasia. Neuropsychol. Rev. 21, 288-301 (2011).
