Brain Networks en TMS para PTSD combinado y depresión mayor

Investigación fundacional que analiza la terapia TMS para la depresión y el trauma combinados.

Todo lo que hacemos, cada pensamiento que hemos tenido, es producido por el cerebro humano. Pero exactamente cómo funciona sigue siendo uno de los mayores misterios sin resolver, y parece que cuanto más sondeamos sus secretos, más sorpresas encontramos.

-Neil deGrasse Tyson

La estimulación magnética transcraneal (TMS) usa repetidos pulsos magnéticos para cambiar las actividades de las neuronas. TMS nos da la capacidad de influir directamente en la actividad cerebral de una manera altamente selectiva, lo que permite un grado de control sin precedentes sobre el funcionamiento de nuestra mente, para aplicaciones clínicas y de otro tipo (por ejemplo, forense, mejora del rendimiento, etc.).

Cuando se aplica a través del cráneo a diferentes áreas de la corteza del cerebro, el TMS puede tener diversos efectos. El efecto del TMS depende de las áreas a las que se apunta, incluida la profundidad en el cerebro, si la estimulación se usa para aumentar o suprimir la actividad en esa área y cómo la actividad cambiante en esa área cerebral afecta la función general del cerebro, y la experiencia subjetiva del individuo. Como la terapia TMS se ha utilizado oficialmente en EE. UU. Desde 2008 para el tratamiento del trastorno depresivo mayor que no responde a al menos un medicamento, utilizando un protocolo bastante básico, el uso futuro de TMS (y técnicas de neuromodulación relacionadas como estimulación transcraneal de corriente directa, tDCS ) dependerá del desarrollo de una comprensión más sofisticada de cómo funciona el cerebro.

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Al obligar a las neuronas a disparar utilizando un campo magnético en movimiento para impulsar la carga eléctrica dentro de las propias células, la actividad general del cerebro puede cambiar de un estado a otro, en algunos casos. Por lo tanto, es posible desplazar el cerebro de un patrón deprimido a uno saludable o modificar los patrones de cognición desordenada o procesamiento de emociones en el TEPT para restablecer la función adecuada o ralentizar la actividad en las áreas motoras del cerebro para interferir con los circuitos hiperactivos en el trastorno obsesivo compulsivo trastorno, o reducir la actividad en la corteza auditiva para calmar las alucinaciones, y así sucesivamente. Comprender el cerebro desde el punto de vista de la red proporciona la información necesaria para diseñar mejores protocolos de tratamiento y construir modelos y simulaciones más precisos.

Tradicionalmente, la función cerebral ha estudiado la biología y la electrofisiología de las neuronas y ha utilizado estudios anatómicos con imágenes básicas para determinar si existen diferencias en el tamaño en diferentes partes del cerebro o diferencias en la actividad o patología en las neuronas, y así sucesivamente. Dada la penetración de la teoría de sistemas y modelos matemáticos relacionados en cada campo y la estrecha relación de la neurociencia con las matemáticas y la psicología, la aplicación de la teoría de redes para comprender cómo funciona el cerebro ha comenzado a cerrar la brecha entre la mente y el cerebro. Los avances en técnicas de neuroimagen funcional y modelado matemático permiten una ventana más profunda no solo en cómo funciona el cerebro, sino también cómo hacer que el cerebro funcione de la forma en que debería funcionar (en los casos en que hay una función y disfunción claras) cuando el sistema es considerado patológico. Incluso en una etapa temprana de desarrollo, la tecnología de neuromodulación como TMS brinda a los médicos el poder de intentar directamente corregir la actividad cerebral patológica.

El presente estudio es de destacar para la recopilación de datos sobre la respuesta clínica y el impacto en la red del uso de TMS para tratar a los pacientes con trastorno depresivo mayor y trastorno de estrés postraumático. Los primeros estudios en cualquier campo tienden a observar situaciones simplificadas, y los estudios de TMS han examinado principalmente a personas con una u otra afección, excluyendo a las personas con más de una condición de los estudios. Como el TEPT y la depresión a menudo son comórbidos, este estudio es más relevante para trabajar con poblaciones clínicas reales donde las personas muy a menudo tienen 2 o más afecciones médico-psiquiátricas concurrentes. La depresión y el TEPT son más comunes en muchos grupos, incluidos los que tienen una adversidad temprana y niveles más altos de estrés en la vida adulta. Queremos saber qué protocolo TMS funcionará mejor para qué pacientes, y eso requiere (entre otras cosas) estudiar TMS en diferentes grupos. Si bien los tratamientos convencionales son útiles, no funcionan en absoluto para un porcentaje significativo de pacientes, y para otros funcionan de forma limitada o tienen efectos secundarios indeseables o inaceptables. Se requieren nuevos tratamientos para abordar esta falta de efectividad.

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Redes cerebrales

Hay algunas cosas que debe saber antes de comprender el estudio, que entra en gran detalle. Antes que nada, ¿de qué estamos hablando, “redes cerebrales”? Existen varias redes cerebrales, pero tres de especial interés en el TEPT y la depresión son la red de control ejecutivo (ECN), la red de relevancia y la red de modo predeterminado. Todas las redes del cerebro que representan la actividad entre las regiones físicas interconectadas del cerebro disparando en un baile complicado en un flujo constante de actividad. Las redes, como tales, no son áreas específicas del cerebro sino un grupo funcional de regiones vinculadas similar al hardware de una red informática.

El ECN dirige el cerebro y regula las emociones, la red de relevancia selecciona lo que observamos interna y externamente, y la red de modo predeterminado es el estado de reposo del cerebro. Se ha encontrado que todos ellos se alteraron de diferentes maneras tanto en la depresión como en el TEPT, con una larga lista de cambios observados en diferentes regiones cerebrales y, a veces, resultados confusos o contradictorios. Las imágenes funcionales permiten a los investigadores observar la actividad de la red cerebral y construir una imagen de cómo se ven las redes cerebrales en diferentes condiciones clínicas, y comparar las imágenes previas y posteriores al tratamiento con redes cerebrales sanas para determinar qué sucedió en el cerebro como resultado de la intervención .

El estudio actual

Con base en investigaciones y teorías anteriores, Philip, Barredo, Wout-Frank, Tyrka, Price y Carpenter (2018) usaron TMS para tratar la corteza prefrontal dorsolateral derecha (DLPFC) a una frecuencia de 5 pulsos por segundo, en el transcurso de una sesión (generalmente 30-40 minutos) entregando un total de 3000-4000 pulsos en trenes separados de pulsos cada uno de unos segundos de duración. Imagine un pájaro carpintero lento golpeando algunas veces cada dos minutos. Cada paciente tuvo alrededor de 36 sesiones, en el transcurso de varias semanas. El DLPFC es un sitio de tratamiento estándar para la depresión, y es un componente importante de la ECN, que se ha demostrado que tiene una actividad anormalmente baja tanto en TEPT como en depresión. Si el ECN no es lo suficientemente fuerte, por ejemplo, no puede desplazar la red de relevancia de la fijación de los aspectos negativos hacia vistas más positivas y prospectivas, lo que causa problemas continuos. Un propósito importante del estudio fue desarrollar predictores de la respuesta al tratamiento para orientar los tratamientos futuros como TEPT combinado y la depresión mayor es difícil de tratar, lo que lleva a un sufrimiento crónico para muchos.

Lo trataron hasta completarlo en un total de 26 personas (39,3 por ciento mujeres, edad promedio 51) que cumplieron los criterios de diagnóstico para ambas afecciones. Estaban deprimidos y tenían TEPT por asalto físico, agresión sexual y abuso, y accidentes de conducción, principalmente. Los investigadores recogieron antes y después de las imágenes cerebrales usando resonancia magnética funcional, así como también datos sobre la respuesta clínica. Analizaron las diferencias entre las regiones anatómicas y los calcularon en los cambios en la conectividad. Los resultados son muy detallados, pero se destacan los principales hallazgos.

Recomendaciones

Un tercio de los participantes con TEPT y depresión cumplieron los criterios de respuesta clínica significativa medida por escalas estándar (PCL e IDS-SR, para TEPT y depresión, respectivamente). Esto es menor que para cualquiera de las condiciones por sí solo, pero no es sorprendente dada la mayor gravedad de la enfermedad y la historia de mala respuesta a los tratamientos anteriores. Para alguien que no ha respondido a los tratamientos estándar previos (generalmente medicación psiquiátrica y psicoterapia), TMS puede ofrecer un alivio sustancial a una fracción significativa, sin un alto riesgo de reacciones adversas importantes. Una mejoría moderada en la carga crónica de la enfermedad puede traducirse en un gran aumento en la calidad de vida y la función.

Usando su enfoque basado en la red, descubrieron que un área clave con actividad anormal en muchas condiciones, incluidas las tratadas en este estudio, es la corteza cingulada anterior subgenual (sgACC). Descubrieron que la conectividad alterada del sgACC dentro de la red de modo predeterminada (DMN) predecía la respuesta al TMS en este grupo. El sgACC es un nodo altamente conectado importante en muchas funciones cerebrales, involucrado en la regulación de reacciones de miedo que conducen a respuestas adaptativas o desadaptativas a la amenaza, suprimiendo las emociones requeridas para funcionar adecuadamente en ámbitos personales y sociales, y regulando circuitos de recompensa para minar la motivación, -comportamiento dirigido, o llevar a una actividad maníaca excesiva cuando está demasiado activo (Drevets et al., 2009).

La respuesta TMS también fue predicha por una mayor conectividad entre la corteza prefrontal (el PFC, un área anatómica amplia, que contiene componentes de la red ejecutiva) y la amígdala, que es importante para las emociones fuertes y respuestas de miedo a la amenaza. La amígdala está estrechamente relacionada con la regulación del hipocampo, involucrada en la memoria, narrativas y colocando experiencias dentro del contexto apropiado para evitar el desacuerdo entre las experiencias internas y la realidad externa. El PFC se compone de subregiones, y las diferentes áreas se pueden conectar a la amígdala de manera diferente. Las áreas del PFC cumplen diferentes funciones, y la sobre conexión con los centros de miedo conduciría a diferentes síntomas según las áreas.

En su discusión, los autores del estudio informan que “los hallazgos actuales sugieren una relación entre el grado de patología de red y el resultado del tratamiento, y una firma ‘más saludable’ de conectividad de red (caracterizada por un DMN menos hiperconectado y mayor PFC-amygdala conectividad) predijo la respuesta TMS. “Los pacientes con baja conectividad entre las áreas clave de la PFC y la amígdala pueden no responder bien a TMS, ya que la ruta entre la corteza y la región cerebral más profunda debe estar disponible para la estimulación para aumentar la actividad en las redes objetivo Los pacientes que están considerando TMS pueden obtener una imagen de la actividad de la red primero. En principio, aquellos con una anatomía intacta en principio podrían convertirse a respondedores TMS pretratando con otro enfoque de neuromodulación, como tDCS, o posiblemente otros tratamientos incluyendo cambios de medicación, neurofeedback o psicoterapia. Por otro lado, si las pruebas previas a TMS revelaron daño físico, como lesiones anatómicas como una lesión cerebral traumática o una patología por enfermedad autoinmune o neurodegenerativa (por ejemplo), no sería posible aumentar la conectividad sin abordar el daño subyacente. Es posible imaginar “parches” de diferentes regiones cerebrales junto con implantes para compensar las vías dañadas usando microtecnología.

Predicción de respuesta a TMS

Para aquellos que respondieron a TMS en este estudio, hubo dos marcadores principales de respuesta clínica. El primer TMS disminuyó la conectividad entre el sgACC y el DMN (red de modo predeterminado) y disminuyó la conectividad entre el hipocampo y el SN (red de saliencia). También hubo cambios de conectividad sgACC con áreas de la corteza prefrontal (PFC) que incluyen PFC medial y PFC dorsolateral, ambas importantes para diferentes funciones relacionadas con la depresión y el TEPT y que se descubrió que eran importantes en investigaciones anteriores. Aunque a veces es demasiado fácil adaptar las observaciones a nuestras expectativas, estos hallazgos tienen sentido dado que las personas con TEPT y depresión pueden fijarse menos en los negativos (y por lo tanto experimentar una mayor flexibilidad cognitiva y neuroplasticidad) si el sgACC ya no nos está impulsando (a través del DMN) para disfuncionalmente rumiar sobre problemas cuando estamos inactivos.

Fuente: Philip et al., 2018

Del mismo modo, se espera que disminuya la entrada de sgACC al hipocampo y al SN para aliviar aspectos de PTSD y síntomas de depresión al permitir una mejor contextualización de experiencias y emociones, una mejor función de memoria especialmente con respecto a puntos de vista positivos y negativos de uno mismo y otros, y mayores capacidad para desviar la atención de los pensamientos angustiosos o experiencias pasadas negativas hacia consideraciones más adaptativas y útiles. Los cambios de esta naturaleza mejoran paralelamente o se recuperan de los síntomas de depresión y trastorno de estrés postraumático, y además representan una normalización de amplios patrones de actividad cerebral más consistentes con vivir más plenamente y funcionar más efectivamente, sentirse mejor consigo mismo y llevarse mejor con los demás .

Direcciones futuras

TMS aún está en sus comienzos, aunque desde que fue aprobado por la FDA para la Depresión Mayor en 2008 en los EE. UU. Se ha convertido en un tratamiento estándar mientras se refina. Estudios como este que investigan respuestas y predictores de TMS ayudarán a guiar la práctica clínica futura, y permitirán la traducción de la investigación de neurociencia en los protocolos de tratamiento que se dirigen a las redes involucradas en la depresión, el TEPT y otras afecciones. Otras avenidas para el desarrollo de TMS incluyen el uso de diferentes patrones de pulsos magnéticos, el uso de diferentes tipos de bobinas magnéticas para llegar a las áreas más profundas del cerebro, combinando TMS con otros enfoques para generar mejores respuestas y tratar múltiples regiones cerebrales para un mayor impacto en beneficio del tratamiento. pacientes resistentes y aquellos cercanos a ellos.

TMS puede convertirse en una alternativa preferida para las condiciones severas de tratamiento resistente, pero en este momento es una herramienta terapéutica prometedora con una eficacia moderada comparable a los medicamentos y la psicoterapia. El tratamiento de la depresión y el trastorno de estrés postraumático sigue siendo un desafío, y generalmente implica un plan de tratamiento multifacético.

Referencias

Drevets WC, Savits J, Trimble M. (2008). La corteza cingulada anterior subgenual en los trastornos del estado de ánimo. CNS Spectrums, agosto; 13 (8): 663-681.

Philip NS, Barredo J, van ‘t Wout-Frank M, Tyrka AR, Price LH y Carmpenter LL. (2018) Mecanismos de la red de respuesta clínica a la estimulación magnética transcraneal en el trastorno de estrés postraumático y el trastorno depresivo mayor. Biological Psychiatry, Feb; 83: 263-272.