Transzkraniális mágneses stimuláció - biológia
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Antibiotikumok baktériumoktól
Sejtvándorlás: egy ismert fehérje újonnan felfedezett funkciója
Molekuláris iránytű a sejtek igazításához
Mi teszi a levelek öregedését ősszel
A keselyű gyöngytyúk demokráciája
Ekembo környezete: Az emberek nyílt tájakon is éltek
| Genetika | Mezőgazdaság, erdészet és állattenyésztés
A búzafajtát vad füvek keresztezésével hozták létre
Milyen meleg túl meleg az élethez az óceán feneke mélyén?
Transzkranialis mágneses stimuláció
A transzkranialis mágneses stimuláció, rövid TMS, olyan technológia, amely erős mágneses mezőket használ az agy egyes területeinek stimulálására és gátlására. Ez teszi a TMS-t az idegtudományi kutatás hasznos eszközévé. Ezenkívül a transzkranialis mágneses stimulációt korlátozott mértékben alkalmazzák a neurológiai diagnosztikában, vagy javasolják neurológiai betegségek, például fülzúgás, apoplexia, epilepszia vagy Parkinson-kór kezelésére, valamint a pszichiátriában az affektív rendellenességek, mindenekelőtt a depresszió kezelésére., de skizofrénia miatt is. Az első elvégzett vizsgálatok még nem mutatják, hogy a transzkranialis mágneses stimuláció esetenként meglehetősen magas klinikai elvárásai mennyire igazolhatók. [1]
A TMS története
Az első transzkranialis (v. Latin transzkranialis = a koponyán keresztül) Jacques-Arsène d'Arsonval orvos és fizikus a 19. század végén mágneses stimulációt ért el a párizsi Collège de France-ban. Nagyfeszültségű tekercseket használt, például elektromos erőművekben, hogy stimulálja önmagát és vizsgálati alanyait, és ezzel be tudta bizonyítani, hogy a változó mágneses tér áramot indukál az emberi szövetekben. Ezt nagyon nagy tekercsekkel végzett kísérletek követték, főként önkísérletekben, amelyek gyakran teljesen bezárták a teszt személyek fejét. A teszt személyek élénk foszfént (magnetofoszfént) láttak, és keringési rendellenességeket és szédüléses rohamokat tapasztaltak eszméletvesztésig. A legújabb kutatások azt feltételezik, hogy a megfigyelt hatások nem az agy stimulálásával, hanem a látóidegek és a retina közvetlen stimulálásával jöttek létre. [2]
A Sheffieldi Egyetemen Anthony Barker 1985-ben mutatta be a transzkranialis mágneses stimuláció modern változatát. A nagy teljesítményű kondenzátorok technikai fejlődésére vezethető vissza, és lényegesen kisebb tekercseket használ, amelyek csak kis területen stimulálják az agykérget. Azóta a kéreg koponya melletti mágneses stimulálása gyakorlatilag kényelmetlen a tesztalanyok vagy a betegek számára, és technikailag (utalva Sherlock Holmesra) "Maga az egyszerűség". [3]
műszaki alapok
A TMS az elektromágneses indukció fizikai elvét használja. A koponyára érintőlegesen elhelyezett mágneses tekercs rövid, 200-600 µs hosszúságú mágneses teret generál, legfeljebb 3 Tesla mágneses fluxussűrűséggel. A koponya közelében lévő agykéregben bekövetkező elektromos potenciál megváltozása az idegsejtek depolarizációját okozza az akciós potenciál kiváltásával. Első közelítésként ennek az elektromos térnek az ereje exponenciálisan csökken a tekercstől mért távolságtól függően, és függ a kondenzátor áramának és a tekercs tulajdonságaitól. A tekercsben az áram meghaladja a 15 000 ampert. Úgynevezett kerek tekercseket és kettős tekercseket használnak. Ez utóbbi két kerek tekercsből áll, amelyek a szélén érintkeznek vagy átfedik egymást. Ennek eredményeként mindkét altekercs mágneses tere a tekercs középső részén helyezkedik el, és így megerősödik. Alakjukból adódóan a kettős tekercseket nyolcas alaknak vagy pillangó tekercsnek is nevezik.
Elektrotechnikai szempontból a közös mágneses stimulátorok általában megkülönböztetik az egyfázisú és a kétfázisú áramköröket. A rezonáns áramkört nagy teljesítményű kondenzátor táplálja, és nagyárammal kompatibilis egyenirányító kapcsolóval (tirisztorral) zárja le. Fél rezgés után az oszcilláló áram áramiránya megfordul (az áram "visszavág"). Az egyfázisú áramkörben a kondenzátor negyed oszcilláció után megváltoztatja a polaritást, és ezért a jelenlegi hátralendüléssel nem lehet újratölteni. Ehelyett az áramlengést egyenirányító dióda és elektromos ellenállás fogja el, és exponenciálisan csökkenti. A kétfázisú áramkörben viszont a kondenzátort egy egyenirányító diódán keresztül visszalendülő áramról töltik fel a maximális kapacitásig, és fél rezgés után kikapcsolják. A tekercsben tehát az egyfázisú áramkörben exponenciálisan bomló áramot, a kétfázisú áramkörben egy olyan áramot eredményez, amely hasonló egy csillapított teljes szinusz hullámhoz.
Különbséget tesznek az egyes mágneses térimpulzusokkal történő ingerlés és az impulzusszakadásokkal történő stimuláció, az úgynevezett ismétlődő mágneses stimuláció (rTMS) között is. Az rTMS-hez elsősorban kétfázisú áramimpulzus-formákat használnak. Ma technikailag lehetséges a 100 Hz-ig terjedő szalvos. Ma az rTMS-t főként a tekercs fűtése korlátozza. A munka folyik a hűtött tekercsek fejlesztésén.
hatás
A mágneses stimuláció akciós potenciálokat vált ki az agyban. A módszer 1985-ös bevezetése óta végzett intenzív kutatások ellenére a pontos mechanizmus még mindig nem teljesen ismert.
Bizonyos mágneses térerősség felett az agykéregben a koponya közelében kellően erős elektromos mező keletkezik az idegsejtek depolarizálásához. Ez a depolarizáció nagy valószínűséggel az axonon megy végbe. Ha az indukált elektromos tér az axon irányában fut, akkor a szükséges mágneses térerősség a legkisebb. Az a neuronfiziológiában gerjesztési küszöbnek nevezzük azt a mágneses térerősséget, amely szükséges ahhoz, hogy hatással legyen a neuronra. Az idegvégződéseknek, ágaknak és mindenekelőtt a kanyaroknak különösen alacsony a gerjesztési küszöbe.
Alkalmazás
A TMS-t az idegtudományi kutatásban, az ideggyógyászatban és a pszichiátriában használják. Különösen tudományos szempontból fontos egy kis agyi régió rövid távú zavara fiziológiai funkciójának vizsgálata céljából. A mágneses stimulációval kiválthatja az izomrángásokat a motoros kéreg felett, és a vizuális kéreg felett foszfén és scotoma keletkezhet. A nyelvért felelős agyi régiók rTMS-je néhány percig romolhat az alanyok azon képességében, hogy kifejezzék magukat.
Klinikai alkalmazások többnyire csak a motoros kéreg feletti impulzusokra vagy ismétlődő stimulációra korlátozódnak:
Ban,-ben tudományos kutatás az alkalmazások köre szélesebb.
Kockázatok és mellékhatások
A tesztalanyoknak és a TMS-szel szembesülő betegeknek beszélniük kell kezelőorvosukkal a kockázatokról és a mellékhatásokról. Az itt leírt kockázatok és mellékhatások csak áttekintést adhatnak. A kezelőorvosnak minden egyes esetben el kell döntenie, hogy egy személy alkalmas-e a TMS-re vagy sem.
A mágneses stimuláció 1985-ös bevezetése óta alig észleltek mellékhatásokat. A leggyakoribb mellékhatás egy átmeneti fejfájás, amely főleg az izmok stimulálásakor jelentkezik. A legfélelmetesebb azonban az epilepsziás roham nagyon ritka kiváltása az rTMS-ben. Ezért 1998-ban konszenzussal kidolgozták a TMS szigorú alkalmazási szabályait. Azonban az erősebb hatású újabb protokollokat, például a tetán stimulációt még nem vették figyelembe ebben a konszenzusban, ami azt jelenti, hogy ennek a stimulációnak a kockázatait eddig alig lehet kiszámítani.
További, különösen ritka mellékhatásokat további gondos és hosszú távú megfigyeléssel kell megtudni a TMS kutatásban és klinikán történő alkalmazása alatt és után. Már csak ezért sem lehet teljes a lista.