Stimolazione Elettrica Transcranica Tdcs

A breve

Per il Trattamento di condizioni neuropsichiatriche quali depressione, ansia, morbo di Parkinson, demenza di Alzheimer, dolore cronico, dipendenze, riabilitazione post ictus o traumi.

La tDCS é una tecnica con cui si stimolano diverse parti del cervello in modo non invasivo, efficace, indolore e senza effetti collaterali significativi

 

La tDCS e i suoi meccanismi

La tDCS, nata in Italia e oggi usata in tutto il mondo, é una tecnica di facile applicazione con cui é possibile stimolare diverse parti del cervello in modo non invasivo, efficace, indolore e senza effetti collaterali significativi (le più frequenti percezioni riscontrate sono un leggero pizzicorio/prurito/calore all’inizio della stimolazione nei punti in cui sono posizionati gli elettrodi). Nonostante sia una tecnica “giovane”, molti studi la indicherebbero come un possibile prezioso strumento per il trattamento di condizioni neuropsichiatriche quali depressione, ansia, morbo di Parkinson, demenza di Alzheimer, dolore cronico, dipendenze, riabilitazione post ictus o traumi.

La tDCS permette due tipi di stimolazioni: anodica e catodica. La stimolazione anodica provoca un’eccitazione dell’attività neuronale e quella catodica la inibisce o la riduce.
La stimolazione tDCS consiste in una debole corrente elettrica continua all’intensità costante di 1-2 mA, non percepibile dalla persona, che viene applicata allo scalpo tramite una coppia di elettrodi (uno eccitatorio, l’anodo, e uno inibitorio, il catodo) di 35 cm² di superficie. Gli elettrodi sono rivestiti da una spugna sintetica imbevuta di una soluzione salina per aumentare la conduttività (consentendo di attraversare le ossa craniche e raggiungere l’area cerebrale d’interesse) ed evitare possibili effetti fastidiosi causati dall’applicazione diretta di corrente.

A questo punto vengono inseriti all’interno di una cuffia di gomma (non conduttiva) che ne facilita il fissaggio sulla testa. Generalmente viene utilizzato un montaggio in cui l’elettrodo attivo viene posizionato sull’area che si intende stimolare mentre l’elettrodo di riferimento viene posizionato sull’area sovraorbitale controlaterale o in un’area non cefalica (ad esempio sulla spalla).

Questa tecnica, attraverso il flusso di corrente da un elettrodo all’altro, modifica i potenziali di membrana dei neuroni permettendo di modulare l’eccitabilità della corteccia cerebrale e quindi l’attività neuronale del cervello, aumentando o diminuendo la funzionalità dell’area stimolata (producendo effetti a livello cognitivo e comportamentale) per un tempo che permane oltre la durata della stimolazione. In particolare, la stimolazione anodica depolarizza i neuroni aumentando l’eccitabilità corticale dell’area stimolata, mentre la stimolazione catodica iperpolarizza i neuroni con effetti inibitori. Se la stimolazione viene ripetuta più volte é possibile rendere tali modificazioni più stabili e durature (Bolognini et al. 2009).

A differenza di altre tecniche (ad esempio la TMS) la tDCS eccitatoria non stimola gli assoni dei neuroni inducendoli a scaricare potenziali d’azione, poiché induce un cambiamento di potenziale (eccitabilità neuronale spontanea) lento e di lieve entità. In particolare gli effetti sembrano essere dovuti alla modificazione della conduttività dei canali di sodio e calcio e allo spostamento di gradienti elettrici che influenzano il bilancio ionico all’interno e all’esterno della membrana neuronale, modulandone la soglia di attivazione (Ardolino et al. 2005).

Questi effetti variano al variare di:
– Densità della corrente (rapporto tra intensità di corrente e dimensione dell’elettrodo)
– Direzione del flusso di corrente (dal catodo all’anodo o dall’anodo al catodo)
– Durata della stimolazione
– Geometria neuronale su cui agisce la stimolazione
– Caratteristiche del tessuto neuronale stimolato.

DCS e trattamento comportamentale per favorire la plasticità cerebrale

Gli stessi effetti di LTP ottenuti con la stimolazione tDCS si producono nell’area trattata a seguito di un trattamento comportamentale, anche in soggetti sani.
A questo punto si può ipotizzare che training comportamentale e tDCS condividano simili meccanismi d’azione per indurre quei fenomeni di plasticità cerebrale che sono alla base del recupero post-lesione cerebrale, per cui l’uso additivo della tDCS e la sua capacità di produrre effetti a lungo termine dovrebbe aumentare gli effetti della riabilitazione comportamentale.
Per questo motivo si può ragionevolmente supporre che la loro combinazione possa massimizzare i loro effetti individuali. Ciò poiché la stimolazione anodica faciliterebbe l’attivazione dei neuroni dell’area danneggiata mentre la stimolazione catodica ridurrebbe l’azione dell’area intatta e l’inibizione che questa esercita verso l’area lesionata attraverso le connessioni interemisferiche callosali. In un tale quadro il trattamento comportamentale qualora sia associato a stimolazione cerebrale non invasiva potrebbe produrre modificazioni corticali più intense, con conseguente ripresa funzionale maggiore della funzione trattata. Inoltre, considerando che i processi spontanei di riorganizzazione plastica dopo un ictus si riducono rapidamente fino ad esaurirsi in pochi mesi, la combinazione della stimolazione tDCS, e quindi l’induzione di meccanismi di riorganizzazione plastica aggiuntivi, potrebbe permettere di allungare la finestra temporale in cui é possibile somministrare positivamente il trattamento riabilitativo.
Gli studi mostrano che:
– Il beneficio funzionale in un setting riabilitativo dopo somministrazione della sola stimolazione tDCS é risultato limitato a circa il 10-20% (Talelli & Rothwell 2006).
– Anche il solo trattamento comportamentale, pur essendo fondamentale per promuovere il recupero, non é risultato totalmente efficace (ad esempio il 50-60% dei pazienti che hanno subito un ictus mantengono dei disordini motori residui che necessitano di una qualche forma di assistenza).
– Il trattamento combinato delle due tecniche potrebbe massimizzare i loro effetti individuali, poiché la tDCS preattiverà i circuiti neurali danneggiati in modo specifico, rendendoli più responsivi alla stimolazione riabilitativa comportamentale.

É importante osservare che la tDCS si configura come una tecnica estremamente promettente ma allo stesso tempo di semplice uso e priva di effetti collaterali qualora utilizzata seguendo le linee guida (Rossi et al. 2009).

Principi di base
La tecnica tES (Nitsche et al., 2008; Priori, 2003) prevede l’applicazione di deboli correnti elettriche (~1-2 mA) direttamente sulla testa per diversi minuti (~5-30 minuti). La corrente è erogata grazie all’applicazione di due elettrodi posizionati sullo scalpo, attraverso uno stimolatore di corrente alimentato a batterie. Queste correnti generano un campo elettrico che modula l’attività neurale in base alla modalità di applicazione, che può essere continua (stimolazione transcranica a corrente continua, tDCS), rumore casuale (stimolazione transcranica random noise, tRNS) o alternata (stimolazione transcranica a corrente alternata, tACS). La tDCS altera la frequenza di scarica dei neuroni. Numerosi studi su modello animale (Bindman et al., 1964; Creutzfeldt et al., 1962) suggeriscono che la tDCS catodica riduca la frequenza spontanea di scarica dei neuroni, mentre la tDCS anodica abbia un effetto opposto. L’attività neurale aumenta quando il polo positivo (anodo) è collocato vicino al corpo cellulare ed ai dendriti e diminuisce quando il campo è opposto. In accordo a questo sono stati osservati nell’uomo effetti neurofisiologici simili (Nitsche and Paulus, 2000). Infatti la polarizzazione catodica applicata sulla corteccia motoria può indurre una robusta riduzione dell’eccitabilità corticale, mentre la polarizzazione anodica aumenta l’eccitabilità della corteccia motoria (Nitsche and Paulus, 2000). Gli effetti a breve termine della tDCS sono probabilmente indotti da un cambiamento nella polarizzazione della membrana neurale: depolarizzazione (anodica) o iperpolarizzazione (catodica) (Liebetanz et al., 2002). In modo simile alla rTMS questi cambiamenti durano anche dopo la fine della stimolazione per periodi che variano da minuti a ore, a seconda dei parametri di stimolazione utilizzati (es., intensità e durata). La tDCS è quindi in grado di modificare la prestazione in numerosi compiti cognitivi (Fertonani et al., 2010; Fertonani et al., 2011; Sandrini et al., 2012)

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