Estimulación cerebral profunda

Estimulación cerebral profunda (DBS) es un procedimiento neuroquirúrgico que implica la colocación de un dispositivo médico llamado neuroestimulador, que envía impulsos eléctricos, a través de electrodos implantados, a objetivos específicos. en el cerebro (el núcleo cerebral) para el tratamiento de trastornos del movimiento, incluida la enfermedad de Parkinson, el temblor esencial, la distonía y otras afecciones como el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) y la epilepsia. Si bien sus principios y mecanismos subyacentes no se comprenden completamente, la ECP cambia directamente la actividad cerebral de manera controlada.

La DBS ha sido aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos como tratamiento para el temblor esencial y la enfermedad de Parkinson (EP) desde 1997. La DBS fue aprobada para la distonía en 2003, el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) en 2009, y epilepsia en 2018. La estimulación cerebral profunda se ha estudiado en ensayos clínicos como un tratamiento potencial para el dolor crónico de diversos trastornos afectivos, incluida la depresión mayor. Es uno de los pocos procedimientos neuroquirúrgicos que permiten estudios ciegos.

Uso médico

Parkinson 's disease

La DBS se utiliza para controlar algunos de los síntomas de la enfermedad de Parkinson que no se pueden controlar adecuadamente con medicamentos. La EP se trata aplicando estimulación de alta frecuencia (> 100 Hz) a tres estructuras objetivo, a saber, el tálamo ventrolateral, el pálido interno y el núcleo subtalámico (STN), para imitar los efectos clínicos de las lesiones. Se recomienda a personas que padecen EP con fluctuaciones motoras y temblores no controlados adecuadamente con medicación, o a personas que son intolerantes a la medicación, siempre que no tengan problemas neuropsiquiátricos graves. Se han tratado cuatro áreas del cerebro con estimuladores neuronales en la EP. Estos son el globo pálido interno, el tálamo, el núcleo subtalámico y el núcleo pedunculopontino. Sin embargo, la mayoría de las cirugías de ECP en la práctica habitual se dirigen al globo pálido interno o al núcleo subtalámico.

• DBS del globus pallidus internus reduce los movimientos de temblor incontrolables llamados disquinesias. Esto permite a un paciente tomar cantidades adecuadas de medicamentos (especialmente levodopa), lo que conduce a un mejor control de los síntomas.
• DBS del núcleo subtalámico reduce directamente los síntomas de Parkinson. Esto permite disminuir la dosis de medicamentos antiparkinsonianos.
• El DBS de la PPN puede ayudar con la congelación de la gait, mientras que el DBS del talamo puede ayudar con temblores. Estos objetivos no se utilizan habitualmente.

La selección del objetivo de DBS correcto es un proceso complicado. Se utilizan múltiples características clínicas para seleccionar el objetivo, incluida la identificación de los síntomas más problemáticos, la dosis de levodopa que el paciente está tomando actualmente, los efectos y efectos secundarios de los medicamentos actuales y los problemas concurrentes. Por ejemplo, la estimulación cerebral profunda del núcleo subtalámico puede empeorar la depresión y, por lo tanto, no se prefiere en pacientes con depresión no controlada.

En general, la estimulación cerebral profunda se asocia con una mejora del 30 al 60 % en las evaluaciones de la puntuación motora. Sin embargo, la DBS se administra de forma continua y con parámetros fijos y no controla completamente las fluctuaciones motoras que caracterizan la enfermedad de Parkinson. Por ello, en los últimos años se ha desarrollado el concepto de Estimulación Cerebral Profunda Adaptativa (aDBS), un tipo de DBS que adapta automáticamente los parámetros de estimulación a los síntomas parkinsonianos. Actualmente se están investigando los dispositivos aDBS para su adopción en la práctica clínica.

Síndrome de Tourette

La estimulación cerebral profunda se ha utilizado de forma experimental en el tratamiento de adultos con síndrome de Tourette grave que no responden al tratamiento convencional. A pesar de los primeros éxitos ampliamente publicitados, la ECP sigue siendo un procedimiento altamente experimental para tratar el síndrome de Tourette y se necesitan más estudios para determinar si los beneficios a largo plazo superan los riesgos. El procedimiento es bien tolerado, pero las complicaciones incluyen "corta duración de la batería, empeoramiento abrupto de los síntomas al cese de la estimulación, conversión hipomaníaca o maníaca y el importante tiempo y esfuerzo que implica optimizar los parámetros de estimulación".

El procedimiento es invasivo y costoso y requiere atención experta a largo plazo. Los beneficios para el síndrome de Tourette grave no son concluyentes, considerando los efectos menos sólidos de esta cirugía observada en los Países Bajos. El síndrome de Tourette es más común en poblaciones pediátricas y tiende a remitir en la edad adulta, por lo que, en general, este no sería un procedimiento recomendado para su uso en niños. Puede que no siempre sea obvio cómo utilizar la ECP para una persona en particular porque el diagnóstico del síndrome de Tourette se basa en una historia de síntomas en lugar de un examen de la actividad neurológica. Debido a la preocupación sobre el uso de la estimulación cerebral profunda en el tratamiento del síndrome de Tourette, la Tourette Association of America convocó a un grupo de expertos para desarrollar recomendaciones que guíen el uso y posibles ensayos clínicos de la estimulación cerebral profunda para el ST.

Robertson informó que la ECP se había utilizado en 55 adultos en 2011, seguía siendo un tratamiento experimental en ese momento y recomendó que el procedimiento "sólo debería ser realizado por neurocirujanos funcionales experimentados que trabajen en centros que también tengan un especialista especializado en Tourette". clínica del síndrome". Según Malone et al. (2006), "Sólo se deben considerar pacientes con enfermedades graves, debilitantes y refractarias al tratamiento; mientras que aquellos con trastornos graves de la personalidad y problemas de abuso de sustancias deberían ser excluidos." Du et al. (2010) dicen: "Como terapia invasiva, la estimulación cerebral profunda actualmente solo es recomendable para adultos con ST gravemente afectados y refractarios al tratamiento". Singer (2011) dice: "A la espera de la determinación de los criterios de selección de pacientes y del resultado de ensayos clínicos cuidadosamente controlados, se recomienda un enfoque cauteloso". Viswanathan et al. (2012) dice que la estimulación cerebral profunda debe usarse en personas con "discapacidad funcional grave que no puede tratarse médicamente".

Epilepsia

Hasta el 36,3% de los pacientes con epilepsia son resistentes a los medicamentos. Estos pacientes corren el riesgo de sufrir una morbilidad y mortalidad significativas. En los casos en que la cirugía no sea una opción, se puede considerar la neuroestimulación como la estimulación cerebral profunda, así como la estimulación del nervio vago y la neuroestimulación sensible. Se han estudiado objetivos distintos del núcleo anterior del tálamo para el tratamiento de la epilepsia, como el núcleo centromediano del tálamo, el cerebelo y otros.

Efectos adversos

La ECP conlleva los riesgos de una cirugía mayor, con una tasa de complicaciones relacionada con la experiencia del equipo quirúrgico. Las principales complicaciones incluyen hemorragia (1 a 2%) e infección (3 a 5%).

Existe la posibilidad de que se produzcan efectos secundarios neuropsiquiátricos después de la estimulación cerebral profunda, como apatía, alucinaciones, hipersexualidad, disfunción cognitiva, depresión y euforia. Sin embargo, estos efectos pueden ser temporales y estar relacionados con (1) la colocación correcta de los electrodos, (2) estimulación de circuito abierto versus estimulación de circuito cerrado, es decir, una estimulación constante o una estimulación de I.A. monitoreo del sistema de administración y (3) calibración del estimulador, por lo que estos efectos secundarios son potencialmente reversibles.

Debido a que el cerebro puede desplazarse ligeramente durante la cirugía, los electrodos pueden desplazarse o desprenderse de su ubicación específica. Esto puede causar complicaciones más profundas, como cambios de personalidad, pero la mala colocación de los electrodos es relativamente fácil de identificar mediante una tomografía computarizada. Además, pueden ocurrir complicaciones de la cirugía, como sangrado dentro del cerebro. Después de la cirugía, son normales la inflamación del tejido cerebral, una leve desorientación y somnolencia. Después de 2 a 4 semanas, se realiza una visita de seguimiento para retirar las suturas, encender el neuroestimulador y programarlo.

Impaired swimming skills surfaced as an unexpected risk of the procedure; several Parkinson 's disease patients lost their ability to swim after receiving deep brain stimulation.

Mecanismos

Se desconoce el mecanismo de acción exacto de la estimulación cerebral profunda. Diversas hipótesis intentan explicar los mecanismos de la estimulación cerebral profunda:

1. El bloqueo de despolarización: Las corrientes eléctricas bloquean la salida neuronal en o cerca del sitio del electrodo.
2. Inhibición sináptica: Esto provoca una regulación indirecta de la salida neuronal activando terminales de axón con conexiones sinápticas a neuronas cercanas al electrodo estimulante.
3. Desincronización de la actividad oscilatoria anormal de las neuronas
4. Activación antidérmica activando/bloqueando neuronas distantes o bloqueando axiones lentos

La DBS representa un avance con respecto a tratamientos anteriores que implicaban palidotomía (es decir, ablación quirúrgica del globo pálido) o talamotomía (es decir, ablación quirúrgica del tálamo). En su lugar, se implanta un cable delgado con múltiples electrodos en el globo pálido, el núcleo ventral intermedio del tálamo o el núcleo subtalámico, y se utilizan pulsos eléctricos con fines terapéuticos. El cable del implante se extiende hasta el neuroestimulador debajo de la piel en la zona del pecho.

Actualmente se debate su efecto directo sobre la fisiología de las células cerebrales y los neurotransmisores, pero al enviar impulsos eléctricos de alta frecuencia a áreas específicas del cerebro, puede mitigar los síntomas y disminuir directamente los efectos secundarios inducidos por los medicamentos para la EP, lo que permite una disminución de los medicamentos o hacer que un régimen de medicación sea más tolerable.

Componentes y ubicación

El sistema DBS consta de tres componentes: el generador de impulsos implantado (IPG), el cable y una extensión. El IPG es un neuroestimulador que funciona con baterías y está encerrado en una carcasa de titanio, que envía pulsos eléctricos al cerebro que interfieren con la actividad neuronal en el sitio objetivo. El cable es un cable enrollado aislado en poliuretano con cuatro electrodos de platino-iridio y se coloca en uno o dos núcleos diferentes del cerebro. El cable está conectado al IPG mediante una extensión, un cable aislado que pasa por debajo de la piel, desde la cabeza, baja por el costado del cuello, detrás de la oreja, hasta el IPG, que se coloca subcutáneamente debajo de la clavícula, o en algunos casos. casos, el abdomen. El IPG puede ser calibrado por un neurólogo, una enfermera o un técnico capacitado para optimizar la supresión de los síntomas y controlar los efectos secundarios.

Los cables de DBS se colocan en el cerebro según el tipo de síntomas que se van a abordar. Para el temblor esencial no parkinsoniano, el cable se coloca en el núcleo ventrointermedio del tálamo o en la zona incerta; para la distonía y los síntomas asociados con la EP (rigidez, bradicinesia/cinesia y temblor), el cable se puede colocar en el globo pálido interno o en el núcleo subtalámico; para TOC y depresión al núcleo accumbens; para dolor incesante en la región talámica posterior o gris periacueductal; y para el tratamiento de la epilepsia en el núcleo talámico anterior.

Los tres componentes se implantan quirúrgicamente dentro del cuerpo. La implantación del cable puede realizarse bajo anestesia local o bajo anestesia general ("ECD dormido"), como en el caso de la distonía. Se perfora un orificio de aproximadamente 14 mm de diámetro en el cráneo y el electrodo de la sonda se inserta estereotácticamente, utilizando estereotaxis con o sin marco. Durante el procedimiento despierto con anestesia local, se utiliza la retroalimentación de la persona para determinar la ubicación óptima del electrodo permanente. Durante el procedimiento dormido, se utiliza la guía de resonancia magnética intraoperatoria para la visualización directa del tejido cerebral y el dispositivo. La instalación del IPG y los cables de extensión se realiza bajo anestesia general. Se estimula el lado derecho del cerebro para abordar los síntomas del lado izquierdo del cuerpo y viceversa.

Investigación

Dolor crónico

La estimulación de la sustancia gris periacueductal y periventricular para el dolor nociceptivo, y de la cápsula interna, el núcleo posterolateral ventral y el núcleo posteromedial ventral para el dolor neuropático ha producido resultados impresionantes en algunas personas, pero los resultados varían. Un estudio de 17 personas con dolor de cáncer intratable encontró que 13 prácticamente no tenían dolor y solo cuatro requirieron analgésicos opioides al alta del hospital después de la intervención. La mayoría finalmente recurrió a los opioides, generalmente en las últimas semanas de vida. La estimulación cerebral profunda también se ha aplicado para el dolor del miembro fantasma.

Depresión mayor y trastorno obsesivo-compulsivo

La DBS se ha utilizado en una pequeña cantidad de ensayos clínicos para tratar a personas con depresión grave resistente al tratamiento (TRD). Se han utilizado varios objetivos neuroanatómicos para la ECP para la TRD, incluidos el giro cingulado subgenual, el giro recto posterior, el núcleo accumbens, la cápsula ventral/estriado ventral, el pedúnculo talámico inferior y la habénula lateral. Un objetivo propuesto recientemente para la intervención de DBS en la depresión es la rama superolateral del haz medial del prosencéfalo; su estimulación produce efectos antidepresivos sorprendentemente rápidos.

Los pequeños números en los primeros ensayos de DBS para TRD actualmente limitan la selección de un objetivo neuroanatómico óptimo. La evidencia es insuficiente para respaldar la estimulación cerebral profunda como modalidad terapéutica para la depresión; sin embargo, el procedimiento puede ser una modalidad de tratamiento eficaz en el futuro. De hecho, se han documentado resultados beneficiosos en la literatura neuroquirúrgica, incluidos algunos casos en los que a personas que estaban profundamente deprimidas se les proporcionaron estimuladores portátiles para el autotratamiento.

Una revisión sistemática de DBS para TRD y TOC identificó 23 casos, nueve de TOC, siete de TRD y uno de ambos. "[A]proximadamente la mitad de los pacientes mostraron una mejora espectacular" y los eventos adversos fueron "generalmente triviales" dada la edad más joven de la población psiquiátrica en relación con la edad de las personas con trastornos del movimiento. El primer estudio aleatorizado y controlado de DBS para el tratamiento de TRD dirigido al área de la cápsula ventral/estriado ventral no demostró una diferencia significativa en las tasas de respuesta entre los grupos activo y simulado al final de un estudio de 16 semanas. Sin embargo, un segundo estudio controlado aleatorio de DBS con cápsula ventral para TRD demostró una diferencia significativa en las tasas de respuesta entre la DBS activa (44% de los que respondieron) y la DBS simulada (0% de los que respondieron). La eficacia de la estimulación cerebral profunda está establecida para el TOC, con un promedio de respuesta del 60% en pacientes gravemente enfermos y resistentes al tratamiento. Con base en estos resultados, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) aprobó la DBS para el TOC resistente al tratamiento bajo una Exención de Dispositivo Humanitario (HDE), que exige que el procedimiento se realice únicamente en un hospital con calificaciones de especialistas para hacerlo.

La estimulación cerebral profunda para la TRD puede ser tan eficaz como los antidepresivos y tener buenas tasas de respuesta y remisión, pero los efectos adversos y la seguridad deben evaluarse más exhaustivamente. Los efectos secundarios comunes incluyen "infección de la herida, dolor de cabeza perioperatorio y empeoramiento/estado de ánimo irritable [y] aumento de las tendencias suicidas".

Otras aplicaciones clínicas

Los resultados de la estimulación cerebral profunda en personas con distonía, donde los efectos positivos a menudo aparecen gradualmente durante un período de semanas a meses, indican un papel de reorganización funcional en al menos algunos casos. Se ha probado la eficacia del procedimiento en personas con epilepsia resistente a los medicamentos. La estimulación cerebral profunda puede reducir o eliminar las crisis epilépticas con estimulación programada o reactiva.

La estimulación cerebral profunda de las áreas septales de personas con esquizofrenia ha dado como resultado un mayor estado de alerta, cooperación y euforia. Las personas con narcolepsia y convulsiones parciales complejas también informaron euforia y pensamientos sexuales debido a la estimulación cerebral profunda autoprovocada de los núcleos septales.

Se informó éxtasis orgásmico con la estimulación eléctrica del cerebro con electrodos profundos en el hipocampo izquierdo a 3 mA y en el hipocampo derecho a 1 mA.

En 2015, un grupo de investigadores brasileños dirigido por el neurocirujano Erich Fonoff [pt] describió una Nueva técnica que permite la implantación simultánea de electrodos denominada procedimiento estereotáctico bilateral para DBS. Los principales beneficios son menos tiempo dedicado al procedimiento y mayor precisión.

En 2016, se descubrió que la estimulación cerebral profunda mejora el aprendizaje y la memoria en un modelo de ratón con síndrome de Rett. Un trabajo más reciente (2018) demostró que la ECP forniceal regula positivamente los genes implicados en la función sináptica, la supervivencia celular y la neurogénesis, dando algunos primeros pasos para explicar la restauración de la función del circuito del hipocampo.

Objetivo de la epilepsia

Según un estudio de seguimiento a largo plazo, la estimulación cerebral profunda dirigida al núcleo anterior del tálamo puede ser algo más eficaz para la epilepsia del lóbulo temporal y la eficacia puede aumentar con el tiempo.