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Estimulación cerebral profunda

La estimulación cerebral profunda ( DBS ) es un procedimiento quirúrgico que implanta un neuroestimulador y electrodos que envía impulsos eléctricos a objetivos específicos en el cerebro responsables del control del movimiento. El tratamiento está diseñado para una variedad de trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson , el temblor esencial y la distonía , así como para ciertas afecciones neuropsiquiátricas como el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) y la epilepsia . [1] Los mecanismos exactos de la estimulación cerebral profunda son complejos y no del todo claros, pero se sabe que modifica la actividad cerebral de forma estructurada. [2]

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. [3] La DBS fue aprobada para la distonía en 2003, [4] el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC) en 2009 y epilepsia en 2018. [5] [6] [7] 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 . [1] Ahora se considera que la DBS es un posible tratamiento para la adicción a las drogas.

Uso medico

Un hombre adulto sometido a preparación preoperatoria para estimulación cerebral profunda.
Inserción de electrodo durante la cirugía utilizando un marco estereotáctico.

enfermedad de Parkinson

La estimulación cerebral profunda se utiliza para controlar algunos de los síntomas de la enfermedad de Parkinson que no se pueden controlar adecuadamente con medicamentos. [8] [9] 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 . [10] Se recomienda para personas que padecen EP con fluctuaciones motoras y temblores no controlados adecuadamente con medicamentos, o para aquellos que son intolerantes a los medicamentos, siempre que no tengan problemas neuropsiquiátricos graves. [11] 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.

La selección del objetivo 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.

Eficacia

Generalmente, la estimulación cerebral profunda se asocia con una mejora del 30 al 60 % en las evaluaciones de la puntuación motora. [12] Sin embargo, la estimulación cerebral profunda 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. [13]

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. [14] [15] [16] [17] El procedimiento es bien tolerado, pero las complicaciones incluyen "duración corta 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". ". [18]

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 DBS 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 DBS para el ST. [19]

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 operen en centros que también tengan una clínica dedicada al síndrome de Tourette". [15] Según Malone et al. (2006), "Sólo se deben considerar los pacientes con enfermedades graves, debilitantes y refractarias al tratamiento; mientras que se deben excluir aquellos con trastornos graves de la personalidad y problemas de abuso de sustancias". [18] Du et al. (2010) dicen: "Como terapia invasiva, la estimulación cerebral profunda actualmente solo se recomienda para adultos con ST gravemente afectados y refractarios al tratamiento". [16] Singer (2011) dice: "a la espera de la determinación de los criterios de selección de pacientes y el resultado de ensayos clínicos cuidadosamente controlados, se recomienda un enfoque cauteloso". [14] Viswanathan y cols. (2012) dicen que la ECP debería utilizarse en personas con "deterioro funcional grave que no puede tratarse médicamente". [20]

Epilepsia

Hasta el 36,3% de los pacientes con epilepsia son resistentes a los medicamentos. [21] Estos pacientes tienen riesgo de morbilidad y mortalidad significativas. [22] En los casos en los que la cirugía no es una opción, se puede considerar la neuroestimulación como la estimulación cerebral profunda, así como la estimulación del nervio vago y la neuroestimulación sensible . [ cita médica necesaria ] 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. [23]

Efectos adversos

Arteriografía del suministro arterial que puede sangrar durante la implantación de DBS.

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%). [24]

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 incorrecta de los electrodos, (2) estimulación de circuito abierto versus estimulación de circuito cerrado, es decir, una estimulación constante o un sistema de administración de monitoreo de IA [25] y (3) calibración del estimulador, por lo que estos efectos secundarios son potencialmente reversibles. [26]

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 utiliza una visita de seguimiento para retirar las suturas , encender el neuroestimulador y programarlo. [ cita necesaria ]

La dificultad para nadar surgió como un riesgo inesperado del procedimiento; Varios pacientes con enfermedad de Parkinson perdieron la capacidad de nadar después de recibir estimulación cerebral profunda. [27] [28]

Mecanismos

Se desconoce el mecanismo de acción exacto de la DBS. [29] Una variedad de hipótesis intentan explicar los mecanismos de la estimulación cerebral profunda: [30] [31]

  1. 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 mediante la activación de las terminales de los axones con conexiones sinápticas a las neuronas cercanas al electrodo de estimulación.
  3. Desincronización de la actividad oscilatoria anormal de las neuronas.
  4. Activación antidrómica, ya sea activando/bloqueando neuronas distantes o bloqueando axones lentos [2]

La ECP 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). [32] En su lugar, se implanta un cable delgado con múltiples electrodos en el globo pálido, el núcleo ventralis 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. [ cita necesaria ]

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 [33] y disminuir directamente los efectos secundarios inducidos por los medicamentos para la EP, [34 ] permitiendo una disminución de los medicamentos o haciendo que un régimen de medicación sea más tolerable. [ cita necesaria ]

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 . [8] 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. [35]

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 ; [36] para la distonía y los síntomas asociados con la EP ( rigidez , bradicinesia / akinesia 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 . [ cita necesaria ]

Los tres componentes se implantan quirúrgicamente dentro del cuerpo. La implantación del cable puede realizarse bajo anestesia local o bajo anestesia general ("ECP dormida"), 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. [37] Durante el procedimiento despierto con anestesia local, se utiliza la retroalimentación de la persona para determinar la colocación óptima del electrodo permanente. Durante el procedimiento dormido, se utiliza la guía de resonancia magnética intraoperatoria para la visualización directa del tejido cerebral y del dispositivo. [38] La instalación del IPG y los cables de extensión se realiza bajo anestesia general. [39] Se estimula el lado derecho del cerebro para abordar los síntomas en el lado izquierdo del cuerpo y viceversa. [ cita necesaria ]

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 [40] 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. [41] La estimulación cerebral profunda también se ha aplicado para el dolor del miembro fantasma . [42]

Depresión mayor y trastorno obsesivo-compulsivo

Radiografía lateral de cabeza: estimulación cerebral profunda en el trastorno obsesivo-compulsivo (TOC). Varón de 42 años, operado en 2013.

La estimulación cerebral profunda se ha utilizado en una pequeña cantidad de ensayos clínicos para tratar a personas con depresión grave resistente al tratamiento (TRD). [43] Se han utilizado varios objetivos neuroanatómicos para la ECP para la TRD, incluida la circunvolución cingulada subgenual, la circunvolución recta posterior, [44] el núcleo accumbens , [45] la cápsula ventral/el cuerpo estriado ventral, el pedúnculo talámico inferior y la habénula lateral. [43] Un objetivo propuesto recientemente para la intervención de DBS en la depresión es la rama superolateral del haz del cerebro anterior medial ; su estimulación produce efectos antidepresivos sorprendentemente rápidos. [46]

Los pequeños números en los primeros ensayos de DBS para TRD limitan actualmente la selección de un objetivo neuroanatómico óptimo. [43] La evidencia es insuficiente para respaldar la estimulación cerebral profunda como una modalidad terapéutica para la depresión; sin embargo, el procedimiento puede ser una modalidad de tratamiento eficaz en el futuro. [47] 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. [48] ​​[49] [50]

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 mejoría dramática" 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. [51] 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. [52] Sin embargo, un segundo estudio controlado aleatorio de ECP con cápsula ventral para TRD demostró una diferencia significativa en las tasas de respuesta entre ECP activa (44% de respondedores) y ECP simulada (0% de respondedores). [53] 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. [54] 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 requiere que el procedimiento se realice solo 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". [55]

Otras aplicaciones clínicas

Los resultados de la estimulación cerebral profunda en personas con distonía, donde los efectos positivos suelen aparecer gradualmente durante un período de semanas a meses, indican un papel de la reorganización funcional en al menos algunos casos. [56] Se ha probado la eficacia del procedimiento en personas con epilepsia resistente a los medicamentos. [57] La ​​estimulación cerebral profunda puede reducir o eliminar las crisis epilépticas con estimulación programada o reactiva. [ cita necesaria ]

La estimulación cerebral profunda de las áreas septales de personas con esquizofrenia ha dado como resultado un mayor estado de alerta, cooperación y euforia. [58] 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. [49]

El éxtasis orgásmico se informó con la estimulación eléctrica del cerebro con electrodos profundos en el hipocampo izquierdo a 3 mA y en el hipocampo derecho a 1 mA. [59]

En 2015, un grupo de investigadores brasileños dirigido por el neurocirujano Erich Fonoff  [pt] describió una nueva técnica que permite implantes simultáneos de electrodos llamada procedimiento estereotáctico bilateral para ECP. Los principales beneficios son menos tiempo dedicado al procedimiento y mayor precisión. [60]

En 2016, se descubrió que la estimulación cerebral profunda mejoraba el aprendizaje y la memoria en un modelo de ratón con síndrome de Rett . [61] Un trabajo más reciente (2018) demostró que la ECP fórnica regula positivamente los genes implicados en la función sináptica, la supervivencia celular y la neurogénesis, [62] dando algunos primeros pasos para explicar la restauración de la función del circuito del hipocampo.

Objetivo de 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. [63] [64]

Ver también

Referencias

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