Table Of ContentEstimulación magnética
transcraneal y neuromodulación
Presente y futuro en neurociencias
Estimulación magnética
transcraneal y
neuromodulación
Presente y futuro en neurociencias
Isaac Túnez Fiñana
Catedrático de Bioquímica y Biología Molecular, Facultad
de Medicina, Instituto Maimónides de Investigación
Biomédica de Córdoba (IMIBIC)/Hospital Universitario
Reina Sofía/Universidad de Córdoba
Álvaro Pascual Leone
Catedrático de Neurología, Harvard Medical School,
Beth Israel Deaconess Medical Center/Harvard University
© 2014 Elsevier España, S.L.
Travessera de Gràcia, 17-21
08021 Barcelona, España
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y clínica habrá que introducir cambios en los tratamientos y en los fármacos. En consecuencia,
se recomienda a los lectores que analicen los últimos datos aportados por los fabricantes sobre
cada fármaco para comprobar las dosis recomendadas, la vía y duración de la administración y las
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más indicados para cada paciente, en función de su experiencia y del conocimiento de cada caso
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El editor
Prefacio
La estimulación magnética transcraneal concreta de la corteza cerebral, y abre así
(EMT) o, en inglés, transcranial magnetic la puerta a las aplicaciones terapéuticas
stimulation (TMS) es una técnica neuro- de la EMT.
fisiológica basada en los principios de El efecto biológico de la EMT depende
inducción electromagnética. En la EMT, de muchos factores, por ejemplo los si-
se aplica un pulso electromagnético sobre guientes: a) la geometría del cuerpo; b) el
la cabeza del sujeto; la radiación magnética tamaño; c) la orientación respecto del cam-
penetra la piel y el cráneo y llega al cere- po incidente; d) la polarización del campo;
bro, donde las estructuras nerviosas se sir- e) la frecuencia y el tipo de fuente de la
ven de una especie de bobinas secundarias radiación; f) el entorno y el tiempo en que
y la radiación electromagnética induce en se produce la exposición; g) la radiación
ellas una corriente eléctrica secundaria. incidente; h) su intensidad, e i) cómo esté
Dicha corriente eléctrica secundaria puede modulada. De las diferentes posibilidades
ser suficiente para inducir potenciales de de conjugación y configuración de todos
membrana neuronales. Así pues, el proceso estos (y otros) parámetros, nacen las posi-
crítico en la EMT es la inducción de una bilidades de aplicación de esta nueva he-
corriente eléctrica secundaria, por lo que, rramienta diagnóstico-terapéutica.
en realidad, la EMT debería ser concep- Inicialmente, la EMT fue utilizada
tualizada como «estimulación eléctrica como una técnica útil para comprender la
cerebral no invasiva (transcraneal) por fisiología y fisiopatología de complejos
inducción electromagnética». El campo procesos cerebrales. Actualmente, la EMT
magnético simplemente sirve como puente también es considerada una herramienta
entre la corriente que pasa por la bobina de terapéutica. Algunos de los usos en los
estimulación y la corriente inducida en el cuales se ha comprobado su eficacia son
cerebro del sujeto. La gran ventaja de este los siguientes: la depresión, la epilepsia, el
método no solo es su carácter no-invasivo dolor neuropático y migrañoso, el trastorno
(es decir, que no requiere cirugía), sino que motor en la enfermedad de Parkinson, las
es prácticamente indoloro. alucinaciones en la esquizofrenia y en otras
El primer dispositivo, desarrollado psicosis, la función cognitiva en las demen-
por Anthony Barker en 1985, solo emitía cias, la recuperación de funciones motoras
pulsos simples; sin embargo, actualmente y de lenguaje tras infartos cerebrales, etc.
existen equipos más sofisticados que han En el presente libro queremos presentar
hecho posible la introducción de la llamada una introducción a la EMT, discutir sus
«estimulación repetitiva» (EMTr o rTMS), virtudes y limitaciones en neurociencia bá-
que es la emisión de pulsos repetidos sobre sica y clínica, y revisar la evidencia de sus
una misma área cerebral. Esto permite no aplicaciones terapéuticas. Los profesores
solo estimular, sino también modular de y doctores que han contribuido a la ela-
forma sostenida la actividad en un área boración de esta revisión poseen amplios
ix
Prefacio
y profundos conocimientos en su área, y neuroplasticidad como la neurogénesis y
ofrecen una apropiada explicación de sus la sinaptogénesis, la evolución de procesos
usos, fundamentos y mecanismos mole- neurodegenerativos en modelos experi-
culares, junto con su repercusión clínica. mentales y su potencial terapéutico.
Todos ellos son expertos profesionales en Como directores del curso «Estimula-
el conocimiento de la fisiología cerebral, ción Magnética Transcraneal y Neuromo-
la neuromodulación y, específicamente, la dulación: Presente y Futuro en Neurocien-
EMT. El profesor Álvaro Pascual Leone es cias», origen del presente libro, queremos
uno de los pioneros de prestigio internacio- agradecer la ayuda de nuestros colegas y
nal en el desarrollo de las técnicas de es- el apoyo de nuestras instituciones, y desea-
timulación cerebral y, particularmente, de mos que el curso sea de utilidad para todos
la EMT. Junto a su equipo de investigación, los participantes. Esperamos que la abun-
ha contribuido con más de 500 artículos dante y actualizada información presentada
en las principales revistas científicas y es- ayude al conocimiento y aplicación de la
tá considerado un líder indiscutible en la EMT para entender mejor el funcionamien-
aplicación neurológica, psiquiátrica, neuro- to del cerebro y reducir el sufrimiento de
rrehabilitadora y cognitiva de la EMT. Por los pacientes con trastornos neurológicos,
otro lado, el Dr. Túnez lleva trabajando en psiquiátricos y degenerativos.
esta área desde hace algo más de una déca-
da, analizando en modelos experimentales Isaac Túnez Fiñana
el efecto de la EMT sobre fenómenos de Álvaro Pascual Leone
x
Autores
Eduardo Agüera Morales, Médico M.ª del Carmen Carrasco López,
Adjunto, Unidad de Gestión Clínica de Investigadora, Functional Exploration
Neurología, Instituto Maimónides de and Neuromodulation of Nervous
Investigación Biomédica de Córdoba System Investigation (FENNSI) Group,
(IMIBIC)/Hospital Universitario Hospital Nacional de Parapléjicos,
Reina Sofía/Universidad de Córdoba, Toledo, España
Córdoba, España
F. Javier Cudeiro Mazaira, Catedrático de
Miguel Alonso Alonso, Instructor en Fisiología, Departamento de Medicina,
Neurología, Berenson-Allen Center for Instituto Nacional de Educación Física
Noninvasive Brain Stimulation, Division (INEF)-Galicia; Director, Grupo
of Cognitive Neurology, Beth Israel de Neurociencia y Control Motor
Deaconess Medical Center, Harvard (NEUROcom), Instituto de Investigación
Medical School, Harvard University, Biomédica de A Coruña (INIBIC),
Boston, Massachusetts, USA Universidad de A Coruña, A Coruña,
España
Pablo Arias Rodríguez, Investigador
Post doctoral, Departamento de Medicina, René Drucker-Colin, Titular de Ciencia,
Instituto Nacional de Educación Física Tecnología e Innovación del Distrito
(INEF)-Galicia, Grupo de Neurociencia Federal, Investigador Emérito,
y Control Motor (NEUROcom), Instituto Departamento de Neurociencias,
de Investigación Biomédica de A Coruña Instituto de Fisiología Celular,
(INIBIC), Universidad de A Coruña, Universidad Nacional Autónoma de
A Coruña, España México (UNAM); Secretario de Ciencia
David Bartrés-Faz, Profesor Contratado y Tecnología, Gobierno del D.F., México
Doctor, Departamento de Psiquiatría y D.F., México
Psicobiología Clínica (Sección Medicina),
Nelson Espinosa Vergara, Investigador,
Facultad de Medicina, Universitat de
Departamento de Medicina, Instituto
Barcelona, Barcelona, España
Nacional de Educación Fícisa
Michela Campolo, Investigadora, (INEF)-Galicia; Grupo de Neurociencia
Functional Exploration and y Control Motor (NEUROcom), Instituto
Neuromodulation of Nervous System de Investigación Biomédica de A Coruña
Investigation (FENNSI) Group, Hospital (INIBIC), Universidad de A Coruña, A
Nacional de Parapléjicos, Toledo, España Coruña, España
Joan A. Camprodon Giménez, Professor, Mauro García-Toro, Profesor Contratado
Department of Psychiatry, Harvard Medical Doctor, Departamento de Psicología,
School; Director, Translational Research, Institut Universitari d’Investigació en
Divison of Neurotherapeutics, Laboratory Ciènces de la Salut (IUNICS), Red de
for Neuropsychiatry & Neuromodulation Investigación en Actividades Preventivas
Clinical Service of TMS, Massachusetts y Promoción de la Salud (RedIAPP),
General Hospital and McLean Hospital, Universitat de les Illes Balears, Palma de
Harvard Medical School, Harvard Mallorca, España
University, Boston, Massachusetts, USA
xi
Autores
Margalida Gili Planas, Profesora Laura Mordillo Mateos, Investigadora,
Titular, Departamento de Psicología, Functional Exploration and
Institut Universitari d’Investigació Neuromodulation of Nervous System
en Ciènces de la Salut (IUNICS), Investigation (FENNSI) Group, Hospital
Red de Investigación en Actividades Nacional de Parapléjicos, Toledo,
Preventivas y Promoción de la Salud España
(RedIAPP), Universitat de les Illes
Antonio Oliviero, Jefe de Sección,
Balears, Palma de Mallorca, España
Neurología y Neurofisiología;
Ignacio Jimena Medina, Profesor Titular, Director, Functional Exploration and
Departamento de Ciencias Morfológicas Neuromodulation of Nervous System
(Sección de Histología), Facultad de Investigation (FENNSI) Group, Hospital
Medicina, Instituto Maimónides de Nacional de Parapléjicos, Toledo, España
Investigación Biomédica de Córdoba
Álvaro Pascual Leone, Catedrático
(IMIBIC)/Hospital Universitario Reina
de Neurología, Vicedecano para la
Sofía/Universidad de Córdoba,
Investigación Clínica y Traslacional,
Córdoba, España
Harvard Medical School; Director,
Ricardo López-Martos, Investigador, Berenson-Allen Center for Noninvasive
Departamento de Ciencias Morfológicas Brain Stimulation, Division of Cognitive
(Sección de Histología), Facultad de Neurology, Beth Israel Deaconess
Medicina, Universidad de Córdoba, Medical Center, Harvard Medical
Córdoba, España School, Boston, Massachusetts; Asesor,
Instituto Guttmann, Barcelona, España
Evelio Luque Carabot, Profesor
Titular, Departamento de Ciencias José Peña Amaro, Catedrático de
Morfológicas (Sección de Histología), Universidad, Departamento de Ciencias
Morfológicas (Sección de Histología),
Facultad de Medicina, Instituto de
Facultad de Medicina, Instituto
Investigación Biomédica de Córdoba
Maimónides de Investigación Biomédica
(IMIBIC)/Hospital Universitario
de Córdoba (IMIBIC)/Hospital
Reina Sofía/Universidad de Córdoba,
Universitario Reina Sofía/Universidad
Córdoba, España
de Córdoba, Córdoba, España
Francisco J. Medina Fernández, Cleofé Peña-Gómez, Investigadora,
Investigador, Departamento de Departamento de Psiquiatría y
Bioquímica y Biología Molecular, Psicobiología Clínica, Facultad de
Facultad de Medicina, Instituto Medicina, Universitat de Barcelona,
Maimónides de Investigación Biomédica Barcelona, España
de Córdoba (IMIBIC)/Hospital
Universitario Reina Sofía/Universidad Miguel Roca Bennasar, Departamento
de Córdoba, Córdoba, España de Psicología, Institut Universitari
d’Investigació en Ciènces de la Salut
Helena Mondragón Llorca, (IUNICS), Red de Investigación en
Psicóloga-Neuropsicóloga, Actividades Preventivas y Promoción de
Berenson-Allen Center for Noninvasive la Salud (RedIAPP), Universitat de les
Brain Stimulation Division of Cognitive Illes Balears, Palma de Mallorca, España
Neurology, Beth Israel Deaconess
Medical Center, Harvard Medical Belén Rubio Morell, Médica Adjunta,
School, Harvard University, Boston, Unidad de Psiquiatría Infanto-Juvenil,
Massachussets, USA Complejo Hospitalario Universitario de
Canarias (CHUC), La Laguna, Santa
Cruz de Tenerife, España
xii
Autores
Fernando Sánchez López, Jefe de Isaac Túnez Fiñana, Catedrático
Sección, Unidad de Gestión Clínica de de Universidad, Departamento de
Neurología, Instituto Maimónides de Bioquímica y Biología Molecular,
Investigación Biomédica de Córdoba Facultad de Medicina, Instituto
(IMIBIC)/Hospital Universitario Reina Maimónides de Investigación Biomédica
Sofía/Universidad de Córdoba, Córdoba, de Córdoba (IMIBIC)/Hospital
España Universitario Reina Sofía/Universidad
de Córdoba, Córdoba, España
Vanesa Soto León, Investigadora,
Directora del Laboratorio, Functional Josep Valls-Solé, Profesor Titular,
Exploration and Neuromodulation Departamento de Medicina, Universitat de
of Nervous, System Investigation Barcelona; Consultor Senior y Director,
(FENNSI) Group, Hospital Nacional Unitat d’EMG, Servicio de Neurología,
de Parapléjicos, Toledo, España Hospital Clínic, Institud d’Investigació
Augusti Pi i Sunyer (IDIBAPS)/
Inmaculada Tasset Cuevas, Investigadora,
Universitat de Barcelona; Asesor, Instituto
Departamento de Bioquímica y Biología
Guttmann, Barcelona, España
Molecular, Facultad de Medicina,
Instituto Maimónides de Investigación Leticia Verdugo-Díaz, Profesora Titular,
Biomédica de Córdoba (IMIBIC)/Hospital Departamento de Fisiología, Facultad de
Universitario Reina Sofía/Universidad Medicina, Universidad Nacional Autónoma
de Córdoba, Córdoba, España de México (UNAM), México D.F., México
xiii
Capítulo 1
Campos magnéticos: usos
en la biología y la medicina
Leticia Verdugo-Díaz, René Drucker-Colin*
Resumen Las terapias con estimulación magnética
transcraneal (EMT) se utilizan con gran éxito
Los campos electromagnéticos (CEM) se
en diversos padecimientos neurológicos y
encuentran presentes en la naturaleza y en
psiquiátricos. Los pacientes con enfermedad
todos los seres vivos. Durante el siglo pasado,
de Parkinson (EP) son, entre otros, los más
la exposición ambiental a CEM se ha incre
beneficiados con esta terapia. La mayoría de
mentado notablemente, debido al aumento
los pacientes con EP muestran, al recibir EMT,
en la demanda de electricidad. Potenciales
mejorías en uno de sus principales problemas
efectos de los CEM sobre la materia viva han
motores, la bradicinesia. Recientemente, en
sido materia de múltiples estudios, particu
nuestro grupo de trabajo hemos demostrado,
larmente en los últimos 30 años. En especial,
en un grupo de 10 pacientes con EP, que es
los CEM de extrema baja frecuencia (EBF) han
tas mejorías motoras se asocian con cambios
sido considerados por mucho tiempo como
neuronales y bioquímicos, observaciones rea
inocuos por la baja energía que transportan.
Dentro de estas frecuencias (<300 Hz) se lizadas por medio de resonancia magnética
funcional. Al finalizar 12 semanas de EMT, se
ubican la mayor parte de los dispositivos de
observaron cambios en la conectividad funcio
generación, transmisión y uso de los aparatos
nal entre las áreas prefrontales y el área mo
eléctricos que se utilizan en las oficinas, casas
tora suplementaria. En un modelo animal de
e industrias. En la actualidad, se realizan es
hemiparkinsonismo se observó que la estimu
tudios desde el nivel molecular hasta epide
lación con CEM durante 2 meses impide que
miológicos sobre el efecto producido por la
el deterioro motor de los animales continúe,
exposición aguda y crónica a CEM de EBF.
como sucede en los animales no estimulados.
Los trabajos publicados respecto al efecto
Por otro lado, también se ha publicado que la
producido por los CEM de EBF en los sis
EMT induce efectos antidepresores, diferencia
temas biológicos muestran en ciertos casos
ción de células progenitoras intracerebrales y
resultados contradictorios. Un buen número
neuroprotección. En conjunto, estos resultados
de ellos muestran efectos dañinos y deleté
indican que los CEM pueden ser una nueva, no
reos, otros no observan ningún cambio y
invasiva y efectiva forma de terapéutica para el
algunos más muestran efectos denominados
uso en padecimientos como el dolor crónico y
«benéficos o positivos». Considerando estos
las enfermedades neurodegenerativas.
últimos, el presente capítulo se enfoca en
revisar algunos de los resultados donde se Palabras clave
encuentran efectos «positivos» de los CEM, Estimulación magnética transcraneal, estrés
desde estudios experimentales hasta algunas oxidativo, enfermedades neurodegenerati
aplicaciones terapéuticas. vas, diferenciación.
*Correspondencia: Dpto. de Neuropatología Molecular, Instituto de Fisiología Celular, Universidad Nacional Autónoma
de México, Apdo. Postal 70-600, 04510-México D.F., México. Fax: ++5550-0064; e-mail: [email protected]
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