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Modulazione della plasticità corticale simile al potenziamento a lungo termine nel cervello sano con campi elettromagnetici pulsati a bassa frequenza

Modulazione della plasticità corticale simile al potenziamento a lungo termine nel cervello sano con campi elettromagnetici pulsati a bassa frequenza

Enrico Premi 1 2, Alberto Benussi 3, Antonio La Gatta 4, Stefano Visconti 5, Angelo Costa 6, Nicola Gilberti 6, Valentina Cantoni 3, Alessandro Padovani 3, Barbara Borroni 3, Mauro Magoni 6

Affiliazioni

  • 1Stroke Unit, Azienda Socio Sanitaria Territoriale "Spedali Civili", Ospedale "Spedali Civili", Piazza Spedali Civili 1, 25123, Brescia, Italia. zedtower@gmail.com.
  • 2Unità di Neurologia, Dipartimento di Scienze Cliniche e Sperimentali, Università degli Studi di Brescia, Brescia, Italia. zedtower@gmail.com.
  • 3Unità di Neurologia, Dipartimento di Scienze Cliniche e Sperimentali, Università degli Studi di Brescia, Brescia, Italia.
  • 4cNVR Consorzio Veneto di Ricerca, Padova, Italia.
  • 5Unità di Riabilitazione, Casa di Cura "Villa Barbarano", Salò, Brescia, Italia.
  • 6Stroke Unit, Azienda Socio Sanitaria Territoriale "Spedali Civili", Ospedale "Spedali Civili", Piazza Spedali Civili 1, 25123, Brescia, Italia.

Astratto

Sfondo: i campi magnetici non depolarizzanti, come i campi elettromagnetici pulsati a bassa frequenza (LF-PEMF) hanno mostrato la capacità di modulare le strutture viventi, principalmente influenzando l'attività sinaptica e i canali ionici sulle membrane cellulari. 

Recentemente, il dispositivo CTU Mega 20 è stato presentato come un acceleratore molecolare, che utilizza energia fino a 200 J e fornisce campi pulsanti ad alta potenza (2 Tesla) con azione idrorepulsiva (diamagnetica) e biostimolazione tissutale. 

Abbiamo testato l'ipotesi che gli LF-PEMF possano modulare l'eccitabilità corticospinale a lungo termine in cervelli sani applicando CTU Mega 20 ®. Sono entrati nello studio dieci soggetti sani senza malattie neurologiche e/o psichiatriche note. È stato impiegato un disegno crossover randomizzato in doppio cieco controllato con sham, registrando i parametri TMS (variazione di ampiezza del potenziale evocato dal motore come indice di perturbazioni dell'eccitabilità corticale del sistema motorio) prima (pre) e dopo (post + 0, + 15, + 30 min) una singola sessione CTU Mega 20 sulla corrispondente area motoria primaria destra, utilizzando un dispositivo reale (campo magnetico = 2 Tesla; intensità = 90 J; frequenza impulsi = 7 Hz; durata = 15 min) o fittizio. È stata applicata un'ANOVA a misure ripetute a due vie con TIME (pre, post + 0, + 15, + 30 min) e TREATMENT (stimolazione reale vs. sham) come fattore entro i soggetti.

Risultati: è stata trovata un'interazione significativa TEMPO × TRATTAMENTO (p <0,001). I confronti post hoc hanno mostrato un effetto significativo di TIME, con differenze significative a + 0, + 15 e + 30 min rispetto al basale dopo stimolazione reale (tutti p < 0,05) ma non dopo stimolazione simulata (tutti p < 0,05) ed effetti significativi di TRATTAMENTO, con differenze significative a + 0, + 15 e + 30 min per la stimolazione reale rispetto alla stimolazione simulata (tutti p < 0,005). Non sono stati rilevati effetti depolarizzanti significativi durante la stimolazione (reale).

Conclusioni: il nostro studio proof-of-concept su soggetti sani supporta l'idea che gli LF-PEMF non ionizzanti indotti dal sistema di accelerazione diamagnetica CTU Mega 20 potrebbero rappresentare un nuovo approccio per la neuromodulazione cerebrale. Sono necessari ulteriori studi per ottimizzare i parametri del protocollo per diverse condizioni neurologiche e psichiatriche. Registrazione della sperimentazione Il presente lavoro è stato registrato retrospettivamente come sperimentazione clinica su ClinicalTrials.gov NCT03537469 e rilasciato pubblicamente il 24 maggio 2018.

Fig. 1 Eccitabilità corticospinale dopo stimolazione reale e simulata. Effetti di stimolazione reale e simulata sull'eccitabilità corticospinale, misurata dalla variazione dell'ampiezza di 1 mV MEP in vari punti temporali, nei gruppi di stimolazione reale (linea blu) e simulata (linea rossa). Le barre di errore rappresentano errori standard. * p  < 0,05 rispetto alla stimolazione reale. ° p  < 0,05 rispetto al basale (T0). Potenziale evocato del motore MEP , mV millivolt, minuti min

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