Estimulación magnética transcraneal y neuromodulación

Presente y futuro en neurociencias

Isaac Túnez Fiñana, Alvaro Pascual-Leone

• Editorial: Elsevier
• Año: 2014
• ISBN:
  9788490226926
• Categoría: Medicina
• Categoría: Neurología

• El objetivo principal de esta obra es profundizar en el conocimiento y aplicación de técnicas innovadoras en el ámbito de las neurociencias cognitivas comoson la estimulación magnética transcraneal no invasiva y la neuromodulación.
• Los autores recogen en esta obra todas aquellas actualizaciones recabadas de los últimos avances producidos y reflejados en estudios clínicos y experimentales realizados sobre dichas técnicas.
• Participación de los más reconocidos expertos en la materia, tanto de ámbito nacional como internacional.
• Se trata dela primera obra sobre estas terapias que cubre todos los aspectos de una técnica como la EMT y una de las primeras obras de este tipo escrita en español.

Capítulo 1

Campos magnéticos: usos en la biología y la medicina

Leticia Verdugo-Díaz and René Drucker-Colin^*

^*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

Resumen

Los campos electromagnéticos (CEM) se encuentran presentes en la naturaleza y en todos los seres vivos. Durante el siglo pasado, la exposición ambiental a CEM se ha incrementado notablemente, debido al aumento en la demanda de electricidad. Potenciales efectos de los CEM sobre la materia viva han sido materia de múltiples estudios, particularmente en los últimos 30 años. En especial, los CEM de extrema baja frecuencia (EBF) han sido considerados por mucho tiempo como inocuos por la baja energía que transportan. Dentro de estas frecuencias (<300 Hz) se ubican la mayor parte de los dispositivos de generación, transmisión y uso de los aparatos eléctricos que se utilizan en las oficinas, casas e industrias. En la actualidad, se realizan estudios desde el nivel molecular hasta epidemiológicos sobre el efecto producido por la exposición aguda y crónica a CEM de EBF.

Los trabajos publicados respecto al efecto producido por los CEM de EBF en los sistemas biológicos muestran en ciertos casos resultados contradictorios. Un buen número de ellos muestran efectos dañinos y deletéreos, otros no observan ningún cambio y algunos más muestran efectos denominados «benéficos o positivos». Considerando estos últimos, el presente capítulo se enfoca en revisar algunos de los resultados donde se encuentran efectos «positivos» de los CEM, desde estudios experimentales hasta algunas aplicaciones terapéuticas.

Las terapias con estimulación magnética transcraneal (EMT) se utilizan con gran éxito en diversos padecimientos neurológicos y psiquiátricos. Los pacientes con enfermedad de Parkinson (EP) son, entre otros, los más beneficiados con esta terapia. La mayoría de los pacientes con EP muestran, al recibir EMT, mejorías en uno de sus principales problemas motores, la bradicinesia. Recientemente, en nuestro grupo de trabajo hemos demostrado, en un grupo de 10 pacientes con EP, que estas mejorías motoras se asocian con cambios neuronales y bioquímicos, observaciones realizadas por medio de resonancia magnética funcional. Al finalizar 12 semanas de EMT, se observaron cambios en la conectividad funcional entre las áreas prefrontales y el área motora suplementaria. En un modelo animal de hemiparkinsonismo se observó que la estimulación con CEM durante 2 meses impide que el deterioro motor de los animales continúe, como sucede en los animales no estimulados. Por otro lado, también se ha publicado que la EMT induce efectos antidepresores, diferenciación de células progenitoras intracerebrales y neuroprotección. En conjunto, estos resultados indican que los CEM pueden ser una nueva, no invasiva y efectiva forma de terapéutica para el uso en padecimientos como el dolor crónico y las enfermedades neurodegenerativas.

Palabras clave

Estimulación magnética transcraneal, estrés oxidativo, enfermedades neurodegenerativas, diferenciación.

Introducción

Toda la materia viva produce fenómenos eléctricos, y algunas de las corrientes eléctricas generadas por los seres vivos producen a su vez campos magnéticos, los cuales pueden ser registrados en la parte externa del organismo. Ejemplos de estos son los magnetocardiogramas (MCG) y los magnetoencefalogramas (MEG).

El bioelectromagnetismo se enfoca en el estudio tanto de los campos electromagnéticos generados por los seres vivos como de la forma en que los organismos vivos interactúan con los campos electromagnéticos externos.

En este capítulo, haremos primero un resumen de los principios básicos del electromagnetismo y se mencionarán algunos de los estudios científicos sobre los principales efectos que inducen los campos electromagnéticos de extrema baja frecuencia sobre los organismos. En particular, se describe el efecto inducido por la estimulación magnética transcraneal en algunos modelos animales de enfermedades neurodegenerativas y en pacientes con padecimientos tales como la enfermedad de Parkinson, la de Huntington y la depresión.

Bases físicas de los campos electromagnéticos

Un campo electromagnético (CEM) contiene tanto un campo eléctrico como un campo magnético. Ambos campos se caracterizan por su longitud de onda, su frecuencia y su energía. Los tres parámetros se encuentran relacionados entre sí: la frecuencia, la longitud de onda y el nivel de energía que transmiten. La frecuencia es el número de oscilaciones en cierto tiempo y su unidad es el hercio (Hz; 1 Hz = 1 ciclo en cada segundo). La longitud de onda es la distancia recorrida por la onda en cada oscilación o ciclo. Una onda electromagnética consiste en pequeños paquetes de fotones. La energía que estos transportan está en proporción directa a la frecuencia de la onda; es decir, a mayor frecuencia, mayor cantidad de energía en cada fotón.

Las corrientes eléctricas en movimiento producen campos magnéticos. Los campos magnéticos inducidos viajan en dirección perpendicular a la corriente eléctrica. En el caso de que la corriente eléctrica fluya a través de un cable, se produce un campo magnético en el espacio que rodea al cable. Si la corriente eléctrica es una corriente directa (CD), esta fluye en una sola dirección y el campo magnético inducido es estable. Si la corriente eléctrica es pulsátil o fluctuante (corriente alterna [CA]), el flujo de corriente cambia constantemente de dirección y, por lo tanto, el campo magnético resultante también fluctúa.

La fuerza de un campo magnético se puede expresar con dos unidades diferentes: las teslas (T) y los gauss (G). La conversión entre las dos unidades corresponde a 1 T = 10.000 G. La fuerza de un campo eléctrico se expresa en una unidad llamada voltio (V).

La fuerza del campo magnético depende de la cantidad de corriente que fluya a través del cable: a mayor corriente, más fuerte será el campo magnético. Otra característica importante de estas fuerzas es que los campos eléctricos se pueden aislar o disminuir su influencia de forma relativamente fácil. A diferencia de los campos eléctricos, los campos magnéticos atraviesan todos los materiales y son mucho más difíciles de bloquear. Sin embargo, ambos campos disminuyen su energía rápidamente conforme la distancia aumenta desde su fuente de producción. Todos los aparatos electrodomésticos, las líneas de transmisión y los equipos eléctricos producen ambos tipos de campos.

El espectro electromagnético es la clasificación que se utiliza para agrupar a los campos electromagnéticos dependiendo de su frecuencia de oscilación y de su energía. De acuerdo a esta clasificación, el espectro tiene dos grandes tipos de radiaciones: las de tipo ionizante y las no ionizantes. Estas últimas van desde la CD de extrema baja frecuencia (EBF), de baja frecuencia, las radiofrecuencias (RF), las microondas y el infrarrojo, hasta la luz visible que delimita las radiaciones ionizantes que comprenden la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.

Los CEM de EBF (<300 Hz) incluyen los campos que emiten las líneas eléctricas (50-60 Hz), los cuales transportan poca energía, no tienen efectos ionizantes y usualmente no tienen efectos térmicos. En esta subclase se encuentran todos los dispositivos de generación, transmisión y uso de la electricidad. Sin embargo, algunos equipos producen simultáneamente diferentes frecuencias electromagnéticas. Por ejemplo, los hornos de microondas producen campos de 50-60 Hz, pero también crean energías de frecuencias de las microondas dentro del horno (2.450 MHz).

Los CEM de EBF se relacionan en gran parte con fuentes de emisión producidas por el hombre, a diferencia de otras, como los campos eléctricos y magnéticos estáticos o de CD, que se relacionan en ciertas ocasiones con los que se encuentran en la naturaleza. La Tierra produce un campo magnético de alrededor 500 mG o 50 mT. Se ha calculado que la exposición promedio de la población humana debida a los dispositivos eléctricos domésticos es de 1-10 mT. Los campos electromagnéticos emitidos por los aparatos electrodomésticos son generalmente no detectables a una distancia de 1 m (1). En la tabla 1-1 mencionamos algunos ejemplos de aparatos frecuentemente usados en las casas y la intensidad de flujo magnético y de fuerza eléctrica detectada a una distancia de 30 cm (2).

Tabla 1-1

Promedio de la intensidad de los campos eléctrico y magnético de algunos dispositivos usados en las casas, medidos a una distancia de 30 cm desde la fuente

...

Dispositivo	Campo eléctrico (V/m)^*	Campo magnético (μT)^*
Refrigerador	120	0,01-0,25
Secador de pelo	80	0,01-7
Manta eléctrica	250	1,3-3,3
Vídeo	74	0,13-0,3
TV	60	0,04-2
Batidora	100	10
Aspiradora	16	2-20
Estéreo	180	<2
Plancha	120	0,12-0,3
Tostador	80	0,3

Índice

• Cubierta
• Portada
• Índice de capítulos
• Páginas preliminares
• Página de créditos
• Prefacio
• Autores
• Capítulo 1: Campos magnéticos: usos en la biología y la medicina
• Capítulo 2: Mecanismos de acción en la estimulación magnética transcraneal
• Capítulo 3: Efectos de la estimulación magnética sobre la histología del músculo esquelético
• Capítulo 4: Estimulación cerebral no invasiva, redes neuronales y diferencias individuales moduladoras
• Capítulo 5: Integración de la estimulación magnética transcraneal con técnicas de neuroimagen
• Capítulo 6: La estimulación magnética transcraneal como un instrumento para el estudio del sistema visual
• Capítulo 7: Estimulación magnética transcraneal en psiquiatría
• Capítulo 8: La estimulación magnética en el estudio de las lesiones medulares
• Capítulo 9: Aplicación de la estimulación magnética transcraneal en la patología cerebrovascular
• Capítulo 10: Realidad actual de la aplicación de EMT a los trastornos neurodegenerativos y neuropsiquiátricos
• Capítulo 11: Efectos de los campos magnéticos estáticos sobre la corteza cerebral
• Capítulo 12: Nuevas perspectivas de la estimulación magnética transcraneal en los trastornos psiquiátricos de la infancia y la adolescencia
• Índice alfabético