T. Bocci, A. Di Rollo, D. Barloscio, L. Parenti, M. Santin, F. Sartucci

Sezione Dipartimentale Neurologia Cisanello – AOUP

Alla XIV edizione del Corso Residenziale in Elettroencefalografia e Tecniche Correlate, svoltosi a Tirrenia, dal 9 al 14 marzo, organizzato come ogni anno dal Prof. Ferdinando Sartucci, Direttore della Sezione Dipartimentale Neurologia di Cisanello, oltre ai tradizionali argomenti della Neurofisiologia Clinica, dall’EEG all’ecografia neuromuscolare, all’Elettromiografia, ai Potenziali Evocati e alle co-registrazioni fMRI-EEG, particolare rilievo è stato dato alle metodiche di neurostimolazione non invasiva, nuova ed intrigante frontiera terapeutica del 3° millennio.

Cenni storici

Quando Luigi Galvani e suo nipote, Giovanni Aldini, iniziarono a studiare gli effetti della corrente elettrica sui cadaveri dei lestofanti decapitati a Bologna agli inizi del XVII secolo, non potevano prevedere l’impatto che le loro pionieristiche scoperte avrebbero avuto in ambito neurologico quattro secoli più tardi (Figura 1).

Figura 1 – a sinistra ed al centro: ritratto di Giovanni Aldini, nipote di Galvani,

e rappresentazione iconografica dei suoi studi sugli effetti della corrente elettrica

nei carcerati decapitati (in alto) e negli animali macellati (in basso);

a destra: foto di Ugo Cerletti, “inventore” della moderna terapia elettroconvulsivante (o elettroshock).

Una storia che ha anche conosciuto numerose mistificazioni; una storia in cui, sin dagli albori, hanno giocato un ruolo fondamentale fisici e medici italiani. L’alone magico che ha circondato l’elettromagnetismo in medicina è in parte dovuto alla introduzione della terapia elettroconvulsivante da parte di Ugo Cerletti e Lucio Bini negli anni Venti del secolo scorso. Ed alle, spesso improvvide, sue rese cinematografiche. La riscoperta delle correnti elettriche in Neurologia si deve ad altri italiani, relatori e doceti costanti del Corso di Tirrenia: il prof. Paolo Maria Rossini, neurologo del policlinico Gemelli, che tra i primi primo ha intravisto nell’utilizzo della Stimolazione Magnetica Transcranica (TMS) un imprescindibile strumento diagnostico e terapeutico, ed il prof. Alberto Priori, del Policlinico di Milano, che ha ipotizzato la possibilità di modulare in maniera non invasiva le funzioni corticali mediante stimolazione a corrente continua ed a bassa intensità (dell’ordine  di circa 2 mA).

Sicurezza d’impiego

La tDCS (“transcranial Direct Current Stimulation”) ha effetti polarità specifici sull’attività neuronale: lo stimolo anodico produce effetti eccitatori, mentre quello catodico inibitori. Lo strumento è molto semplice: una vera e propria pila, con i due poli collegati ad elettrodi in gomma (Figura 2).

Figura 2– esempio di apparecchio per la Stimolazione elettrica transcranica

a correnti dirette (tDCS).

La rTMS (“ripetitive Transcranial Magnetic Stimulation”), invece, ha un’azione frequenza-dipendente: gli stimoli a bassa frequenza (1 Hz) inibiscono, quelli ad alta frequenza (> 5 Hz) eccitano le cellule corticali.

Molto dibattuta, in considerazione dei precedenti storici, è la sicurezza d’impiego di tali metodiche. Come confermato dalle recenti Linee Guida Internazionali, licenziate del 2012 e pubblicate sulla rivista Clinical Neurophysiology, nullo è il temuto potenziale epilettogeno della tDCS e della rTMS, in quanto entrambe le metodiche non interferiscono direttamente con l’attività sinaptica delle cellule piramidali; la tDCS modula l’attività neuronale intrinseca, mentre la TMS attiva le cellule piramidali attraverso interneuroni eccitatori.

La sicurezza d’impiego della tDCS è stata ulteriormente confermata da studi che hanno escluso sia modificazioni della concentrazione di enolasi neuro-specifica, marker di necrosi neuronale, sia effetti sulla differenziazione linfocitaria.

Applicazioni terapeutiche: ictus

Entrambe le metodiche sono state efficacemente già utilizzate nel trattamento dei disturbi motori e non, quali l’afasia, dell’ictus cerebri. In particolare, oltre ad una azione diretta, facilitatoria, sulle funzioni residue dell’area perilesionale, tali metodiche consentono simultaneamente di riequilibrare l’abnorme afferenza inibitoria proveniente dalle aree omologhe sane controlaterali. Un effetto quest’ultimo di particolare importanza nel trattamento dell’ipertonia spastica, tradizionalmente attribuita ad un disequilibrio dell’inibizione interemisferica. Nel caso della tDCS, tale risultato può essere facilmente ottenuto posizionando l’anodo sull’area lesa e il catodo sull’area omologa controlaterale (Figura 3).

Figura 3 – Meccanismi d’azione della tDCS nella riabilitazione post-ictus:

effetto diretto sull’area lesa (tDCS anodica) ed indiretto interferendo

con l’abnorme inibizione proveniente dall’area omologa, sana, del lato opposto.

Dolore

Recentemente, il nostro gruppo ha pubblicato sulla rivista Restorative Neurology and Neuroscience un lavoro in cui si dimostra non solo il ruolo del cervelletto sulla modulazione dell’esperienza nocicettiva, sia nella sua componente sensitivo-discriminativa sia in quella affettivo – emozionale, ma anche la possibilità di influenzare la percezione del dolore mediante tDCS applicata al cervelletto. Più di cento lavori in letteratura hanno confermato l’effetto analgesico della tDCS. Inoltre, recenti metanalisi hanno proposto un livello A di efficacia terapeutica per la rTMS ad alta frequenza applicata all’area motoria controlaterale alla sede riferita del dolore. La non invasività e l’efficacia di tali metodiche, oltre ai bassi costi ed alla facilità d’impiego della tDCS, rappresentano un indubbio vantaggio evolutivo rispetto alle altre tecniche invasive di neurostimolazione, quali la stimolazione cerebrale profonda o DBS ed i tradizionali neuro stimolatori impiantati chirurgicamente per la terapia del dolore..

Patologie psichiatriche e nuovi target

Numerosi sono, infine, gli studi che dimostrano l’efficacia di rTMS e tDCS nel trattamento dei disturbi psichiatrici, specie nella depressione farmaco-resistente, e nel terapia dei fenomeni allucinatori nelle sindromi schizoaffettive.

Per quanto concerne  nuovi potenziali target nella patologia neurologica, ad esempio nelle lesioni del midollo, il nostro gruppo, unitamente al team del Prof. Priori a Milano, ha dimostrato la possibilità di modulare l’attività dei circuiti midollari applicando gli elettrodi direttamente sulla colonna, modulando così sia il reclutamento dei motoneuroni spinali che la trasmissione dell’informazione propiocettiva e nocicettiva.